Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-04-16T14:57:14Z No. of bitstreams: 1 2009_FernandaAparecidaSCassemiro.pdf: 5957794 bytes, checksum: 0c07f9101a4d80fc577d0d3260a080db (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-04-16T14:57:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FernandaAparecidaSCassemiro.pdf: 5957794 bytes, checksum: 0c07f9101a4d80fc577d0d3260a080db (MD5) / Made available in DSpace on 2011-04-16T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FernandaAparecidaSCassemiro.pdf: 5957794 bytes, checksum: 0c07f9101a4d80fc577d0d3260a080db (MD5) / A Teoria Metabólica da Ecologia (MTE) tenta explicar os gradientes latitudinais de biodiversidade. Baseada na cinética bioquímica do metabolismo, a MTE basicamente apresenta uma precisa predição quantitativa de como a riqueza de espécies deveria variar com a temperatura ambiental, expressa como 1/kT: linearmente com uma inclinação da reta (b) de aproximadamente -0,65. Utilizando dados de 3019 espécies de anfíbios do Novo Mundo avaliou-se qual é o melhor teste estatístico para se testar as predições da MTE, bem como qual região do espaço geográfico essas predições melhor se aplicam. Além disso, foi avaliado se as taxas evolutivas são função da temperatura e se a magnitude dos desvios de b predito pela MTE para a relação entre riqueza e temperatura é função de violações dos pressupostos da teoria. As análises mostraram que a MTE possui algumas falhas metodológicas e conceituais, como a falta de incorporação da estrutura espacial dos dados e o ajuste da teoria em apenas uma limitada área geográfica do mapa. A correlação entre temperatura e taxas evolutivas mostrouse fraca. Adicionalmente, cerca de 60% dos desvios de b predito foram devido à violações nos pressupostos. A hipótese que os padrões de riqueza são uma função da temperatura ambiental é simplificada e não considera outros processos ecológicos e ambientais. Contudo, seria possível obter derivações múltiplas da equação principal da MTE considerando as idiossincrasias dos fatores espaciais, biológicos e ecológicos que são essenciais ao entendimento dos padrões de biodiversidade. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Metabolic Theory of Ecology (MTE) tries to explain the latitudinal gradients in biodiversity. Based on the biochemical kinetics of metabolism, MTE basically gives a precise quantitative prediction of how species richness should vary with ambient temperature, expressed as 1/kT: linearly with a slope of (b) of approximately -0.65. Using data from 3019 species of amphibians in the New World were evaluated what is the best statistical test to test the predictions of the MTE, and geographic region of space where these predictions apply best. In addition, we assessed whether evolutionary rates are a function of temperature and the magnitude of the deviations of b predicted by MTE for the relationship between richness and temperature is due to violations of assumptions of the theory. The analysis showed that LAT has some methodological and conceptual flaws, the lack of incorporation of the spatial structure of data and the fit of theory in only a limited geographic area of the map. The correlation between temperature and evolutionary rates has proved to be weak. Additionally, about 60% of the predicted deviations of b were due to violations in assumptions. The hypothesis that patterns of richness are a function of ambient temperature is simplified and does not consider other environmental and ecological processes. However, it would be possible to obtain multiple derivations of the main equation of the MTE considering the idiosyncrasies of spatial factors, biological and ecological processes that are essential to understanding patterns of biodiversity.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Olivia P Pinese.pdf: 2123287 bytes, checksum: 99e595cec57e6cc0a2ec39d6250b54b0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / One of the oldest and best known global biological patterns in ecology is the latitudinal gradient of richness, characterized by a decrease in the number of species from Equator toward the poles. Several hypotheses, even today, attempt to explain the variation that occurs in the pattern of diversity of many animal and plants. Despite the advances that have been followed in Biogeography and Macroecology in recent decades, studies on biodiversity at a global scale have yet targeted mainly terrestrial and marine groups. This study presented three main objectives, first, to create a representative database of continental zooplankton diversity at global scale, that could demonstrate the distribution of richness patterns for their major groups (Total Zooplankton, Microcrustacea, Copepoda, Cladocera, Rotifera); second, to analyze the adequacy of global richness data to the Metabolic Theory of Ecology (MTE); and third, to establish the balance between local and regional components which determined the observed gradients. In this research, data collection was made from scientific papers concerning the diversity of continental zooplankton around the world. The sampling methodology effect on richness data was controlled through regressions, whose residuals were assumed as being the corrected richness. Latitudinal patterns analyses were performed with the corrected richness, developing latitudinal distribution graphs and global maps with color-weighted richness. The MTE was tested basically by analyzing the adequacy of the theory to angular coefficients, generated by multiple regressions between logarithm of raw richness, temperature (1/kT) and methodological variables. The contribution of local and regional components in determining richness was accessed through partial regressions. The results showed variation in the latitudinal patterns observed for different groups of zooplankton. Zooplanktonic crustaceans diversity peaked outside of Equator, while Rotifera diversity showed the classic latitudinal gradient, often found for many organisms around the world. Concerning the MTE, all groups showed different patterns from the one predicted by the theory. The local components were more crucial for crustaceans diversity while the regional components most strongly influenced total zooplankton richness and rotifers, which corroborates the observed results of latitudinal global patterns. This work represents a viable macroecological approach for access diversity patterns of biological groups whose taxonomic data and global geographical coverage about diversity knowledge are scarce, as they are for continental zooplankton organisms. / Um dos padrões biológicos globais mais antigos e conhecidos em Ecologia é o do gradiente latitudinal de riqueza, caracterizado pela diminuição no número de espécies do Equador em direção aos polos. Várias hipóteses, ainda hoje, tentam explicar esta variação, que ocorre no padrão de diversidade de muitos organismos animais e vegetais. Apesar dos avanços que se seguiram em Biogeografia e Macroecologia nas últimas décadas, estudos sobre biodiversidade em escala global ainda atentam-se principalmente para grupos terrestres e marinhos. O presente estudo apresentou três objetivos principais, primeiramente, construir um banco de dados representativo da diversidade do zooplâncton continental em escala global, capaz de demonstrar os padrões de distribuição de riqueza de espécies para seus principais grupos (Zooplâncton Total, Microcrustacea, Copepoda, Cladocera, Rotifera); segundo, analisar a adequabilidade dos dados de riqueza globais à Teoria Metabólica da Ecologia (Metabolic Theory of Ecology - MTE); e terceiro, estabelecer um balanço entre os componentes locais e regionais responsáveis pelos gradientes observados. A coleta de informações para a realização do trabalho foi feita a partir de publicações científicas sobre a diversidade do zooplâncton continental em todo o mundo. O efeito da metodologia de amostragem nos dados de riqueza foi controlado através de regressões, cujos resíduos foram utilizados como sendo a riqueza corrigida. As análises dos padrões latitudinais foram efetuadas a partir da riqueza corrigida, por meio da construção de gráficos de distribuição por latitudes e de mapas globais com a riqueza ponderada por cores. A MTE foi testada, basicamente, analisando-se a adequação da teoria aos valores dos coeficientes angulares gerados através de regressões múltiplas entre o logaritmo da riqueza bruta, a temperatura (1/kT) e as variáveis metodológicas. A contribuição dos componentes locais e regionais na determinação da riqueza foi acessada por meio de regressões parciais. Os resultados mostraram variação nos padrões latitudinais observados para os diferentes grupos do zooplâncton. Crustáceos zooplanctônicos apresentaram picos de diversidade fora do Equador, enquanto que a diversidade de Rotifera apresentou o gradiente latitudinal clássico, frequentemente encontrado para muitos organismos no mundo. Quanto à MTE, todos os grupos analisados apresentaram padrões diferentes do previsto pela teoria. Os componentes locais foram mais determinantes para a diversidade de Crustáceos e os componentes regionais influenciaram mais fortemente a riqueza de Zooplâncton Total e de Rotifera, o que condiz com os resultados observados para os padrões globais latitudinalmente. Este trabalho representa uma abordagem Macroecológica viável para o acesso de padrões de diversidade de grupos biológicos cujas informações taxonômicas e cobertura geográfica global do conhecimento sobre a diversidade ainda são escassos, como são para os organismos do zooplâncton continental.