I investigated the origin of western Amazonian white-sand vegetation and the evolution of plant habitat specialization to different edaphic conditions in Neotropical lowland forests. In order to address these goals I used complementary ecological as well as molecular phylogenetic approaches. Amazonian white-sand forests harbour a flora specialized to nutrient-poor sandy soils, which is distributed as habitat-islands across the Amazon and Guiana Shield regions. This flora has been suggested to have many local and regional endemics, therefore making an important contribution to overall Neotropical plant diversity. The role of habitat specialization in the origin of this flora and its relationships with other floras within the Amazon- Guiana regions is not well understood. To shed light onto these questions, this thesis studies the floristic composition of these forests as well as molecular phylogenetic patterns of selected plant lineages containing white-sand species. The floristic study focused on the white-sand forests of the western Amazon region, which contained 1180 species of vascular plants whereas the non-white-sand Amazon and Guiana Shield dataset consisted of 26,887 vascular plant species. 77% of these species occurred outside white-sand habitats, in other habitat types of the Amazon region, while 23% were white-sand specialists. This demonstrates lower endemism in western Amazonian white-sand forests than previously estimated. 88% of the total westen Amazon white-sand specialist occur within the limits of the Guiana Shield region with the remaining 12% being endemics to the white-sand forests of the western Amazon. Within the Guiana-Shield region, Caquetá Moist Forests (56%), Guayanan Highlands (55%), and Negro-Branco Moist Forests (53%) were the biogeographic regions with the highest proportions of western Amazonian whitesand specialists. Cluster analysis of province level floristic checklists across the Amazon and Guiana regions showed that western Amazonian white-sand forests are nested within floras of the western Guiana-Shield region compared to other floras in the Amazon. Molecular phylogenetic analyses were carried out for the widespread and species-rich families Sapotaceae and Chrysobalanaceae, which display an uneven number of white-sand specialists. Sapotaceae had only three white-sand specialists but Chrysobalanaceae had a larger number of white-sand specialists (14 species). Phylogenetic analysis showed that white-sand specialist species in both studied families were scattered across the phylogenies. Both families show a marked absence of edaphic niche conservatism, suggesting that evolutionary switching amongst habitat types has been frequent. Ancestral state reconstruction of habitat specialization under a maximum likelihood approach suggests that preference for poor soils may be ancestral in these clades, especially in Chrysobalanaceae, but that the evolution of species entirely restricted to white-sand soils is in general much more recent and has multiple origins. For the white-sand flora of the western Amazon in particular, there is little evidence that it comprises ancient lineages as previously hypothesized. The historical construction of the Amazonian white sand flora is more likely to be the result of a gradual accumulation of species with different degrees of edaphic specialization, both by on-going speciation driven via habitat switching from non-white-sand specialists and via regional dispersal events after these habitats became available in regions such as the western Amazon. Edaphic transitions between different habitat types were not evolutionary constrained, which may have favoured edaphic niche evolution and the accumulation of plant species diversity in Neotropical lowland forests.

Os gradientes de riqueza e diversidade foram extensivamente explorados por ecólogos, estudando as interações dos organismos com o meio em escalas locais, e biogeógrafos, que buscam entender como os organismos se distribuem atualmente e no passado na superfície da terra em relação a dinâmicas de extinção, especiação e dispersão. Mas tão fundamental quanto saber o que determina o número de espécies em um determinado local, é saber o que determina quem são as espécies que ocorrem ali, ou seja, a composição de espécies. Nas últimas décadas, os ecólogos têm reconhecido que a organização das comunidades não é determinada apenas pelo ambiente atual e por interações biológicas, mas também pela história evolutiva dos clados que compõem as comunidades e pelo histórico biogeográfico da região. Os caminhos evolutivos de cada linhagem que compõe o pool de espécies se tornam as peças chave na explicação dos padrões de riqueza e diversidade atuais. Eu avaliei fatores ambientais e espaciais que influenciaram a organização dos clados de tiranídeos em sítios distribuídos ao longo da área de ocorrência da floresta com Araucaria, e como os gradientes de estrutura filogenética, juntamente com variáveis espaciais, ambientais e de disponibilidade de recurso, afetam a distribuição dos tiranídeos frugívoros naquele bioma. Os resultados mostraram que fatores históricos são os principais determinantes da organização dos clados e da variação espacial da frugivoria por Tyrannidae ao longo do gradiente de distribuição da floresta com Araucaria. Os resultados indicam que os processos ecológicos de organização das diferentes comunidades localizadas nesse tipo florestal são, de maneira geral, determinados pela dinâmica histórica de retração e expansão da floresta com Araucaria como um todo. A utilização de gradientes filogenéticos ajudou a elucidar alguns mecanismos históricos, como dinâmicas passadas de dispersão e especiação dos grupos, por trás de padrões de variação na frugivoria, que indicam uma possível conservação filogenética de nicho. / Gradients of richness and diversity were extensively addressed by ecologists studying the interactions between organisms and the environment in local scales, and by biogeographers seeking to understand the current and past distribution of organisms in relation to extinction, speciation and dispersal dynamics. Besides untangling the drivers of species richness in a certain site, it is also important to understand what species occur in that site, i.e. species composition. Recently, ecologists have recognized that community assembly is not only influenced by current environment and biological interactions, but also by the evolutionary history of clades in the community and by the biogeographical history of the region. The evolutionary path of each lineage within the species pool is now considered important to explain the current richness and diversity patterns. I evaluated how environmental and spatial factors drive Tyrannidae phylogenetic assembly in sites distributed along Araucaria forest range and how phylogenetic gradients, together with resource availability, spatial and environmental variables, affect the frugivorous Tyrannidae in that biome. The results showed that historical factors are the main determinants of phylogenetic assembly and of spatial variation in frugivory by Tyrannidae in the distribution range of the Araucaria forests. The results indicated that ecological processes that structure community assemblies in the Araucaria forests are, in a general way, determined by the historical dynamic of expansion and contraction of Araucaria forest as a hole. The use of phylogenetic information helped us to elucidate some historical mechanisms behind the variation pattern of frugivory, which indicated possible phylogenetic niche conservatism.

Os gradientes de riqueza e diversidade foram extensivamente explorados por ecólogos, estudando as interações dos organismos com o meio em escalas locais, e biogeógrafos, que buscam entender como os organismos se distribuem atualmente e no passado na superfície da terra em relação a dinâmicas de extinção, especiação e dispersão. Mas tão fundamental quanto saber o que determina o número de espécies em um determinado local, é saber o que determina quem são as espécies que ocorrem ali, ou seja, a composição de espécies. Nas últimas décadas, os ecólogos têm reconhecido que a organização das comunidades não é determinada apenas pelo ambiente atual e por interações biológicas, mas também pela história evolutiva dos clados que compõem as comunidades e pelo histórico biogeográfico da região. Os caminhos evolutivos de cada linhagem que compõe o pool de espécies se tornam as peças chave na explicação dos padrões de riqueza e diversidade atuais. Eu avaliei fatores ambientais e espaciais que influenciaram a organização dos clados de tiranídeos em sítios distribuídos ao longo da área de ocorrência da floresta com Araucaria, e como os gradientes de estrutura filogenética, juntamente com variáveis espaciais, ambientais e de disponibilidade de recurso, afetam a distribuição dos tiranídeos frugívoros naquele bioma. Os resultados mostraram que fatores históricos são os principais determinantes da organização dos clados e da variação espacial da frugivoria por Tyrannidae ao longo do gradiente de distribuição da floresta com Araucaria. Os resultados indicam que os processos ecológicos de organização das diferentes comunidades localizadas nesse tipo florestal são, de maneira geral, determinados pela dinâmica histórica de retração e expansão da floresta com Araucaria como um todo. A utilização de gradientes filogenéticos ajudou a elucidar alguns mecanismos históricos, como dinâmicas passadas de dispersão e especiação dos grupos, por trás de padrões de variação na frugivoria, que indicam uma possível conservação filogenética de nicho. / Gradients of richness and diversity were extensively addressed by ecologists studying the interactions between organisms and the environment in local scales, and by biogeographers seeking to understand the current and past distribution of organisms in relation to extinction, speciation and dispersal dynamics. Besides untangling the drivers of species richness in a certain site, it is also important to understand what species occur in that site, i.e. species composition. Recently, ecologists have recognized that community assembly is not only influenced by current environment and biological interactions, but also by the evolutionary history of clades in the community and by the biogeographical history of the region. The evolutionary path of each lineage within the species pool is now considered important to explain the current richness and diversity patterns. I evaluated how environmental and spatial factors drive Tyrannidae phylogenetic assembly in sites distributed along Araucaria forest range and how phylogenetic gradients, together with resource availability, spatial and environmental variables, affect the frugivorous Tyrannidae in that biome. The results showed that historical factors are the main determinants of phylogenetic assembly and of spatial variation in frugivory by Tyrannidae in the distribution range of the Araucaria forests. The results indicated that ecological processes that structure community assemblies in the Araucaria forests are, in a general way, determined by the historical dynamic of expansion and contraction of Araucaria forest as a hole. The use of phylogenetic information helped us to elucidate some historical mechanisms behind the variation pattern of frugivory, which indicated possible phylogenetic niche conservatism.

Os gradientes de riqueza e diversidade foram extensivamente explorados por ecólogos, estudando as interações dos organismos com o meio em escalas locais, e biogeógrafos, que buscam entender como os organismos se distribuem atualmente e no passado na superfície da terra em relação a dinâmicas de extinção, especiação e dispersão. Mas tão fundamental quanto saber o que determina o número de espécies em um determinado local, é saber o que determina quem são as espécies que ocorrem ali, ou seja, a composição de espécies. Nas últimas décadas, os ecólogos têm reconhecido que a organização das comunidades não é determinada apenas pelo ambiente atual e por interações biológicas, mas também pela história evolutiva dos clados que compõem as comunidades e pelo histórico biogeográfico da região. Os caminhos evolutivos de cada linhagem que compõe o pool de espécies se tornam as peças chave na explicação dos padrões de riqueza e diversidade atuais. Eu avaliei fatores ambientais e espaciais que influenciaram a organização dos clados de tiranídeos em sítios distribuídos ao longo da área de ocorrência da floresta com Araucaria, e como os gradientes de estrutura filogenética, juntamente com variáveis espaciais, ambientais e de disponibilidade de recurso, afetam a distribuição dos tiranídeos frugívoros naquele bioma. Os resultados mostraram que fatores históricos são os principais determinantes da organização dos clados e da variação espacial da frugivoria por Tyrannidae ao longo do gradiente de distribuição da floresta com Araucaria. Os resultados indicam que os processos ecológicos de organização das diferentes comunidades localizadas nesse tipo florestal são, de maneira geral, determinados pela dinâmica histórica de retração e expansão da floresta com Araucaria como um todo. A utilização de gradientes filogenéticos ajudou a elucidar alguns mecanismos históricos, como dinâmicas passadas de dispersão e especiação dos grupos, por trás de padrões de variação na frugivoria, que indicam uma possível conservação filogenética de nicho. / Gradients of richness and diversity were extensively addressed by ecologists studying the interactions between organisms and the environment in local scales, and by biogeographers seeking to understand the current and past distribution of organisms in relation to extinction, speciation and dispersal dynamics. Besides untangling the drivers of species richness in a certain site, it is also important to understand what species occur in that site, i.e. species composition. Recently, ecologists have recognized that community assembly is not only influenced by current environment and biological interactions, but also by the evolutionary history of clades in the community and by the biogeographical history of the region. The evolutionary path of each lineage within the species pool is now considered important to explain the current richness and diversity patterns. I evaluated how environmental and spatial factors drive Tyrannidae phylogenetic assembly in sites distributed along Araucaria forest range and how phylogenetic gradients, together with resource availability, spatial and environmental variables, affect the frugivorous Tyrannidae in that biome. The results showed that historical factors are the main determinants of phylogenetic assembly and of spatial variation in frugivory by Tyrannidae in the distribution range of the Araucaria forests. The results indicated that ecological processes that structure community assemblies in the Araucaria forests are, in a general way, determined by the historical dynamic of expansion and contraction of Araucaria forest as a hole. The use of phylogenetic information helped us to elucidate some historical mechanisms behind the variation pattern of frugivory, which indicated possible phylogenetic niche conservatism.

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Made available in DSpace on 2014-07-29T16:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Dilermando P L Jr.pdf: 360879 bytes, checksum: 1c2f22ea2b7828ee7c6779ffd933fed4 (MD5) Previous issue date: 2008-02-27 / The establishment of exotic species is known for the negative impacts it causes. However, it can be used as models to study the ecological and evolutionary causes of biogeography patterns and access whether the niche conservatism is the determinant of the species limits distribution. The main purpose of this study is to evaluate the difference between pools of exotic fish species in biogeographical regions of the world based on the theories of Niche Conservatism and Evolutionary Dynamics of Latitudinal Gradients of Diversity. We found a strong tendency of the niche conservatism with exotic fishes, but no phylogentic structures of the invaders fishes were found. Therefore, predictive models that purpose to evaluate the potential invasion of fishes has to, include extrinsic factors as climatic conditions, propagule pressure, environmental disturbance, human use and intrinsic factors as parental care and body size of the species. / Os estabelecimentos de espécies exóticas são muito conhecidos por seus impactos, contudo podem servir como modelo de estudo das causas ecológicas e evolutivas dos padrões biogeográficos e avaliar se a conservação de nicho é determinante dos limites de distribuições das espécies. Este estudo tem por objetivo avaliar a diferença entre o conjunto de espécies exóticas de peixes nas diferentes regiões biogeográficas do planeta tendo como base as teorias de conservação filogenética e da dinâmica evolutiva de gradientes latitudinais de diversidade. Encontramos uma forte tendência de conservação de nicho, mas nenhum sinal de estruturação filogenética da invasão. Portanto, modelos preditivos que possuem o intuito de avaliar o potencial invasor de peixes têm, necessariamente, têm que incluir fatores extrínsecos às espécies e à condição climática da região nativa, pressão de propágulos, distúrbios no ambiente, uso humano e fatores intrínsecos como cuidado parental e tamanho corporal das espécies.

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Made available in DSpace on 2014-12-17T15:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloS_DISSERT.pdf: 3344512 bytes, checksum: a6ed717c2f82cdbe0c9dda1fc27ed564 (MD5) Previous issue date: 2013-06-28 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / The genus Herpsilochmus is composed mainly of cryptic species, among them is Herpsilochmus rufimarginatus, which is currently represented by four subspecies: H. r. rufimarginatus, H. r. frater, H. r. scapularis and H. r. exiguus. Differences in plumage and vocalization suggest that there are more than one species involved in this complex. Thus this and other subspecific taxa need urgent revision, the disjunct distribution of this species also allows us to infer the relationship between birds that occur in this biome and / or different centers of endemism. This study aims to make a taxonomic revision of the taxa included in the complex time Herpsilochmus rufimarginatus based on morphological, morphometric, vocals and geographical distribution of this bird. Besides creating distribution models current potential and make the reconstruction of the distribution bygone using ecological niche modeling, and testing the niche conservatism and divergence between different subspecies. Consultations for examination of the skins of specimens of the museums: Museum of Zoology, University of S?o Paulo (MZUSP), National Museum of Rio de Janeiro (MN) and Emilio Goeldi Museum of Par? (MPEG), and the skins deposited at the collection of Ornithological Federal University of Rio Grande do Norte (COUFRN). We studied the following measures length of specimens: exposed culmen, culmen and total culmen nostril, tarsus, wing and tail flattened. The voice analysis was performed with vocalizations banks and / or digital banks people where 17 voice parameters were measured. This information and more available in the literature were used to assemble a bunch of data under the limit distribution of taxa and generate ecological niche models. This analyzes carried out in the program Maxent, having as model selection criterion the AUC, and the models were greater than 0.80 are considered good models. Environmental data for the realization of the modeling were downloaded on the website of Worldclim. The morphometric information, vocals and geographic distribution point for the separation of these taxa to be considering various uni and multivariate analyzes. The potential distribution models performed well (AUC> 0.80), and its distribution associated with environmental characteristics of the Amazon forest and Atlantic forest (forests of south and southeast, northeast and forest). The reconstruction of the distribution indicates a possible contact between the southern part of the Atlantic forest in the northern part of the Amazon. The analysis of niche overlap showed a low overlap between taxa and comparisons between the null model and the generated overlay link probably occurring niche conservatism. The data suggest that the taxa that occur in the Amazon and Atlantic forest represent three distinct species / O g?nero Herpsilochmus ? composto principalmente por esp?cies cr?pticas, entre elas est? Herpsilochmus rufimarginatus, que atualmente ? representado por quatro subesp?cies: H. r. rufimarginatus, H. r. frater, H. r. scapularis e H. r. exiguus. Diferen?as na plumagem e vocaliza??o sugerem que existam mais de uma esp?cie envolvida nesse complexo. Sendo assim esse e outros t?xons subespec?ficos precisa de revis?o urgente, a distribui??o disjunta dessa esp?cie tamb?m possibilita inferir a rela??o entre essas aves que ocorrem em biomas e/ou centros de endemismos diferentes. Esse estudo tem como objetivo fazer a revis?o taxon?mica dos t?xons hora inclu?dos no complexo Herpsilochmus rufimarginatus com base em caracteres morfol?gicos, morfom?tricos, vocais e distribui??o geogr?fica dessa ave. Al?m criar modelos de distribui??o potencial atual e fazer a reconstru??o da distribui??o pret?rita usando modelagem de nicho ecol?gico, e testar o conservadorismo e diverg?ncia de nicho entre as diferentes subesp?cies. Foram realizadas consultas para exame das peles dos esp?cimes presentes nos museus: Museu de Zoologia da Universidade de S?o Paulo (MZUSP), Museu Nacional (MN) e Museu Paraense Emilio Goeldi (MPEG), e as peles depositadas na Cole??o de Ornitol?gica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (COUFRN). Foram verificadas as seguintes medidas de comprimento dos esp?cimes: culmen exposto, culmen total e culmen narina, tarso, asa achatada e cauda. A an?lise vocal foi realizada com vocaliza??es de bancos digitais e/ou de bancos pessoas, onde foram mensurados 17 par?metros vocais. Essas informa??es e mais as dispon?veis em literatura serviram para montar um bando de dados sob o limite de distribui??o dos t?xons e gerar os modelos de nicho ecol?gico. As an?lises realizadas no programa Maxent, tendo como crit?rio de sele??o de modelo os valores de AUC, sendo os modelos que tiveram valores maiores que 0,80 s?o considerados bons modelos. Os dados ambientais para realiza??o da modelagem foram baixados no site do WorldClim. As informa??es morfom?tricas, vocais e distribui??o geogr?fica apontam para a para a separa??o desses t?xons seja levando em considera??o an?lises multivariadas e uni variadas. Os modelos de distribui??o potencial tiveram bom desempenho (AUC > 0,80), sendo a sua distribui??o associada a caracter?sticas ambientais da floresta Amaz?nica e Mata Atl?ntica (florestas do sul e sudeste, e floresta do nordeste). A reconstru??o da distribui??o aponta um poss?vel contato entre a parte sul da Mata Atl?ntica com a parte norte da Amaz?nica. A an?lise de sobreposi??o de nicho apontou uma baixa sobreposi??o entre os t?xons e as compara??es entre modelo nulo e os gerados de sobreposi??o apontam provavelmente que ocorre conservadorismo de nicho. As informa??es sugerem que os t?xons que ocorrem na Amaz?nia e Mata Atl?ntica representam tr?s esp?cies distintas, sendo uma delas uma esp?cie n?o descrita

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.PDF: 1079008 bytes, checksum: 6627885b56d1a7d7174f7cbfaceacfb7 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In theroy, the influence of phylogeny in community structure implies that phylogenetically close species may show similar characteristics determined by their evolutionary history. In a fine scale, this is useful to identify processes of microevolution. We used phylogenetic and ecological data to investigate the determinant factors of the relationships among 15 anuran species in temporary ponds in Caatinga. Phylogenetically close species used the same categories of microhabitat, but they differed in usage proportion. Considering diet, overlap values were high in phylogenetically related species and these species tended to form concise groups. Analysis based on null models indicated no significant values of overlap in microhabitat usage and diet composition, showing that competition is unlikely to regulate assemblage structure. Species belonging to the same phylogenetic lineage occupied the same morphological space, suggesting that morphometry may be a conservative trait; however, some close related species have diverged in this pattern. The joint observation of microhabitat usage, diet composition, and morphology indicated the existence of similarities among phylogenetically related species. Canonical Phylogenetic Correlation Analysis revealed the presence of niche phylogenetic conservatism in microhabitat usage in Hylidae and Leptodactyliformes basal dichotomy and in diet composition of the Physalaemus genus. In this work, it is considered that the phylogenetic relationships influence assemblage structure. However, the observation of differences in resource usage among closely related species and similarities among unrelated species suggests the existence of ecological factors acting at some moment of the evolution of these organisms. / Teoricamente a influência da filogenia na estrutura de comunidades implica que espécies próximas filogeneticamente podem apresentar características semelhantes determinadas pela sua história evolutiva. Em uma escala fina isto é útil na identificação de processos de micro-evolução. Aqui utilizamos dados ecológicos e filogenéticos para investigar os fatores determinantes das relações entre 15 espécies de anuros em poças temporárias na Caatinga. Espécies próximas filogeneticamente utilizaram as mesmas categorias de microhábitats, mas diferiram na proporção do uso. Considerando a dieta, valores de sobreposição foram altos em espécies relacionadas filogeneticamente e estas tenderam a formar grupos concisos. Uma análise baseada em modelos nulos indicou valores não significativos de sobreposição no uso do microhábitat e na composição da dieta, evidenciando que a competição não parece regular a estrutura da taxocenose. Espécies damesma linhagem filogenética ocuparam o mesmo espaço morfológico sugerindo que a morfometria pode ser um traço conservativo, no entanto, algumas espécies próximas divergiram deste padrão. A observação conjunta do uso do microhábitat, composição da dieta e morfologia indicou a existência de similaridades entre espécies relacionada filogeneticamente. Análise de Correlação Filogenética Canônica revelou presença de conservação filogenética de nicho no uso do microhábitat na dicotomia basal Hylidae eLeptodactyliformes e na composição da dieta do gênero Physalaemus. Aqui consideramos que as relações filogenéticas exercem influência sobre a estrutura da taxocenose, no entanto, a observação de diferenças no uso dos recursos entre espécies próximas e similaridades entre espécies não relacionadas sugere a existência de fatores ecológicos atuando em algum momento da evolução destes organismos.