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Previous issue date: 2017-05-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This thesis comprises three chapters presented in the form of scientific articles, and approaches
phylogenetic conservatism of ecological interactions under different aspects. Citations and bibliographic
references are formatted in accordance with the norms from the journal Oikos, where a version of the first
chapter was published. Supplementary materials cited in the text can be found in the anexes at the end of the
thesis. I begin with the text from my qualification exam, that gives a brief overview about community
phylogenetics. By presenting this more general literature, this introduction gives a point of view that
complements the specific discussions of each chapter. In the first chapter, my coauthors and I explore the
correlation between phylogenetic similarity and the similarity between counterpart sets of plants and
herbivores in a regional Asteraceae-flowerhead endophages. By using different measures of counterpart
similarity and different subsets defined by herbivore lineages I tried to detect how the evolutionary history
of plants and herbivores is reflected in their interactions, both at the specific level as at the modular structure
of the network. We show that, beyond the compositional similarity previously reported, closely related
species also share a greater proportion of the phylogenetic history of their partners, both for resources and
consumers. The comparison between patterns found in the entire network with those found in the subsets
provides evidence that resource sharing happens mainly at deeper phylogenetic levels, so that phylogenetic
sinal is detectable even among closely related consumers. Asymmetry in signal strength between trophic
levels is more evident in the way how network modules reflect host plant phylogeny, both in the entire
network and the sub-networks. Taken together, these results show that evolutionary processes, such as phylogenetic conservatism and independent colonization history may be the main forces behind
phylogenetic structure observed in this particular plant-herbivore system.
In the second chapter, I test with more detail the relative contributions of different ecological
processes and the evolutionary history in the formation of the Asteraceae-Tephritidae interaction network.
By uniting a previously used approach with a coevolutionary analysis method and some new methods
proposed in this work I have shown the striking effect of phylogeny in this system and discuss how the
patterns in this antagonistic network differ from other systems.
In the third chapter I used a data set compiled from the cophylogeny literature to test the generality
of the phylogenetic conservatism observed in other systems. I used a meta-analytical approach to estimate
overall effect sizes for the correlations between phylogeny and interactions, as well as the asymmetry in
signal strength. I have found a general pattern of phylogenetic conservatism in interaction patterns for both
trophic levels along with considerable between-study heterogeneity. On the other hand, the asymmetry in
signal strength was consistently small and non-significant in each individual study, with a positive albeit
small overall effect size. My results provide compelling evidence that phylogenetic consevatism of
ecological interactions is common in nature, togheter with a quantitave picture of its heterogeneity and of
the asymmetry between trophic levels.
Taken togheter, the results from the three chapters highlight the important role of specialization in
structuring antagonistic interactions and the striking presence of phylogenetic constraints in the
establishment of this interactions. I hope that the contributions presented here, the questions they raise, and
the new approaches I have used help to improve our understanding of the processes that mediate the
formation of ecological networks. / Esta tese é composta de três capítulos apresentados em formato de artigos científicos, e aborda a
conservação filogenética de interações ecológicas sob diferentes aspectos. Os três capítulos são apresentados
em formato de artigos científicos. Citações e referências bibliográficas em todo o texto estão formatados de
acordo as normas da revista Oikos, na qual uma versão do primeiro capítulo já se encontra publicado. Os
materiais suplementares referidos nos textos de cada um dos capítulos se encontram nos anexos ao final da
tese. Começo com o texto de meu exame de qualificação, que faz uma breve apresentação sobre filogenética
de comunidades. Ao abordar este tema mais geral esta introdução fornece uma visão complementar à
literatura específica apresentada em cada um dos capítulos.
No primeiro capítulo, meus coautores e eu exploramos a correlação entre similaridade filogenética e
similaridade no conjunto de antagonistas nas plantas e nos herbívoros em uma rede regional Asteraceae endófagos de capítulos. Usando diferentes medidas para similaridade de antagonistas e diferentes recortes
definidos por linhagens de herbívoros tentei detectar como a história evolutiva das espécies de plantas e
espécies se reflete em suas interações tanto ao nível específico quanto nos módulos da rede. Nós mostramos
que, além da similaridade composicional previamente reportada em outros estudos, espécies aparentadas
também compartilham uma maior proporção da história filogenética de seus pares, tanto para as espécies
recurso quanto para seus consumidores. A comparação entre os padrões encontrados para a rede como um
todo com aqueles encontrados em sub-redes compostas de grupos mais filogeneticamente restritos de
herbívoros fornece evidência de que a partição de recursos ocorre em maior parte em níveis filogenéticos
mais profundos, de modo que um sinal filogenético positivo na similaridade de hospedeiras é detectável
mesmo entre consumidores muito próximos em sub-redes monofiléticas. A assimetria na força do sinal entre
níveis tróficos é mais aparente na maneira com que os módulos da rede refletem a filogenia das espécies
hospedeiras, tanto para a rede como um todo quanto para as sub-redes. Tomados em conjunto, estes
resultados sugerem que processos evolutivos, como conservantismo filogenético e a história de colonizações
independentes dos diferentes grupos de insetos devem ser as principais forças gerando a estrutura
filogenética observada neste sistema planta-herbívoro em particular.
No segundo capítulo testo mais detalhadamente as contribuições relativas de diferentes processos
ecológicos e da história evolutiva na formação da rede de interações Asteraceae-Tephritidae. Unindo uma
abordagem estatística previamente utilizada na literatura de redes mutualísticas, um método de análise coevolutiva
e alguns novos métodos propostos neste trabalho mostrei o efeito marcante da filogenia neste
sistema e discuti como os padrões desta rede de antagonistas diferem de outros sistemas.
No terceiro capítulo utilizei um conjunto de dados compilado da bibliografia sobre cofilogenia para
testar a generalidade do padrão de conservação filogenética e da assimetria na força dessa conservação
observados em outros sistemas. Usei uma abordagem meta-analítica para estimar tamanhos de efeito gerais
para as correlações entre filogenia e interações e também para as assimetrias nessas correlações. Encontrei
um padrão geral de conservação filogenética nos padrões de interação para ambos níveis tróficos com uma
considerável heterogeneidade entre estudos. Por outro lado, a assimetria na força do sinal foi
consistentemente pequena e não significativa em cada estudo individual, com um efeito geral positivo mas
também pequenoMeus resultados fornecem evidências convincentes de que a conservação de interações
ecológicas é comum na natureza, juntamente com uma representação quantitativa de sua heterogeneidade e
da assimetria entre níveis tróficos.
Tomados em conjunto, os resultados dos três trabalhos ressaltam a importância da especialização
para a estrutura das interações antagonistas e a presença marcante de restrições filogenéticas no
estabelecimento destas interações. Espero que as contribuições apresentadas aqui, as questões que elas
levantam, e as novas abordagens que utilizei ajudem a melhorar nossa compreensão dos processos que
modulam a formação de redes ecológicas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/7569 |
| Date | 26 May 2017 |
| Creators | Bergamini, Leonardo Lima |
| Contributors | Almeida-Neto, Mário, Melo, Adriano Sanches, Cianciaruso, Marcus Vinícius, Andreazzi, Cecília, Carvalheiro, Luísa Gigante, Almeida-Neto, Mário |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Ecologia e Evolução (ICB), UFG, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas - ICB (RG) |
| 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 | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -5361682850774351271, 600, 600, 600, 600, -3872772117827373404, 3263499605295365002, 2075167498588264571 |
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