Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-14T12:45:14Z No. of bitstreams: 1 PDF - Samara Cristina Alves de Barros.pdf: 1949357 bytes, checksum: 47a5e06f34b52268b1d69492da34ee93 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-03-14T18:23:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Samara Cristina Alves de Barros.pdf: 1949357 bytes, checksum: 47a5e06f34b52268b1d69492da34ee93 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T18:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Samara Cristina Alves de Barros.pdf: 1949357 bytes, checksum: 47a5e06f34b52268b1d69492da34ee93 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Distinct populations of species can be established in an ecosystem because of environmental conditions and/or dispersal ability. Based on this, ferns and lycophyta have been used in ecological studies that evaluate how to make the occupation of these groups in the environment. For that two important theories are employed: the Theory of Niche the Theory and Neutral. Aiming to investigate the wealth distribution of species, from these theories, and inferences about conservation status in fragments of Atlantic Forest in Paraíba, were analyzed for similarities and relationships between geographic distance and environmental conditions on the composition of ferns and lycophyta the fragments. In similarity analysis, two groups were formed. The first, represented by Altitude Wetlands of the Mata of Pau Ferro and Mata of Goimunduba, and the second formed by forests near the coast: PRNP Pacatuba, Mata of Pau-Brazil, and Mata Xem- Xem. It can be inferred that this similarity occurred because of altitudes and temperatures in shared fragments. It was observed that the ferns and lycophyta have distribution and composition in fragments more determined by environmental conditions than by geographical areas, occupying thus the habitats according to the Niche Theory. Based on the flora of ferns and lycophyta occurring, it is observed that the Mata of Pau-Brazil's and Mata Xem xem have low-wealth, which can be attributed to the level of conservation of the fragments, while the PRNP Pacatuba comes in a relative conservation level, which leads consequently to a higher richness. / Populações distintas de espécies podem se estabelecer em um ecossistema por causa das condições ambientais e/ou capacidade de dispersão. Baseando-se nisso, samambaias e licófitas vêm sendo utilizadas em estudos ecológicos que avaliam como se dá a ocupação desses grupos nos ambientes. Para isso duas importantes teorias são empregadas: a Teoria do Nicho e Teoria Neutra. Com o objetivo de investigar a riqueza, distribuição das espécies, a partir dessas teorias, e inferir sobre o estado de conservação em fragmentos de Floresta Atlântica na Paraíba, foram realizadas análises de similaridades e das relações entre distância geográfica e condições ambientais com a composição de samambaias e licófitas nos fragmentos. Na análise de similaridade, foram formados dois grupos. O primeiro, representado pelos Brejos de Altitude Mata do Pau Ferro e Mata de Goimunduba, e o segundo formado pelas matas próximas à costa: RPPN Pacatuba, Mata do Pau-Brasil e Mata do Xém-Xém. Pode se inferir que essa similaridade ocorreu por causa das altitudes e temperaturas compartilhadas nos fragmentos. Observou-se que as samambaias e licófitas têm distribuição e composição nos fragmentos mais determinadas pelas condições ambientais do que pela distância geográfica das áreas, ocupando, portanto, os hábitats de acordo com a Teoria do Nicho. Com base na flora de samambaias e licófitas ocorrentes, observa-se que a Mata do PauBrasil e a Mata do Xém-Xém apresentam baixa riqueza, que pode ser atribuída ao nível de conservação dos fragmentos, enquanto que a RPPN Pacatuba apresenta-se em um relativo nível de conservação, o que leva consequentemente a uma maior riqueza.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3087.pdf: 2510783 bytes, checksum: 0c4735c408cd475cc60c0b00675e5daf (MD5) Previous issue date: 2010-06-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / For decades the search for determinants of biodiversity and structuring processes of natural communities has been concentrated on the role of environmental factors and differences in species niche. The neutral theory of biodiversity challenged this view by assuming functional equivalence between species and a major role of stochastic spatial processes. In this thesis, I aimed at analyzing how local and regional ecological processes interact to influence the structure of aquatic metacommunities. The thesis has three chapters. In the first one, I investigated one of the most widespread patterns in ecology, the relationship between species local abundance and regional distribution. I used niche characteristics, estimated independently from local and landscape metrics, to explain the relationship. In the second chapter, I tested whether common and rare species are influenced by environmental and spatial processes in a different manner. In the last chapter, I tried to identify taxon association within the Chironomidae that occur in São Paulo State. Besides, I built ecological models considering information from environmental and spatial processes at different scales aiming at predicting theses associations. In general, I conclude that to understand the dynamics of aquatic metacommunities one must include local, landscape and spatial variables in the analyses. Furthermore, it seems that some species do not differ in their realized niches. In other words, they occupy parts of the environmental gradient in a similar way, thus they respond in a similar way to the same type of ecological processes. This opens an avenue for monitoring and conservation programs. For example, we can use a reduced number of species to monitor entire communities. In my opinion, now we need to advance the way we measure and include spatial processes like dispersal in our models. / Durante décadas a procura pelos processos que estruturam as comunidades e os determinantes da biodiversidade esteve voltada para o papel de fatores ambientais locais e diferenças no nicho das espécies. A teoria neutra de biodiversidade desafiou esta visão assumindo equivalência funcional entre espécies e maior importância de processos espaciais estocásticos. Nesta tese, eu procurei analisar como processos ecológicos locais relacionados aos nichos das espécies e regionais relacionados a dispersão de espécimes interagem para influenciar a estrutura de metacomunidades. A tese está dividida em três capítulos. No primeiro, eu investiguei um dos padrões mais recorrentes em ecologia, a relação entre abundância local e distribuição regional de espécies. Eu usei características do nicho dos táxons (Chironomidae: Diptera), utilizando métricas locais e de paisagem independentemente, para explicar a relação. No capítulo dois, eu testei se espécies comuns e raras são influenciadas por processos ambientais e espaciais de diferentes maneiras. No último capítulo, eu busquei identificar associações de táxons concordantes entre os Chironomidae que ocorrem no Estado de São Paulo. Além disso, construí modelos contendo informação sobre processos ambientais e espaciais em diferentes escalas para predizer essas associações. Considerando os três estudos, é possível concluir que o entendimento da dinâmica de metacomunidades passa pela inclusão de variáveis locais, de paisagem e espaciais nas análises e que muitas espécies podem não diferir marcadamente em seus nichos realizados. Ou seja, elas ocupam partes do gradiente ambiental de maneira similar, e portanto respondem de maneira similar aos mesmos tipos de processos ecológicos. Isso abre um caminho promissor para programas de monitoramento e conservação da biodiversidade. Podemos, por exemplo, usar um número reduzido de espécies táxons associados para monitorar grande parte das comunidades. Em minha opinião, agora devemos nos aprofundar em conseguir medir melhor processos espaciais como dispersão e colonização.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-07-29T17:40:22Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Carlos Roberto Marques Araújo - 2016.pdf: 1356967 bytes, checksum: a67bce138d3f3fc43354746e29bef2f6 (MD5) Ata de defesa-Carlos Roberto marques Araújo - 2016.jpg: 604004 bytes, checksum: b0fd3fa197d5329a4b1df03e7e2636c0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-01T13:30:23Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Carlos Roberto Marques Araújo - 2016.pdf: 1356967 bytes, checksum: a67bce138d3f3fc43354746e29bef2f6 (MD5) Ata de defesa-Carlos Roberto marques Araújo - 2016.jpg: 604004 bytes, checksum: b0fd3fa197d5329a4b1df03e7e2636c0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-01T13:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Dissertação - Carlos Roberto Marques Araújo - 2016.pdf: 1356967 bytes, checksum: a67bce138d3f3fc43354746e29bef2f6 (MD5) Ata de defesa-Carlos Roberto marques Araújo - 2016.jpg: 604004 bytes, checksum: b0fd3fa197d5329a4b1df03e7e2636c0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-04-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The biodiversity have a heterogeneous distribution along the globe. Available area, energy, evolutional and historical processes, spatial and/or temporal heterogeneity are some of the processes raised to explain those variation on species richness. On this study we tested the following hypothesis, or the combination between them to explain the richness of stream’s aquatic insects. The hypotheses were: (i) Energy, (ii) Water-energy, (iii) Temporal climatic heterogeneity, (iv) Terrestrial primary productivity and (v) Area. We used genus richness of aquatic insects from all South America, this data was retrieved from papers published on periodic with editorial board. We used Ordinary Least square models, and then choose the best model using the Akaike Information Criterion. Our results support the idea that models with multiples hypothesis are more effective when compared to single hypothesis models. The best multi-model utilized the hypotheses Water-Energy, Primary Productivity and Temporal Climatic Heterogeneity. Our models were impaired by the lack of comprehensiveness data, however we could conclude that the Water-Energy was the most robust hypothesis to explain the richness distribution of stream’s aquatic insects. / A distribuição da biodiversidade no planeta ocorre de forma heterogênea. Área disponível, energia, processos evolutivos e históricos, heterogeneidade espacial e/ou temporal são alguns dos processos organizadores propostos para explicar a variação na riqueza de espécies. Neste estudo testamos se alguma das seguintes hipóteses, ou se a combinação entre elas melhor explica a riqueza de insetos aquáticos em riachos de baixa ordem. As hipóteses foram: (i)energética, (ii) água-energia, (iii)heterogeneidade climática temporal, (iv)produtividade primária terrestre e (v)área. Usamos dados da riqueza de gêneros de insetos aquáticos para toda a América do Sul, recolhidos de artigos publicados em periódicos com corpo editorial. Nos então desenvolvemos modelos lineares de mínimos quadrados, e fizemos a seleção do melhor modelo utilizando o Critério de Informação de Akaike. Nossos resultados suportam a ideia de que modelos com múltiplas hipóteses são mais efetivos em comparação a modelos individuais. Quando analisados separadamente o modelo de água-energia foi o que melhor explicou a riqueza de gêneros. O melhor multimodelo integrou as hipóteses de Água-energia, Produtividade e Heterogeneidade Climática Temporal. A falta de abrangência nos dados prejudicou nossos modelos, porém podemos afirmar que a hipótese de água energia se mostrou como a mais robusta explicação da distribuição de insetos aquáticos em larga escala.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-09-21T11:25:10Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernanda Guimarães Fava - 2015.pdf: 1670100 bytes, checksum: 9979efb88c3552d0b60a34d9f6cf82d0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-21T13:58:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernanda Guimarães Fava - 2015.pdf: 1670100 bytes, checksum: 9979efb88c3552d0b60a34d9f6cf82d0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T13:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernanda Guimarães Fava - 2015.pdf: 1670100 bytes, checksum: 9979efb88c3552d0b60a34d9f6cf82d0 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / To simplify and measure all the great diversity of life on Earth we use models to summarize the processes driving community patterns. The community models structured by deterministic processes are based on species niche. Those models structured by stochastic processes are based on disperson and ecological drift. The spatial scale (i.e. extent) is a very important factor to evaluate the relative importance of deterministic and stochastic processes, because it determines the spatial and environmental heterogeneity. Traditionally, we consider that local species interactions with the environment and other species are important in explaining the diversity at the local level, while in larger geographic scales the differences in species niche could be not so important and these follow a probabilistic distribution of extinction and colonization processes. However, a opposite idea has arisen, that niche could have a greater influence on large scales and stochastic events may predominate at small scales. The organism type is also important for assemblies studies due to differences in dispersal ability. Tadpoles depend on the adult form to disperse and frogs generally have low movement ability. Thus, the spatial scale and the organism type will determine the relative importance of deterministic and stochastic factors in assemblies studies. / Para simplificar e conseguir mensurar toda a diversidade biológica existente na Terra utilizamos modelos que tentam sumarizar os processos que governam as comunidades. Modelos de comunidades estruturadas por processos determinísticos são baseados no nicho das espécies, enquanto os modelos de comunidades estruturadas por processos estocásticos são baseados na dispersão e deriva ecológica. A escala (aqui referida como extensão espacial) é um fator muito importante na avaliação da importância relativa de processos determinísticos e estocásticos, pois ela influencia a variação espacial e a heterogeneidade ambiental. Tradicionalmente, consideramos que as interações locais de espécies com o ambiente e outras espécies são importantes para explicar a diversidade em nível local e que em escalas geográficas maiores as diferenças no nicho das espécies podem não ser importantes, seguindo uma distribuição probabilística de processos de extinção e colonização. Porém, uma ideia contrária tem surgido, de que o nicho pode exercer uma maior influência em grandes escalas e eventos estocásticos podem predominar em pequenas escalas. O tipo de organismo também é importante para estudos de assembleias devido às diferenças na capacidade de dispersão. Girinos dependem da forma adulta para se dispersarem e os anuros em geral possuem baixa capacidade de movimentação. Desse modo, a escala e o tipo de organismo vão influenciar a importância relativa de fatores determinísticos e estocásticos em estudos de assembleias.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-02-01T12:17:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Pacheco Coelho - 2016.pdf: 2399407 bytes, checksum: bf89ac5d0151cbcfbf3b3bc2cffb2225 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-01T14:11:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Pacheco Coelho - 2016.pdf: 2399407 bytes, checksum: bf89ac5d0151cbcfbf3b3bc2cffb2225 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-01T14:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Pacheco Coelho - 2016.pdf: 2399407 bytes, checksum: bf89ac5d0151cbcfbf3b3bc2cffb2225 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A contemporary goal in ecology is to determine the ecological and evolutionary processes that generates the recurring structural patterns in mutualistic networks. One of the greatest challenges is testing the capacity of neutral processes to replicate observed patterns in ecological networks, since original formulation of neutral theory lacks trophic interactions. Here, we developed a stochastic simulation neutral model adding trophic interactions to the neutral theory of biodiversity. We show that our model is able to reproduce accurately the evolutionary conservatism of interacting species, as well as the most common structural patterns observed in nature. Moreover, we found that evolutionary conservatism of interacting species increases with lowmigration rate.Low migration rates promote both spatial and temporal autocorrelation of phylogenetic related species, which have a higher chance of interacting randomly with the same set of partners. Random migration , in addition to speciation and probability of interaction, are also partially responsible for connectance, degree distribution, and nested structure of mutualistic networks. These findings have broad implications to the interpretation of niche-based processes as unique drives of ecological networks, as well as the integration of network structures with demographic stochasticity. / Um objetivo recente em ecologia é determinar os processos ecológicos e evolutivos capazes de gerar os padrões estruturais recorrentes de redes de interação mutualística. Um dos grandes desafios é testar a capacidade de processos neutros replicarem os padrões observados de redes de interação, já que a formulação original da teoria neutra não abrange interações tróficas. Nesse trabalho, nós desenvolvemos um modelo de simulação estocástico neutro e adicionamos interações tróficas à Teoria Neutra da Biodiversidade. Nós mostramos que o nosso modelo é capaz de reproduzir de maneira precisa a conservação de interações, assim como os mais comuns padrões estruturais de redes interação observados na natureza. Além disso, nós encontramos que a conservação de interações decresce com o aumento da taxa de migração, uma vez que, baixa taxa de migração promove autocorrelação espacial e temporal de espécies filogeneticamente relacionadas, que por sua vez tem maior chance de interagirem ao acaso com o mesmo conjunto de espécies. Os eventos aleatórios de migração, somados à probabilidade de especiação e interação, são também parcialmente responsáveis pela conectância, distribuição de grau e estrutura aninhada das redes mutualísticas. Esses resultados possuem grandes implicações para a interpretação de processos baseados em nicho como os únicos processos causais na estruturação de redes de interação, assim como a integração da estrutura de redes com estocasticidade de demográfica.

As abundâncias e identidades das espécies de qualquer comunidade biológica mudam tanto ao longo do espaço quanto do tempo. Não obstante, aspectos espaciais da biodiversidade têm sido muito mais explorados do que os temporais. Um dos motivos pelos quais padrões temporais têm recebido menos atenção é a escassez de estudos de longo prazo, especialmente na região neotropical, uma das mais biodiversas e ameaçadas do planeta. Estudar a dinâmica de populações e comunidades ao longo do tempo pode revelar processos ecológicos fundamentais, bem como descrever como pressões naturais e humanas afetam a biodiversidade. Entender a dinâmica das populações e comunidades envolve entender as histórias de vida dos organismos, como eles interagem com o ambiente, o papel de interações entre espécies, o papel de processos demográficos estocásticos, dentre outros fatores. Nesta tese investigamos a dinâmica temporal de populações e comunidades de borboletas e aves, e ao longo dos capítulos avaliamos o papel de diferentes processos na regulação dessas dinâmicas. No Capítulo 1 investigamos se um comportamento sazonal observado em borboletas Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supostamente adaptativo à seca - os \"bolsões de Ithomiini\"- seria uma simples resposta reativa à falta de chuvas ou se mecanismos endógenos (\"relógios biológicos\") estariam envolvidos. No Capítulo 2 realizamos um estudo de dinâmica populacional comparada de borboletas miméticas da tribo Ithomiini. Algumas evidências têm sugerido que além de convergir na morfologia, espécies co-miméticas tenderiam a convergir também no comportamento, no uso de microhabitats e possivelmente em suas dinâmicas populacionais. Testamos as hipóteses de que 1) pares de espécies co-miméticas (i.e., com a morfologia convergente) ou 2) pares de espécies mais próximas filogeneticamente teriam suas dinâmicas populacionais mais correlacionadas do que pares de espécies agrupados ao acaso. No Capítulo 3 descrevemos como a composição de espécies de assembleias de aves e borboletas de nove localidades tropicais e subtropicais na América do Sul e do Norte variou ao longo do tempo (anos a décadas), e se diferenças demográficas entre espécies (nicho) seriam importantes para explicar os padrões observados. No Capítulo 1 encontramos evidências de que a agregações seriam um comportamento endógeno sincronizado com o fotoperíodo, com plasticidade limitada para lidar com as alterações no regime de chuvas previstas para a região e para o continente. No Capítulo 2 encontramos que as dinâmicas populacionais de pares de espécies de Ithomiini de um mesmo anel mimético ou mais próximas filogeneticamente não tenderam a ser mais correlacionadas do que pares reunidos ao acaso, e que as espécies, anéis miméticos e subtribos estudadas tiveram suas dinâmicas temporais mais correlacionados do que seria esperado por acaso. Estes resultados e os do Capítulo 1 sugerem que na dinâmica desse sistema as pressões seletivas exercidas por fatores ambientais seriam mais importantes do que interações entre espécies. No Capítulo 3 mostramos que a composição de espécies de assembleias de aves na Amazônia, Cerrado, Mata Atlântica e Flórida se alterou ao longo dos anos, mesmo em assembleias de áreas bem preservadas. Sobreposta a essa rotatividade (turnover) interanual também encontramos rotatividade sazonal, previsível, na composição de espécies de assembleias de aves da Amazônia e da Mata Atlântica e na assembleia de borboletas Ithomiini. Padrões de rotatividade sazonal na composição de espécies podem ser mais comuns em comunidades neotropicais do que se imagina. As estratégias temporais dos organismos neotropicais, as quais parecem ser a base dos padrões sazonais observados nas comunidades, podem ser largamente determinadas por ritmos (\"relógios\") endógenos. Estudos sobre a regulação dos ritmos e estratégias temporais dos organismos, e dos efeitos das mudanças climáticas e do uso do solo sobre eles, são essenciais. Um importante passo nesse sentido é a disseminação de estudos de longo-prazo de populações e comunidades, contínuos, sistemáticos e com resolução para detectar padrões sazonais. Além disso, a interação das perspectivas, bases teóricas e abordagens da biologia molecular, fisiologia, cronobiologia e ecologia pode avançar nosso entendimento sobre os processos que moldam a dinâmica da biodiversidade e sobre as consequências das perturbações humanas sobre os ecossistemas / The species abundances and identities of any biological community change both over space and time. Nevertheless, Spatial biodiversity dimensions have been much more exploited than temporal ones. One of the reasons for which temporal patterns have received less attention is a scarcity of long-term studies, especially in the neotropical region, one of the most biodiverse and endangered on the planet. Studying the dynamics of populations and communities over time can reveal key ecological processes as well as describe how natural and human pressures affect biodiversity. Understanding the dynamics of populations and communities involves understanding organisms life histories, how they interact with the environment, the role of interactions among species, the role of stochastic demographic processes, and other factors. In this dissertation we investigated the temporal dynamics of butterflies and birds populations and assemblages, and throughout its chapters we evaluate the role of different processes in the regulation of dynamics. In Chapter 1 we investigated whether a seasonal behavior observed in butterflies Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supposedly adaptive to dissecation - the \"Ithomiini pockets \" - is a simple reactive response to drought or there is internal time-keeping mechanisms involved. In Chapter 2, we performed a comparative population dynamics study of mimetic butterflies of the Ithomiini tribe. Some evidence has suggested that besides the convergence in morphology, co-mimetic species would tend to converge also in behavior, in the use of microhabitats and possibly in their population dynamics. We hypothesized that (1) pairs of co-mimetic species or (2) pairs of species more phylogenetically related would have their population dynamics more correlated than pairs of species grouped at random. In Chapter 3 we described how species composition of bird and butterfly assemblages from nine tropical and subtropical locations in South and North America varied over time (years and decades), and if demographic differences between species (niche) are needed to explain observed patterns. In Chapter 1 we found evidence that Ithomiini pockets are regulated by internal time-keeping mechanisms synchronized to photoperiod, and that mechanism has limited plasticity to cope with rainfall regime changes predicted for the study region and for the continent as a whole. In Chapter 2 we found that the population dynamics of Ithomiini species pairs more phylogenetically related or belonging to the same mimetic ring did not tend to be more correlated than pairs assembled at random, and that the species, mimetic rings and subtribes had their temporal dynamics more correlated than would be expected By chance These results and those of Chapter 1 suggest that this system dynamics is more influenced by selective pressures exerted by environmental factors than by species interactions. In Chapter 3 we show that the composition of bird assemblages in the Amazon, Cerrado, Atlantic Rainforest, and Florida has changed over the years, even in assemblies of well-preserved areas. Superimposed to this interannual turnover we also found seasonal, predictable turnover in species composition of bird assemblages of the Amazon and Atlantic Forest and in the Ithomiini butterflies assembly. Patterns of seasonal turnover in species composition may be more common in neotropical communities than is imagined. The temporal strategies of neotropical organisms, which appear to be the basis of the seasonal patterns observed in communities, can be largely determined by endogenous rhythms (\"biological clocks\"). Studies on the regulation of organisms\' temporal rhythms and strategies, and the effects of climate change and land use on them, are essential. An important step in this direction is the dissemination of continuous, systematic, population and community long-term studies, with sampling resolution to detect seasonal patterns. In addition, the interaction of perspectives, theoretical basis, and approaches of molecular biology, physiology, chronobiology, and ecology can advance our understanding of the processes that shape biodiversity dynamics and the consequences of human disturbances on ecosystems

As abundâncias e identidades das espécies de qualquer comunidade biológica mudam tanto ao longo do espaço quanto do tempo. Não obstante, aspectos espaciais da biodiversidade têm sido muito mais explorados do que os temporais. Um dos motivos pelos quais padrões temporais têm recebido menos atenção é a escassez de estudos de longo prazo, especialmente na região neotropical, uma das mais biodiversas e ameaçadas do planeta. Estudar a dinâmica de populações e comunidades ao longo do tempo pode revelar processos ecológicos fundamentais, bem como descrever como pressões naturais e humanas afetam a biodiversidade. Entender a dinâmica das populações e comunidades envolve entender as histórias de vida dos organismos, como eles interagem com o ambiente, o papel de interações entre espécies, o papel de processos demográficos estocásticos, dentre outros fatores. Nesta tese investigamos a dinâmica temporal de populações e comunidades de borboletas e aves, e ao longo dos capítulos avaliamos o papel de diferentes processos na regulação dessas dinâmicas. No Capítulo 1 investigamos se um comportamento sazonal observado em borboletas Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supostamente adaptativo à seca - os \"bolsões de Ithomiini\"- seria uma simples resposta reativa à falta de chuvas ou se mecanismos endógenos (\"relógios biológicos\") estariam envolvidos. No Capítulo 2 realizamos um estudo de dinâmica populacional comparada de borboletas miméticas da tribo Ithomiini. Algumas evidências têm sugerido que além de convergir na morfologia, espécies co-miméticas tenderiam a convergir também no comportamento, no uso de microhabitats e possivelmente em suas dinâmicas populacionais. Testamos as hipóteses de que 1) pares de espécies co-miméticas (i.e., com a morfologia convergente) ou 2) pares de espécies mais próximas filogeneticamente teriam suas dinâmicas populacionais mais correlacionadas do que pares de espécies agrupados ao acaso. No Capítulo 3 descrevemos como a composição de espécies de assembleias de aves e borboletas de nove localidades tropicais e subtropicais na América do Sul e do Norte variou ao longo do tempo (anos a décadas), e se diferenças demográficas entre espécies (nicho) seriam importantes para explicar os padrões observados. No Capítulo 1 encontramos evidências de que a agregações seriam um comportamento endógeno sincronizado com o fotoperíodo, com plasticidade limitada para lidar com as alterações no regime de chuvas previstas para a região e para o continente. No Capítulo 2 encontramos que as dinâmicas populacionais de pares de espécies de Ithomiini de um mesmo anel mimético ou mais próximas filogeneticamente não tenderam a ser mais correlacionadas do que pares reunidos ao acaso, e que as espécies, anéis miméticos e subtribos estudadas tiveram suas dinâmicas temporais mais correlacionados do que seria esperado por acaso. Estes resultados e os do Capítulo 1 sugerem que na dinâmica desse sistema as pressões seletivas exercidas por fatores ambientais seriam mais importantes do que interações entre espécies. No Capítulo 3 mostramos que a composição de espécies de assembleias de aves na Amazônia, Cerrado, Mata Atlântica e Flórida se alterou ao longo dos anos, mesmo em assembleias de áreas bem preservadas. Sobreposta a essa rotatividade (turnover) interanual também encontramos rotatividade sazonal, previsível, na composição de espécies de assembleias de aves da Amazônia e da Mata Atlântica e na assembleia de borboletas Ithomiini. Padrões de rotatividade sazonal na composição de espécies podem ser mais comuns em comunidades neotropicais do que se imagina. As estratégias temporais dos organismos neotropicais, as quais parecem ser a base dos padrões sazonais observados nas comunidades, podem ser largamente determinadas por ritmos (\"relógios\") endógenos. Estudos sobre a regulação dos ritmos e estratégias temporais dos organismos, e dos efeitos das mudanças climáticas e do uso do solo sobre eles, são essenciais. Um importante passo nesse sentido é a disseminação de estudos de longo-prazo de populações e comunidades, contínuos, sistemáticos e com resolução para detectar padrões sazonais. Além disso, a interação das perspectivas, bases teóricas e abordagens da biologia molecular, fisiologia, cronobiologia e ecologia pode avançar nosso entendimento sobre os processos que moldam a dinâmica da biodiversidade e sobre as consequências das perturbações humanas sobre os ecossistemas / The species abundances and identities of any biological community change both over space and time. Nevertheless, Spatial biodiversity dimensions have been much more exploited than temporal ones. One of the reasons for which temporal patterns have received less attention is a scarcity of long-term studies, especially in the neotropical region, one of the most biodiverse and endangered on the planet. Studying the dynamics of populations and communities over time can reveal key ecological processes as well as describe how natural and human pressures affect biodiversity. Understanding the dynamics of populations and communities involves understanding organisms life histories, how they interact with the environment, the role of interactions among species, the role of stochastic demographic processes, and other factors. In this dissertation we investigated the temporal dynamics of butterflies and birds populations and assemblages, and throughout its chapters we evaluate the role of different processes in the regulation of dynamics. In Chapter 1 we investigated whether a seasonal behavior observed in butterflies Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supposedly adaptive to dissecation - the \"Ithomiini pockets \" - is a simple reactive response to drought or there is internal time-keeping mechanisms involved. In Chapter 2, we performed a comparative population dynamics study of mimetic butterflies of the Ithomiini tribe. Some evidence has suggested that besides the convergence in morphology, co-mimetic species would tend to converge also in behavior, in the use of microhabitats and possibly in their population dynamics. We hypothesized that (1) pairs of co-mimetic species or (2) pairs of species more phylogenetically related would have their population dynamics more correlated than pairs of species grouped at random. In Chapter 3 we described how species composition of bird and butterfly assemblages from nine tropical and subtropical locations in South and North America varied over time (years and decades), and if demographic differences between species (niche) are needed to explain observed patterns. In Chapter 1 we found evidence that Ithomiini pockets are regulated by internal time-keeping mechanisms synchronized to photoperiod, and that mechanism has limited plasticity to cope with rainfall regime changes predicted for the study region and for the continent as a whole. In Chapter 2 we found that the population dynamics of Ithomiini species pairs more phylogenetically related or belonging to the same mimetic ring did not tend to be more correlated than pairs assembled at random, and that the species, mimetic rings and subtribes had their temporal dynamics more correlated than would be expected By chance These results and those of Chapter 1 suggest that this system dynamics is more influenced by selective pressures exerted by environmental factors than by species interactions. In Chapter 3 we show that the composition of bird assemblages in the Amazon, Cerrado, Atlantic Rainforest, and Florida has changed over the years, even in assemblies of well-preserved areas. Superimposed to this interannual turnover we also found seasonal, predictable turnover in species composition of bird assemblages of the Amazon and Atlantic Forest and in the Ithomiini butterflies assembly. Patterns of seasonal turnover in species composition may be more common in neotropical communities than is imagined. The temporal strategies of neotropical organisms, which appear to be the basis of the seasonal patterns observed in communities, can be largely determined by endogenous rhythms (\"biological clocks\"). Studies on the regulation of organisms\' temporal rhythms and strategies, and the effects of climate change and land use on them, are essential. An important step in this direction is the dissemination of continuous, systematic, population and community long-term studies, with sampling resolution to detect seasonal patterns. In addition, the interaction of perspectives, theoretical basis, and approaches of molecular biology, physiology, chronobiology, and ecology can advance our understanding of the processes that shape biodiversity dynamics and the consequences of human disturbances on ecosystems

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_ElizabethMachadoBaptestini_D.pdf: 4491574 bytes, checksum: 117d970a1c273ecd6ef9533aa742bb0f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesse trabalho, estudamos doismecanismos de formação de espécies. No primeiro deles, consideramos um modelo espacial de especiação neutra totalmente probabilístico, sem barreiras geográficas ou interações ecológicas. A população evolui devido a influência de reprodução sexuada, mutações e recombinação. O modelo é baseado em acasalamento seletivo dependente de duas distâncias críticas, uma no espaço físico e outra no espaço dos genomas. Os vínculos introduzidos por essas duas distâncias permitem que a população se divida em grupos reprodutivamente isolados. Nossos resultados mostram que essa dinâmica gera padrões de diversidade consistentes com padrões observados na natureza, como distribuição de abundâncias do tipo log-normal, lei de potência para curvas espécie-área, taxas de especiação e extinção constantes e maior número de espécies para baixas dimensões. No segundo, nós generalizamos um modelo de especiação simpátrica baseado em competição intraespecífica, proposto por Dieckmann e Doebeli. Nesse modelo, uma população assexuada, inicialmente idêntica, evolui por seleção direcional para um fenótipo ótimo, onde a competição intraespecífica induz à seleção disruptiva. Nós mostramos que a forma das funções de competição e distribuição de recursos afetam a probabilidade de dois fenótipos coexistirem. Nós desenvolvemos um modelo analítico e simulações computacionais e comparamos os resultados de ambas abordagens / Abstract: In this work, we have studied two different mechanisms of species formation. In the first one, we considered a probabilistic spatial neutral model of speciation, without physical barriers or any kind of ecological interaction. The population evolves under the combined influences of sexual reproduction, mutation and recombination. The model is based on assortative mating and it depends on two critical distances, one in the genetic space and one in the physical space. The constraints imposed by these two distances allow the population to split in reproductively separated groups. Our results show that this kind of dynamics creates patterns of biodiversity in agreement with observed data, like lognormal distributions of species abundance, power law species-area relationships, steady speciation and extinctions rates and more species in low dimensions. In the second model, we generalized a sympatric speciation model based on intraspecific competition, proposed by Dieckmann and Doebeli. In that model, an assexual population, initially identical, evolves by directional selection to an optimal phenotype, where intraspecific competition induces disruptive selection. We show that the shape of the competition and carrying capacity kernels affects the likelihood of emergence of two coexisting phenotypes. We developed an analytical and a computational model and we compared the results of both approaches / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutora em Ciências