To understand how diversity varies through time and/or space we need to understand speciation and extinction dynamics, and ultimately which factors (biotic or abiotic) affect such dynamics. It has been argued that biological interactions play an important role on the diversification of organisms, but macroevolutionary studies have usually adopted a simple characterization of species interactions. On the other hand ecological studies usually focus on well-characterized interactions of very few species. A network approach can augment our understanding of the ecological roles played by different species but it still lacks an evolutionary perspective preventing us to fully understand how ecological interactions are assembled. Using the available phylogeny, dietary data for virtually all bird species (approximately 9965 species) and a large collection of frugivory net- works, we tested the effect of diet on the diversification of birds, and the relationship between ecological roles within interaction networks and diversification dynamics of frugivorous species. Lastly, using computational simulations, we assessed the per- formance of two state-of-the-art methods to estimate diversification rates using molecular phylogenies. We suggest that omnivory acts as macroevolutionary sink where its ephemeral nature is retrieved through transitions from other guilds rather than from omnivore speciation. We propose that these dynamics result from competition within and among dietary guilds, influenced by the deep-time availability and predictability of food resources. We also observed that in the temperate zone, lineages with high-paced evolutionary dynamics (e.g. higher turn- over rates) typically do not occupy central roles in frugivory net- works, and that these restrictions are modulated by water avail- ability/predictability. Lastly, we found that the two state-of-the art phylogenetic methods perform equally well in diversity de- cline scenarios when estimating current rates, but both fail to detect the true diversification trajectory when extinction rates vary in time. This dissertation contributes to the understanding of biotic and abiotic mechanisms driving both the diversification and the assembly of interaction networks, and also provides important information on the reliability of diversification rate estimates by current, widely used methods / Para entendermos como a biodiversidade varia no tempo e/ou no espaço precisamos entender a dinâmcia de especiação e extinção, e quais fatores (bióticos ou abióticos) afetam essa dinâmica. Acredita-se que as interações biológicas desempen- ham um papel importante na diversificação de organismos, porém estudos macroevolutivos usualmente adotam caracter- izações simples de interações entre espécies. Por outro lado, estudos ecológicos comumente focam na descrição detalhada de interações entre poucas espécies. Uma abordagem de re- des pode aumentar a compreensão dos papéis ecológicos de- sempenhados por diferentes espécies, mas a pouca ênfase em abordagens evolutivas em estudos de redes biológicas nos im- pedem de compreender completamente como essas redes são montadas. Usando a filogenia e dados de dieta disponíveis para virtualmente todas as espécies de aves (aprox. 9965 espécies), e uma grande coleção de redes de frugivoria, investigamos o efeito da dieta na diversificação de aves, e testamos a relação en- tre papéis ecológicos em redes de interação e a dinâmica da di- versificação de espécies frugívoras. Ainda, usando simulações computacionais, avaliamos a performance de dois métodos am- plamente utilizados para estimar taxas de diversificação usando filogenias moleculares. Sugerimos que onivoria atua como um ralo macroevolutivo, onde sua natureza efêmera é recuperada através de transições de outras guildas de dieta ao invés de através da especiação de espécies onívoras. Nós sugerimos que essa dinâmica resulta da competição intra- e entre guildas, in- fluenciada pela disponibilidade e previsibilidade de recursos em ampla escalas de tempo. Nós também observamos que em regiões temperadas, linhagens com uma dinâmica evolutiova mais rápida (maiores taxas de substituição de espécies) em geral não ocupam papéis centrais em redes de frugivoria, e que es- sas restrições são principalmente modificadas por disponibili- dade/previsibilidade hídricas. Por fim, observamos que ambos os métodos filogenéticos testados tem desempenho igualmente bom para estimar taxas atuais, porém ambos falham em detectar a trajetória da diversificação quando as taxas de extinção variam no tempo. Essa tese contribui para o conhecimento de mecanis- mos bióticos e abióticos que afetam tanto a diversificação quanto a montagem de redes de interação, e também provê informações importantes acerca da confiabilidade das estimativas de taxas de diversificação advindas dos métodos atuais amplamente utilizados
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-22012018-105557 |
| Date | 02 October 2017 |
| Creators | Ferreira, Gustavo Burin |
| Contributors | Quental, Tiago Bosisio |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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