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Previous issue date: 2009-11-17 / Macroecology of the genus Uca (Crustacea, Decapoda): Patterns of diversity, distribution and responses to global change. The genus Uca, composed by 97 species, has a worldwide distribution on coastal marine regions, mainly in tropical environments. Many researches have used the genus Uca as a model of study, although the actual scientific knowledge about this group is dispersed. Moreover, few studies have investigated its global and evolutive patterns. In this sense, considering that the genus Uca has no taxonomic problems (there is a consensus about its distribution and species identification), presents wide geographical distribution and has phylogenetic topologies, this group can be used as an excellent model to test macroecological and evolutionary hypotheses, and to discuss the effects of climate change on coastal organisms. The aim of this study was to detect trends and biases in scientific literature about the genus Uca, as well as to assess macroecological patterns (at a global scale) and to evaluate the influence of climate change on the geographical range size and species richness. Moreover, we associated the information generated to improve conservation strategies for species of the genus Uca. Considering our goals, we generated four papers in this thesis. Among the most prominent results, we observed that, the number of papers about the genus Uca indexed in Thomson ISI database, did not increase between 1991 and 2007, which may indicate the lack of interest of the scientific community on this taxonomic group. Moreover, the majority of the scientific production about the genus Uca came from institutions in the USA. The studies about the genus Uca were mainly characterized as population papers (which analyzes population attributes such as density, distribution and ecological interactions). The results of species accumulation curve demonstrated that the total number of Uca species currently know (97 described species) is substantially lower than the number predicted by the asymptote of the Gompertz model (134 species predicted), suggesting that new species need to be described. However, a new species of Uca is not described since 1987. Models were generated to explain the date of species description based on the body size, geographical range size, human influence and the type of habitat of each species. These models were selected using the Akaike Information Criteria (AIC). The best model among the candidate ones (explaining 37% of the total variance) was composed by variables representing the geographical range size of species, their body size and the human influence on them. In other words, large-bodied species and those widely distributed, mainly in regions with elevated human influence, were described earlier. In another paper of this thesis, we evaluated the levels of phylogenetic heritability of species of the genus Uca on their geographical range size, shape and position. If a strong phylogenetic signal of geographic range sizes exists between close related species, we can predict the unknown geographic range of species through the known geographic range of its relatives, which is useful for conservation purposes. However, the absence of phylogenetic signal was evidenced for this trait. On the other hand, there was a strong phylogenetic pattern considering the position of the range (mainly along longitudinal axis), probably due to mechanisms of vicariant allopatric speciation and to the geographical structure of the cladogenesis of the group. In the last paper, the impact of global changes on geographic range size of genus Uca were modeled, producing a comprehension about a poleward shift and elaborating maps of species richness based in two scenarios of global change. The models generated presented good performance, and predictions are that the species will probably have reduced the geographical range size and some species will be extinct (considering two
scenarios until 2050), mainly in the tropical regions. Moreover, the range of species with midpoints in both hemispheres changed towards to poles in the future scenarios of climatic changes. Finally, the results of this set of papers highlighted the urgency of detailed studies for some species of Uca, and in some coastal marine regions (e.g. Indo-West Pacific) to evaluate the actual status of the distribution of species of the genus Uca and the real species richness of this genus. This is essential to generate local strategies aiming to minimize impacts of global change on coastal organism / O gênero Uca é composto atualmente por 97 espécies, distribuídas mundialmente, ocupando ambientes costeiros marinhos, principalmente da região tropical. Diversos campos de pesquisa têm desenvolvidos trabalhos usando o gênero Uca como modelo, entretanto, atualmente o conhecimento científico sobre esse grupo apresenta-se disperso, além disso, estudos sobre padrões globais e evolutivos ainda são incipientes. Dessa forma, considerando que o gênero Uca é taxonomicamente resolvidos (i.e., consenso na distribuição e identificação das espécies), apresenta ampla distribuição geográfica e existem topologias filogenéticas, estes tornam-se excelentes modelos para testar hipóteses macroecólogicas, evolutivas e discutir efeitos de mudanças climáticas sobre organismos costeiros. O objetivo geral desse trabalho foi avaliar tendências e detectar vieses da literatura científica global de caranguejos do gênero Uca, bem como investigar padrões macroecológicos em escala global e a influência das mudanças climáticas na distribuição geográfica e riqueza de espécies desse grupo de caranguejo, além disso, associar as informações geradas para avançar em estratégias de conservação para essas espécies. Dessa forma, considerando o objetivo geral desse trabalho, foram gerados quatro artigos apresentados nessa tese. Dentre os resultados mais importantes, observamos que o número de artigos sobre Uca indexados na base Thomson ISI não aumentou ao longo dos anos (1991 até 2007), o que pode indicar que não houve aumento de interesse da comunidade científica com esse grupo de organismo, além disso, a maior parte da produção científica sobre Uca foi desenvolvidas por instituições dos Estados Unidos. Os estudos sobre Uca foram principalmente caracterizados como artigos de cunho populacional (i.e. analisaram atributos como densidade, distribuição e interações ecológicas). Apesar de um longo tempo não serem descritas novas espécies de Uca (última espécie foi descrita em 1987), os resultados da curva de acumulação de espécies demonstraram que o número total de espécies de Uca atualmente descrito é menor do que o número de espécies predito pela assíntota do modelo de Gompertz (preditos 134 espécies), sugerindo que existem novas espécies de Uca para serem descritas. Além disso, foram gerados modelos para explicar a data de descrição de espécies, baseado no tamanho da carapaça, tamanho da área de distribuição geográfica, influência humana nos locais de ocorrência das espécies e o tipo de habitat da espécie. Esses modelos foram confrontados e selecionados de acordo com o Critério de Informação de Akaike (AIC). O melhor modelo foi composto pelo tamanho da distribuição geográfica, tamanho do corpo e influência humana, explicando 37% da variação total dos dados, dessa forma, as espécies descritas primeiramente apresentaram maior tamanho corpóreo, maiores áreas de distribuição geográfica e ocorrem em regiões de elevada influência humana. Em outro artigo desenvolvido nessa tese, foi avaliado os níveis de herdabilidade filogenética do tamanho, forma e posição da distribuição geográfica de espécies de Uca. A existência do sinal filogenético para o tamanho da distribuição geográfica pode auxiliar em estratégias para conservação, pois é possível prever o tamanho da distribuição geográfica de uma espécie caso se conheça o tamanho da distribuição de uma espécie filogeneticamente próxima. Entretanto, para as espécies de Uca, foi observado ausência de sinal filogenético para esse caráter. Somente a posição da distribuição geográfica (ao longo do eixo longitudinal) apresentou um forte padrão filogenético, possivelmente devido ao processo de especiação alopátrica vicariante e a estrutura geográfica dos clados. Para o último artigo, foram modelados os impactos das mudanças climáticas globais sobre a distribuição geográfica das espécies de Uca, gerando uma compreensão do deslocamento das espécies em direção aos pólos
e ainda produzindo um mapa de riqueza de espécies com base em cenário otimistas e pessimistas de mudanças climáticas globais. Os modelos gerados apresentaram bom desempenho, e grande parte das espécies de Uca apresentarão diminuição da distribuição geográfica acarretando perda de espécies (para cenários projetados para 2050), principalmente nas regiões tropicais, ainda assim, as espécies com pontos médios de ocorrência em ambos os hemisfério, tenderão a direcionar-se para os pólos nos cenários futuros de mudanças climáticas. Por fim, os resultados desse conjunto de artigos evidenciam a urgência de estudos ambientais para diversas espécies de Uca e de regiões costeiras (e.g. Indo-Oeste Pacífico) a fim de gerar um painel atualizado da distribuição e riqueza de espécies de Uca, que permitirão gerar estratégias locais para minimizar impactos das mudanças climáticas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tde/344 |
| Date | 17 November 2009 |
| Creators | NABOUT, João Carlos |
| Contributors | NICOLINO, Aline da Silva |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Doutorado em Ciencias Ambientais, UFG, BR, Ciências Agrárias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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