Efeitos da filtragem ambiental e de uma seca extrema experimental na diversidadede formigas em florestas tropicais
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Data
2024-10-24
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Universidade Federal de Viçosa
Resumo
A Amazônia e a Mata Atlântica constituem dois dos mais importantes centros de biodiversidade do mundo. As comunidades de formigas contribuem para a resiliência e estabilidade dessas florestas, e a presença dessas espécies pode ser influenciada por diversos fatores ambientais através do processo de filtragem ecológica. O primeiro capítulo desta tese tem como objetivo investigar a influência de fatores ambientais na diversidade de formigas da Mata Atlântica. Embora a filtragem ecológica constitua um processo natural e esperado, afetando vários aspectos da biodiversidade, ela está sujeita a modificações por atividades antropogênicas, como eventos de seca, que são previstos de se tornarem mais frequentes e prolongados na região amazônica. Portanto, no segundo capítulo desta tese, investigamos se esses eventos de seca extrema levam a mudanças na diversidade filogenética da comunidade de formigas da Floresta Amazônica. Para o primeiro capítulo, usamos um conjunto de dados de 63 locais de amostragem ao longo da Mata Atlântica para explorar a influência de 31 variáveis ambientais na composição da comunidade de formigas. Para o segundo capítulo, extraímos métricas filogenéticas de comunidades de formigas amostradas em uma área de seca contínua induzida na Floresta Amazônica. Nossos resultados demonstram que, enquanto as variáveis climáticas explicam parte da distribuição espacial da diversidade de formigas da Mata Atlântica, são fatores edáficos que emergem como a influência mais dominante, mas o efeito sinérgico supera a influência de qualquer uma isoladamente. A precipitação durante o mês mais seco e o teor de argila são os fatores com maior importância na distribuição da composição de formigas. Portanto, tanto as mudanças climáticas quanto as atividades de uso da terra representam uma ameaça à diversidade de formigas. Nossos resultados demonstram que a seca reduziu a riqueza filogenética de todas as subfamílias, mas não selecionou espécies mais próximas filogeneticamente. Embora tenhamos observado uma diminuição geral na riqueza e abundância de espécies, houve uma ampla variedade de respostas, inclusive dentro de um mesmo gênero. As métricas filogenéticas da comunidade de controle exibiram variação temporal gradual, enquanto a comunidade sob seca apresentou picos, oscilando entre valores baixos e altos, o que pode ser atribuído à amostragem estocástica como consequência da perda de espécies. Essas mudanças imprevisíveis poderiam levar à diminuição da resiliência e desestabilizar a estrutura e função da comunidade. Devido à distribuição variada de respostas ao longo da filogenia, sugerimos que a hipótese de conservadorismo de nicho (a tendência de espécies filogeneticamente próximas responderem de maneira semelhante às pressões ambientais) não se aplica a essas comunidades de formigas e pode não ser um preditor confiável de respostas a eventos de seca para as formigas amazônicas. Nesta tese nós abordamos os efeitos de fatores ambientais naturais e antropogênicos em escalas macro e locais sobre as formigas da Amazônia e Mata Atlântica, demonstrando como as mudanças climáticas e as atividades de uso da terra representam ameaças a biodiversidade das formigas e sugerimos que o conservadorismo de nicho pode não auxiliar a predição de respostas dessas comunidades a eventos de seca. Palavras-chave: Comunidades de formigas; Mudanças climáticas ; Beta diversidade ; Diversidade das florestas tropicais; Macroecologia; Diversidade taxonômica; Diversidade Filogenética.
The Amazon and the Atlantic Forest constitute two of the most important centers of biodiversity in the world. The ant community contributes to the resilience and stability of these forests and the presence of these ant species can be influenced by various environmental factors through the process of ecological filtering. The first chapter of this thesis aims to investigate the influence of environmental factors on the diversity of ants in the Atlantic Forest. While ecological filtering constitutes a natural and expected process, affecting several aspects of biodiversity, it is subject to modification by anthropogenic activities such as drought events, which are expected to be more frequent and long in the Amazon region. Therefore, in the second chapter of this thesis, we analyze data from a drought experiment in the Amazon Forest to investigate if drought events lead to changes in phylogenetic composition of the ant community. For the first chapter we used a dataset of 63 sample sites along the Atlantic Forest to explore the influence of 31 environmental variables on ant community composition. For the second chapter, we extracted phylogenetic metrics from ant communities sampled within the context of a induced drought experiment in Amazonian rainforest. We found that that while climatic variables explain part of the spatial distribution of ant diversity in the Atlantic Forest, it is the soil characteristics that emerge as the more dominant influence, but the synergistic effect surpasses the influence of either one alone. Precipitation during the driest month and the clay content has the most importance in ant composition distribution. Therefore, both climate change and land use activities pose a threat to ant diversity. We found that, as a consequence of the drought, all subfamilies presented a decrease in phylogenetic richness, but it did not select for species with close phylogenetic relationship. Although we observed a general decrease in species richness and abundance, there was also a wide array of responses, including within the same genus. The phylogenetic metrics of the control community exhibited gradual temporal variation, while drought community displayed peaks, fluctuating between low and high values, which can be attributable to stochastic sampling as consequence of species loss. These unpredictable changes could lead to decreased ecosystem resilience and further destabilize the community structure and function. Due to the varied distribution of responses throughout the phylogeny, we suggest that the hypothesis of niche conservatism (the tendency of closely related species to respond similarly to environmental pressures) does not apply to these ant communities and might not be a reliable predictor of responses to drought events for the Amazonian ants. In this thesis we addressed the effects of natural and human-induced climatic and soil factors at macro and local scales on ant from Amazon and Atlantic Forests, demonstrating how climate change and land use activities pose significant threats to various aspects of ant biodiversity and suggesting that niche conservatism might not help to predict the response of these communities to extreme drought events. Keywords: Ant communities ; Climate change; Beta diversity ; Rainforest diversity ; Macroecology; Taxonomic diversity; Phylogenetic diversity.
The Amazon and the Atlantic Forest constitute two of the most important centers of biodiversity in the world. The ant community contributes to the resilience and stability of these forests and the presence of these ant species can be influenced by various environmental factors through the process of ecological filtering. The first chapter of this thesis aims to investigate the influence of environmental factors on the diversity of ants in the Atlantic Forest. While ecological filtering constitutes a natural and expected process, affecting several aspects of biodiversity, it is subject to modification by anthropogenic activities such as drought events, which are expected to be more frequent and long in the Amazon region. Therefore, in the second chapter of this thesis, we analyze data from a drought experiment in the Amazon Forest to investigate if drought events lead to changes in phylogenetic composition of the ant community. For the first chapter we used a dataset of 63 sample sites along the Atlantic Forest to explore the influence of 31 environmental variables on ant community composition. For the second chapter, we extracted phylogenetic metrics from ant communities sampled within the context of a induced drought experiment in Amazonian rainforest. We found that that while climatic variables explain part of the spatial distribution of ant diversity in the Atlantic Forest, it is the soil characteristics that emerge as the more dominant influence, but the synergistic effect surpasses the influence of either one alone. Precipitation during the driest month and the clay content has the most importance in ant composition distribution. Therefore, both climate change and land use activities pose a threat to ant diversity. We found that, as a consequence of the drought, all subfamilies presented a decrease in phylogenetic richness, but it did not select for species with close phylogenetic relationship. Although we observed a general decrease in species richness and abundance, there was also a wide array of responses, including within the same genus. The phylogenetic metrics of the control community exhibited gradual temporal variation, while drought community displayed peaks, fluctuating between low and high values, which can be attributable to stochastic sampling as consequence of species loss. These unpredictable changes could lead to decreased ecosystem resilience and further destabilize the community structure and function. Due to the varied distribution of responses throughout the phylogeny, we suggest that the hypothesis of niche conservatism (the tendency of closely related species to respond similarly to environmental pressures) does not apply to these ant communities and might not be a reliable predictor of responses to drought events for the Amazonian ants. In this thesis we addressed the effects of natural and human-induced climatic and soil factors at macro and local scales on ant from Amazon and Atlantic Forests, demonstrating how climate change and land use activities pose significant threats to various aspects of ant biodiversity and suggesting that niche conservatism might not help to predict the response of these communities to extreme drought events. Keywords: Ant communities ; Climate change; Beta diversity ; Rainforest diversity ; Macroecology; Taxonomic diversity; Phylogenetic diversity.
Descrição
Palavras-chave
Formigas - Mata Atlântica, Formigas - Amazônia, Formigas - Efeito das mudanças climáticas, Formigas - Efeito da seca, Formigas - Efeito do uso do solo
Citação
MOREIRA, Isadora Gerheim de Vasconcellos. Efeitos da filtragem ambiental e de uma seca extrema experimental na diversidadede formigas em florestas tropicais. 2024. 361 f. Tese (Doutorado em Ecologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2024.