Nos próximos 85, no Brasil, espera-se um aumento real de até 6°C na temperatura média do ar, além de uma queda de 5−20% nas taxas de precipitação. Neste sentido, o aquecimento do clima deve sobrepujar adaptações locais, e a sobrevivência dependerá da plasticidade fisiológica das espécies, além de sua capacidade de dispersão. Atualmente, a previsão das respostas ecológicas e fisiológicas dos os organismos a estas alterações compreende um dos principais desafios dos ecofisiologistas. Os lagartos são particularmente sensíveis ao aquecimento global, uma vez que alterações de temperatura podem alterar sua performance para níveis sub−ótimos, restringindo os períodos de atividade com impacto direto em sua história natural. Em lagartos de regiões com baixa variabilidade climática (próximas ao Equador), a baixa resiliência às alterações ambientais, associada a opções restritas de dispersão e habitats cuja temperatura do ar (Ta) seja superior aos seus ótimos termais, entre outros fatores, fazem destas populações as mais vulneráveis ao aquecimento. Neste estudo, foram realizadas análises espaciais e temporais no intuito de avaliar a vulnerabilidade de populações de lagartos do complexo Tropidurus torquatus no Cerrado brasileiro, e se a resiliência é influenciada pela magnitude da flexibilidade intrapopulacional de fisiologia termal e de performance. O estudo consta de três abordagens principais: (1) comparações de dados de temperatura corporal (Tb) e temperatura operativa (Te, temperaturas hipotéticas para termoconformadores); temperaturas corporais preferenciais (Tp média e amplitude dos valores de Tset), e índices quantitativos de regulação de temperatura e de qualidade do ambiente termal (db, de e E) de Tropidurus com dados de literatura para espécies dos gêneros Anolis, Liolaemus e Sceloporus, bem como de 60 populações pertencentes a 21 espécies de tropidurídeos dos domínios da Caatinga, Amazônia, Cerrado e Chaco, e outras regiões como a costa do Peru e as ilhas Galápagos; (2) análises dos padrões intra e interespecíficos de variabilidade das capacidades de performance para velocidade e resistência em populações de T. torquatus, T. oreadicus, T. etheridgei e T. catalanenis, e estimação do impacto de um aumento da Ta em 3°C sobre a performance e a atividade destes lagartos num cenário de aquecimento, e (3) examinar as variações temporais e geográficas de idade, taxas de crescimento, maturidade sexual e longevidade em espécimes de T. torquatus em duas regiões a distintas latitudes; a variação temporal foi estimada através do estudo de amostras coletadas em cada uma das regiões em épocas distintas (década de 1960 e 2012), enquanto as comparações geográficas foram feitas apenas com base nas amostras recentes destas regiões (2012). Os resultados confirmam as hipóteses sugerindo que o comportamento termorregulatório aumenta acompanhando os parâmetros de latitude e altitude e que os lagartos tropicais e de áreas situadas a baixas altitudes tendem a se comportar como termoconformadores. Estima-se que populações tropicais com pouco ou nenhum comportamento termorregulatório presentes em ambientes com restrições termais impostas por parâmetros altitudinais (de baixas ou elevadas altitudes) são os mais vulneráveis ao aquecimento do clima. Em contraste, as estepes e montanhãs da Patagônia, bem como outras áreas montanhosas, representam refúgios termais para populações de lagartos que serão progressivamente forçados a se deslocar para estes ambientes. Dentre os tropidurídeos, um padrão geral sugere que o comportamento termorregulatório ambiental diminui na direção do Equador, particularmente devido à menor variabilidade ambiental. Na maioria das linhagens, valores similares e mais elevados de Tb e Tp em relação a valores de Ta apontam para uma condição plesiomórfica, provavelmente relacionada à ocorrência em ambientes florestais. O comportamento termorregulatório limitado ou ausente, combinado com grandes proporções de Tb e Te acima dos ótimos termais aumentam os riscos de superaquecimento e limitam o tempo de atividade especialmente nas regiões central e setentrional do Cerrado. As curvas de performance demonstram que os intervalos termais de desempenho (B80’s) e as margens de segurança aumentaram com a variação de temperatura, mas diminuíram com a variação anual de precipitação. Os resultados das comparações entre os padrões de variação temporal e regional do crescimento das populações de T. torquatus sugerem que o aquecimento do clima afeta o crescimento dos indivíduos, que tendem a ser maiores em regiões de clima mais quente. O aumento nos valores de Ta das últimas décadas aceleraram as taxas de crescimento, anteciparam a maturação sexual e encurtaram a expectativa de vida nas duas regiões estudadas. Embora em curto prazo os efeitos do aumento nos valores de Ta possam parecer vantajosos no que tange o crescimento e a reprodução, é plausível estimar uma queda geral no desempenho de todas as populações a longo prazo. Devido às grandes proporções de valores de Te atualmente superando o limite superior de B80 e das preferenda termais de T. torquatus e T. etheridgei na região Central, à capacidade de dispersão restrita e à baixa variabilidade na biologia termal de T. torquatus nas matas quentes de galeria, espera-se que os maiores impactos devam se concentrar sobre as populações das regiões central e setentrional. / In Brazil, an increase in the mean air temperature (Ta) of up to 6°C and a trend of decreasing rainfall by 5−20% are expected within 85 years. Climate warming is expected to overrun local adaptation and survival will depend on the plasticity and dispersal options and abilities. Predicting how organisms will respond these changes is one of the most critical challenges for contemporary ecophysiologists. Lizards are particularly sensitive to global warming, as temperature changes could shift overall performance to suboptimal levels, restricting time for activity. The low resilience to environmental changes of lineages from regions of low climatic variability (close to the Equator) combined with low dispersal options and current habitats’ Ta that exceeds their thermal optima, among other factors, make these populations the most vulnerable to warming. We conducted spatial and temporal analyses to assess the vulnerability of populations of the Tropidurus torquatus species complex in the Brazilian Cerrado and whether resilience is influenced by the magnitude of flexibility in thermal physiology and performance that exists within populations using three different approaches: (1) we compare data on body (Tb) and operative temperatures (Te, “null temperatures” for nonregulating animals), preferred body temperatures (mean T/p and Tset Tet range), and quantitative indices of temperature regulation and quality of the thermal environment (b, d e and E) for Tropidurus with data from the literature for Anolis, Liolaemus, and Sceloporus, and for 60 populations of 21 species of tropidurids from the Caatingas, Amazonia, Cerrado, Chaco, and other regions as the coast of Peru and Galapagos Islands; (2) We analyze patterns of variability in the performance capacities for velocity and endurance within and among populations of T. torquatus, T. oreadicus, T. etheridgei and T. catalanenis, and estimate the impact of a Ta increase by 3°C on performance and activity of these lizards in a warming scenario; and (3) we examine the geographic and temporal variation of individual age, growth rates, age at sexual maturity and longevity in specimens of T. torquatus at two sites at different latitudes; temporal variation was estimated studying subsamples at each site collected in 1960s and 2012, whereas the geographical comparisons were performed between the two subsamples collected in 2012 both at the two sites. Our results confirm the hypotheses by suggesting that thermoregulatory behavior increases with latitude and altitude and that tropical and lowland lizards behave as thermoconformers. We estimate that tropical populations with poor or no thermoregulatory behavior that inhabit stressful environments (open and low elevation sites) are the most vulnerable to rising temperatures. In contrast, Patagonia steppe and mountains as well as other montane environments represent future thermal refuges for lizards that would eventually be forced to retreat to these environments. Within tropidurids, a general pattern suggests that the thermoregulatory behavior decreases towards the Equator, particularly due to environmental constrains and probably to the low environmental variation. In most lineages, similar and higher Tb and Tp with respect to Ta point to a plesiomorphic condition, probably related to earlier forested environments. Constraint or no thermoregulation combined with the large proportions of Tb and Te above the thermal optima augment the risk of overheating and preclude time of activity particularly in the central and northernmost regions of the Cerrado. Based on the thermal performance curves, thermal breadths (B80’s) and safety margins increased with the thermal variation and decreased with the variation of annual precipitation. The results on the temporal variation and between sites differences on the growth patterns suggest that warming positively affect growth in T. torquatus. The increase of Ta of the last decades accelerated growth rates, anticipated sexual maturity and shortened the life−span at both sites. Although short-term effects of an increasing Ta’s may seem beneficial with respect to growth and reproduction, we predict an overall decay in the fitness response in all populations in the long term. Due to the large proportions of T e ’s currently exceeding the upper limit of the B 80 and thermal preferenda of T. torquatus and T. etheridgei at the Central site and the limited dispersal capacity and low variability on the thermal biology of T. torquatus in the warm gallery forest, the northernmost and Central populations are expected to experience the highest impact.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-08032016-160411 |
| Date | 27 November 2015 |
| Creators | Piantoni, Carla |
| Contributors | Iannini, Carlos Arturo Navas, Ibargüengoytía, Nora Ruth |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais. |
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