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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.41.2011.tde-19012012-161354
Documento
Autor
Nome completo
Marcel Carita Vaz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2011
Orientador
Banca examinadora
Oliveira, Alexandre Adalardo de (Presidente)
Duarte, Leandro da Silva
Meirelles, Sergio Tadeu
Título em português
Diversidade de estratégias ecológicas das espécies de árvore dominantes de uma floresta de terra firme da Amazônia Central
Palavras-chave em português
Amazônia Central
Atributos funcionais
Convergência evolutiva
Diversidade de estratégias
Dominância ecológica
Resumo em português
As plantas têm diversos modos de resolver problemas como a escassez de recursos, o ataque de herbívoros ou a perda de água. O modo como uma planta resolve um desses problemas pode ser considerado uma tática e o conjunto dessas táticas constitui uma estratégia ecológica. As estratégias só são possíveis porque as plantas têm uma série de atributos que têm um efeito direto no desempenho ecológico dessas plantas. Esses atributos funcionais, portanto, refletem as estratégias ecológicas das espécies. Com base nessa lógica, descrevemos as 157 espécies de árvore dominantes de uma floresta de terra firme da Amazônia Central segundo treze atributos funcionais (foliares, vegetativos e regenerativos). Nosso objetivo era descomplicar a ecologia de florestas tropicais, até então muito focada na identidade das espécies. Como essas florestas têm muitas espécies e a densidade dessas espécies é muito baixa, os padrões de composição de espécies das comunidades são muito complexos e pouco claros. Com a mudança do foco para a diversidade de estratégias, conseguimos desvendar um padrão interessante de dominância de tipos de estratégia: apesar de haver onze tipos diferentes na floresta estudada, 61% das espécies são de um só tipo. Além de ter o maior número de espécies, o tipo 1 respondeu por 52% da biomassa vegetal da floresta, o que indica que essa é a estratégia ótima. No entanto, como a dominância relativa não varia muito entre as espécies, é possível que o benefício gerado pela adoção da estratégia ótima seja compensado pelo número de espécies que adotam essa estratégia. Concluímos que os padrões encontrados na distribuição das dominâncias entre as espécies e entre os tipos são resultado principalmente das peculiaridades do conjunto de espécies, em especial a grande quantidade de espécies dos tipos 1 e 2. Mas como tantas espécies parecidas podem ter se originado? Para responder essa pergunta, testamos três hipóteses: 1) a taxa de especiação foi maior do que a taxa de divergência ecológica; 2) as espécies convergiram recentemente ou evoluíram paralelamente; e 3) razões alométricas ou demandas conflitantes entre os atributos restringiram a diversidade de estratégias. Encontramos evidências parciais que corroboram essas três hipóteses. Como a diversidade filogenética foi menor do que a diversidade ecológica, as espécies estudadas podem ser fruto de especiação recente, o que é compatível com a teoria dos refúgios. Segundo essa teoria, as espécies teriam se formado em refúgios do Pleistoceno durante as glaciações, o que deve ter proporcionado altas taxas de especiação alopátrica, não necessariamente acompanhada por divergência ecológica. Por outro lado, o efeito positivo do sinal filogenético na diversidade de estratégias revela que os antepassados das espécies atuais eram mais diferentes entre si do que as espécies atuais. Isso indica que houve uma convergência recente de estratégias, o que está de acordo com a hipótese do Lago Amazonas, que cobriu a área estudada até o início do Pleistoceno. O solo rico em silte da área estudada reforça a suspeita de que o leito desse lago deve ter fornecido uma ótima oportunidade ecológica para as espécies de terra firme. Finalmente, encontramos evidência de que a diversidade das estratégias ligadas aos atributos foliares é severamente limitada por demandas conflitantes e razões alométricas.
Título em inglês
Diversity of ecological strategies of the dominant tree species from a terra-firme forest in Central Amazonia
Palavras-chave em inglês
Central Amazon
Convergent evolution
Diversity of strategies
Ecological dominance
Funcional traits
Resumo em inglês
Plants have several ways to solve their problems such as resource limitation, herbivory damage or water loss. How a plant solves one of these problems can be considered a tactic and all the tactics together constitutes an ecological strategy. The strategies are possible only because plants have a series of traits that directly affect ecological performance of these plants. These functional traits, therefore, reflect the ecological strategies of species. Based on this rationale, we described the 157 dominant tree species in a terra firme forest of Central Amazon according to thirteen functional traits (among leaf, vegetative and regenerative traits). Our goal was to simplify the ecology of tropical forests, so far focused on species identity. Since these forests have a lot of species that are in general very rare, the patterns of species composition of these communities are very complex and unclear. By shifting focus to diversity of strategies, instead identities, we unveiled an interesting pattern of dominance among the strategy types: Although there are eleven different types of strategies in the forest studied, 61% of the species were of only one type. In addition to a greater number of species, only one type responded by 52% of the tree biomass of the forest sampled, which indicates that this is the optimal strategy. However, as the dominance does not vary considerably between species, it is possible that the benefit generated by the use of the optimal strategy is offset by the number of species who also use this strategy. We conclude that the neutral pattern found in the distribution of dominances among species and the dominance pattern found among the types are mainly the result of peculiarities of the species set, in particular the large number of the two most common strategies. But how so many similar species can have been originated? To answer to this question, we tested three hypotheses: 1) the rate of speciation was greater than the rate of ecological divergence; 2) species converged recently or evolved parallelly; and 3) allometric relations or tradeoffs between traits restricted the diversity of strategies. We found evidences that partially support these three hypotheses. As phylogenetic diversity was lower than ecological diversity, it is possible that the species studied resulted from recent speciation, which is compatible with the refuge theory. According to this theory, several species would have originated in Pleistocene refuges during the glaciations, which might have enhanced rates of allopatric speciation that was not necessarily followed by ecological divergence. On the other hand, the positive effect of phylogenetic signal in strategy diversity reveals that current species ancestors were ecologically more different from each other than current species are. This indicates that there was a recent convergence of strategies, which is consistent with the hypothesis of Lake Amazonas, which covered the area studied until the early Pleistocene. The large relative amount of silt in the soil of the studied area strengthens the suspect that the bed of this Lake should have provided a great ecological opportunity for species that were adapted to drier and poorer soils. Finally, we found evidence that only the diversity of strategies linked to leaf traits is severely limited by tradeoffs and allometric relations.
 
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Marcel_Vaz_CORR.pdf (1.44 Mbytes)
Data de Publicação
2012-01-24
 
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