Padrões espaciais de biodiversidade e estabilidade da abundância de espécies ao longo de gradientes ambientais

dc.contributor.advisorGianuca, Andros Tarouco
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9747367811959611pt_BR
dc.contributor.authorAlves, Wagner de França
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7742861573223863pt_BR
dc.contributor.referees1Silva, Adriano Caliman Ferreira da
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9218-5601pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4147444251852878pt_BR
dc.contributor.referees2Ganade, Gislene Maria da Silva
dc.contributor.referees3Teixeira, Duarte de Serpa Pimentel
dc.contributor.referees4Bastazini, Vinícius Augusto Galvão
dc.date.accessioned2024-02-16T18:12:30Z
dc.date.issued2023-06-22
dc.description.abstractGrowing anthropogenic pressures on earth, particularly those related to urbanizationand agricultural intensification, have resulted in the loss and fragmentation of habitats, with possible consequences for biodiversity and ecosystem stability. However, there is still limited understanding of how different taxonomic groups respond to these pressures andat what spatial scale these effects are strongest. Another uncertainty concerns the level of spatiotemporal change of the different dimensions of biodiversity (e.g., taxonomicand functional). The main goal of this thesis was to evaluate how anthropogenic impactsaffect patterns of diversity and stability of species abundance at multiple spatial scales. For that, we used databases of hundreds of animal metacommunities, collected with high spatial and temporal resolution and through international collaborations from several Europeancountries. This thesis is divided into three chapters. In the first, we investigated howthe relationships between dispersal ability and body size of six groups of arthropods influence therelative amount of β-diversity components: species replacement and nestedness (variationinspecies composition resulting from difference of species richness between communities). For this type of analysis, urban gradients were considered, which were quantified at multiplespatial scales. We found that groups with a positive relationship between body size anddispersal ability showed a more pronounced nestedness pattern towards urban centers comparedto groups that showed a neutral relationship between size and dispersal ability, mainlyat the local scale. This result is in agreement with our hypotheses and indicates that not onlyissize an important attribute that influences species selection along the urban gradient, but that variation in dispersal capacity also influences the organization of urban metacommunities, implying different regional management strategies. In the second chapter, we assessthe prevalence of biotic homogenization and differentiation mainly in Western Europe andrelate these patterns to various functional attributes of butterflies. For this, we usedspecies abundance data collected during a minimum of four and a maximumof twelve yearsand integrated with functional attributes of butterflies in seven European countries. We foundan increase in the proportion of species with greater thermal tolerance and egg volumeinmost metacommunities, regardless of taxonomic and functional homogenization or differentiation scenarios. Finally, in the third chapter, we use the same butterfly data to assess howdifferent facets of diversity and abiotic factors affect the stability of butterflies’ abundance at multiple scales. Our results provide the first evidence that both local stability and communities asynchronous dynamics drive regional stability of butterfly abundance, but withrelatively greater importance of the former component. We found that climatic factors (temperatureand precipitation) and spatial distance modulated the stabilizing effect of different facetsof biodiversity, mainly in a positive way. We found that functional β-diversity and the different facets of α-diversity were important drivers of maintaining regional stability. Wealso demonstrate that there is a relative change in the contribution of local and regional stabilizing processes depending on the dispersal ability of butterflies. Particularly, species withlow dispersal capacity have higher functional β-diversity and metapopulational andspatial asynchrony, which contributes to regional stability. On the other hand, communitiesof species with high dispersal capacity present greater α-diversity (taxonomic and functional), which results in a stronger contribution of local mechanisms on the stabilityof metacommunities. Overall, our results indicate that (i) structural and functional connectivity modulates the responses of taxa to environmental disturbances; (ii) the trend observedfor species with broad climatic tolerance and larger egg size, considering the different homogenization and differentiation scenarios, suggests that climatic extremes seemtobethe strongest filter in the structuring of butterfly communities and that larger egg sizemaybe associated with factors that positively influence larval survival and (iii) mobility changesthe relative importance of local and regional stabilizing processes. Furthermore, we emphasize the necessary consideration of multiple spatial scales to improve understandingof biodiversity change along disturbance gradients and their stabilizing effect, withdirect implications for conservation and management.pt_BR
dc.description.embargo2024-12-27
dc.description.resumoCrescentes pressões antrópicas na Terra, particularmente aquelas relacionadas à urbanização e à intensificação agrícola, têm resultado na perda e fragmentação de habitats, com possíveis consequências para a biodiversidade e a estabilidade dos ecossistemas. No entanto, ainda há uma compreensão limitada de como diferentes grupos taxonômicos respondem a essas pressões e em qual escala espacial esses efeitos são mais fortes. Outra incerteza refere-se ao nível de mudança espaço-temporal das diferentes dimensões da biodiversidade (p. ex.: taxonômica e funcional). O principal objetivo desta tese é avaliar como os impactos antrópicos afetam os padrões de diversidade e estabilidade de espécies em múltiplas escalas espaciais. Para tanto, utilizamos bases de dados de centenas de metacomunidades animais, coletadas com alta resolução espacial e temporal por meio de colaborações internacionais de diversos países europeus. Esta tese está dividida em três capítulos. No primeiro, avaliamos como as diferentes facetas da diversidade e fatores abióticos afetam a estabilidade da abundância de borboletas em múltiplas escalas. Para isso, utilizamos dados de abundância de espécies coletadas durante, no mínimo, quatro e, no máximo, doze anos e integramos com atributos funcionais das borboletas em sete países europeus. Nossos resultados fornecem a primeira evidência de que tanto a estabilidade local quanto as dinâmicas assíncronas das comunidades impulsionaram a estabilidade regional da abundância de borboletas, mas com uma importância relativamente maior para o primeiro componente. Descobrimos que fatores climáticos (temperatura e precipitação) e a distância espacial modularam o efeito estabilizador das diferentes facetas da biodiversidade, principalmente de forma positiva. De maneira geral, constatamos que a diversidade-α taxonômica e a diversidade-β funcional foram importantes impulsionadores da manutenção da estabilidade regional. Também demonstramos que há uma mudança relativa na contribuição de processos estabilizadores locais e regionais dependendo da capacidade de dispersão das borboletas. Particularmente, espécies com baixa capacidade de dispersão apresentam maior diversidade-β funcional e maior assincronia metapopulacional e espacial, o que contribui para a estabilidade regional. Por outro lado, comunidades de espécies com alta capacidade de dispersão apresentam maior diversidade-α (taxonômica e funcional), o que resulta em uma contribuição mais forte de mecanismos locais sobre a estabilidade das metacomunidades. No segundo capítulo, utilizamos os mesmos dados de borboletas para avaliar a prevalência de homogeneização e diferenciação biótica ao longo de 12 anos na Europa e relacionamos estes padrões com vários atributos funcionais das borboletas. Descobrimos um aumento na proporção de espécies com maior tolerância térmica e volume do ovo na maioria as metacomunidades, independentemente dos cenários taxonômicos e funcionais de homogeneização ou diferenciação. Por fim, no terceiro capítulo, investigamos como as relações entre a capacidade de dispersão e o tamanho corporal de seis grupos de artrópodes influenciam a quantidade relativa dos componentes da diversidade-β: substituição de espécies e aninhamento (variação na composição de espécies resultante da diferença de riqueza entre comunidades). Para este tipo de análise, foram considerados gradientes urbanos, os quais foram quantificados em múltiplas escalas espaciais. Verificamos que os grupos com relação positiva entre o tamanho corporal e a capacidade de dispersão apresentaram um padrão de aninhamento mais acentuado em direção aos centros urbanos em comparação aos grupos que apresentam uma relação neutra entre tamanho e capacidade de dispersão, principalmente na escala local. Esse resultado está de acordo com nossas hipóteses e indica que não apenas o tamanho é um atributo importante que influencia na seleção de espécies ao longo do gradiente urbano, mas que a variação na capacidade de dispersão também influencia a organização das metacomunidades urbanas, implicando em diferentes estratégias de manejo regional. De maneira geral, os nossos resultados indicam que (i) a mobilidade muda a importância relativa dos processos estabilizadores locais e regionais; (ii) a tendência observada para espécies com ampla tolerância climática e maior tamanho de ovo, considerando os diferentes cenários de homogeneização e diferenciação, sugere que extremos climáticos parecem ser o filtro mais forte na estruturação das comunidades de borboletas e que o tamanho maior do ovo pode estar associado a fatores que influenciam positivamente a sobrevivência das larvas e (iii) a conectividade estrutural e funcional modula as respostas dos táxons às perturbações ambientais. Além disso, enfatizamos a necessária consideração de múltiplas escalas espaciais para melhorar o entendimento sobre a mudança da biodiversidade ao longo de gradientes de perturbação e o seu efeito estabilizador, com implicações diretas para conservação e manejo.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationALVES, Wagner de França. Padrões espaciais de biodiversidade e estabilidade da abundância de espécies ao longo de gradientes ambientais. Orientador: Dr. Andros Tarouco Gianuca. 2023. 156f. Tese (Doutorado em Ecologia) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57631
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIApt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectMetacomunidadespt_BR
dc.subjectDiversidade-betapt_BR
dc.subjectSubstituiçãopt_BR
dc.subjectAninhamentopt_BR
dc.subjectDinâmicas assíncronaspt_BR
dc.subjectHomogeneização bióticapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIApt_BR
dc.titlePadrões espaciais de biodiversidade e estabilidade da abundância de espécies ao longo de gradientes ambientaispt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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