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Previous issue date: 2017-06-14 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The goal of this study was to reveal the importance of edaphic-geochemical filters and of climate
conditions to understand the biogeographic, functional and evolutionary patterns of the Amazonian
biodiversity in a scenario of climate change. In the first chapter we used species distribution models
to compare the relative importance of soil and climate data to predict species ranges of Amazonian
plants. Climate has generally been recognized as the main driver of species distribution at large scales.
However, we found that soil attributes were the main predictors of large-scale species distribution. The
strong control of species ranges by edaphic features might reduce species’ abilities to track suitable
conditions under climate change. In the second chapter, we used an assemblage of understory
herbaceous plants (Zingiberales) to predict convergent and divergent functional trait response (specific
leaf area, height and seed size) at community level along soil, hydro-topographic and climate
gradients. Overall, the functional composition of communities tended to converge following the
expectation of classical theory of plant strategy based on fast-slow grow trade-off: highly productive
habitats (rich nutrient soil and bottomlands) selected functional traits indicating fast growth strategies.
However, the functional composition of communities diverged widely along the broader climatic
gradient, being impossible to predict which functional traits prevail in dry regions. These results
suggest that functioning of Amazonian forests is tightly linked with geochemical conditions, but many
uncertainties remain regarding how climate change will affect the functioning of tropical forests. In
the third chapter, we tested an evolutionary model based on intrinsic clade functional strategy, nichebased relationships and past geochemical transformations of Amazonian landscapes driven by Andean
uplift. Clades with fast growth strategy had higher diversification rates, higher species richness, arose
more recently, were more associated with highly productive habitats, and their origin and
diversification dynamics were associated with main geological events of the Miocene. Clades with
slow growth strategies had the opposite patterns. These results reveal that, to understand the
evolutionary history of Amazonian biodiversity, it is essential to take account of niche and functional
aspects of species/clades and past geochemical transformations of landscapes driven by paleogeological events. . In summary, we clearly demonstrate in this thesis that biogeographic, functional
and evolutionary patterns in Amazonia are strongly controled by edaphic-geochemical filters.
Overlooking the role of theses filters in models of climate change effects on tropical biodiversity may
lead to unsatisfactory predictions. Understanding where, how and when these filters act is also
essential for designing conservations strategies for an Amazonia under constant change. / O objetivo desta tese foi revelar a importância de filtros geoquímicos edáficos e condições climáticas
para entender a biogeografia, o funcionamento e a história evolutiva da biodiversidade Amazônica em
um contexto de mudanças climáticas. No primeiro capítulo comparamos a importância relativa de
dados espaciais de solo e dados climáticos, para prever a macro distribuição de plantas na Amazônia.
Na larga escala geográfica, assume-se que as restrições eco fisiológicas determinadas pelo clima
representam o principal controle dos limites de distribuição das espécies. No entanto, dados de solo
representaram os principais descritores da distribuição de espécies no macro escala. Conclui-se que em
um cenário de mudanças climáticas, barreiras edáficas deverão restringir a dispersão das espécies e
dificultar o rastreamento de condições climáticas favoráveis. No segundo capítulo, usamos uma
assembleia de plantas herbáceas de sub-bosque florestal (Zingiberales) para testarmos se existe
convergência e/ou divergência nos traços funcionais (área foliar específica, altura e tamanho das
sementes) das comunidades ao longo de gradientes regionais de solo, topografia e clima. No geral, a
composição funcional das comunidades tende a convergir para o que é esperado pela teoria clássica
custo-benefício das estratégias funcionais ao longo de gradientes de recursos: habitats com maior
disponibilidade de recursos (nutrientes e água) selecionam traços funcionais indicadores de estratégias
de crescimento rápido e ciclo de vida curto. No entanto, a composição funcional das comunidades
divergiu fortemente ao longo do gradiente climático, sendo impossível prever a composição funcional
em regiões secas. Esses resultados sugerem que o funcionamento das florestas amazônicas está
intrinsicamente relacionado com características do solo e topografia, mas ainda existem muitas
incertezas sobre como as mudanças climáticas irão afetar sua estrutura e funcionamento. No terceiro
capítulo, testamos um modelo evolutivo baseado em características funcionais intrínsecas de
linhagens, relações de nicho e transformações da paisagem amazônica em decorrência do
soerguimento dos Andes. As linhagens com estratégia funcional de crescimento rápida apresentaram
maiores taxas de especiação, tiveram maior riqueza, originaram-se mais recentemente, estiveram mais
associadas com ambientes produtivos, e sua origem e mudanças temporais nas taxas de diversificação
estiveram associadas principalmente com eventos geológicos do Mioceno. As linhagens com
estratégia funcional de crescimento lento apresentaram o padrão oposto. Estes resultados revelam a
importância de características funcionais, relações de nicho e eventos geológicos para compreender a
história evolutiva da biota amazônica. Esta tese demonstra claramente que padrões biogeográficos,
funcionais e evolutivos na Amazônia estão intimamente relacionados com filtros geoquímicos
edáficos. Ignorar os efeitos destes filtros em modelos de mudanças climáticas pode levar a sérios erros
de predição. Compreender onde, como e quando estes filtros atuam é um aspecto essencial para a
conservação de uma Amazônia em constante mudança.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2343 |
| Date | 14 June 2017 |
| Creators | Figueiredo, Fernando Oliveira Gouvêa de |
| Contributors | Costa, Flávia Regina Capellotto, Balslev, Henrik, Borchsenius, Finn |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Biologia (Ecologia), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 5004743602847313034, 600, 600, 600, 3806999977129213183, -2555911436985713659 |
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