Estrutura filogenética, diversidade funcional e inflamabilidade em folhas de espécies campestre do Cerrado

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2017.A flora do bioma Cerrado possui um estrato herbáceo-arbustivo que representa 85% de sua riqueza florística, com muitas espécies típicas e exclusivas. É possível diferenciar em meio ao Cerrado, formações campestres tipicamente úmidas e secas com diferenças no gradiente de umidade do solo, onde em porções mais alagadas se encontram as Veredas, caracterizadas pela presença da palmeira Mauritia flexuosa L. f. Nesta fitofisionomia ocorre o predomínio do estrato herbáceo-subarbustivo com elevado número de espécies graminóides, se tornando ambientes propícios ao fogo, que exerce importante papal sobre a vegetação do cerrado, e tende a diversificar e manter as características destes ambiente através da filtragem ambiental. Além do fogo, fatores abióticos, como a disponibilidade de nutrientes do solo e disponibilidade de água, agem como limitações que atuam na seleção e evolução das comunidades. Apesar da sua importância, o componente herbáceo-arbustivo do Cerrado carece de estudos que levem em consideração a inflamabilidade e estrutura filogenética. Assim analisamos este componente em diferentes aspectos. No primeiro capítulo abordamos características foliares relacionadas a inflamabilidade de espécies herbáceo-arbustivas. Medimos características foliares e de inflamabilidade e testarmos a presença de sinal filogenético de Pagel sob os traços. Testamos diferenças na inflamabilidade entre espécies graminóides e não graminóides por ANOVA e as interações das variáveis sobre a inflamabilidade por modelos lineares. Um sinal filogenético foi encontrado para inflamabilidade e características foliares. As folhas secas das plantas graminóides entram em de ignição antes das plantas não graminóides, e várias características foliares apresentaram interações que se relacionaram com diferenças na inflamabilidade. O sinal pode estar relacionado a características de sazonalidade dos ambientes que as espécies ocorrem, assim como adaptação das espécies ao fogo. Reforçamos a necessidade de se prevenir incêndios que possam se alastrar pela vegetação vizinha sensível e tomar grandes proporções. Já no segundo capítulo estudamos a estrutura filogenética das Veredas, partindo do pressuposto que a composição de espécies é conduzida pela heterogeneidade ambiental regida por diferenças espaciais, edáficas e climáticas. Compilamos uma lista de 373 espécies para 13 sítios de Veredas. A filobetadiversidade foi medida pela dissimilaridade de Pylosor, e a estrutura filogenética avaliada pela diversidade filogenética de Faith, índice de parentesco líquido e índice do táxon mais próximo. Para determinar se a variação nas características edáficas e climáticas se relacionam à variação da diversidade filogenética fizemos uma ANOVA, e para investigar a contribuição e cada componente uma com a diversidade filogenética fizemos a partição da variância. A dissimilaridade filogenética entre as Veredas foi alta, mas menor que a diversidade taxonômica. Encontramos agrupamento filogenético apenas para três Veredas de Tocantins e uma de Minas Gerais e dispersão em uma do Distrito Federal. A estrutura filogenética das Veredas é conduzida pela heterogeneidade ambiental regida por diferenças espaciais, edáficas e climáticas na diversificação de plantas. Eventos históricos relacionados a filtragem ambiental se mostraram importantes para a diversificação das espécies, já que as Veredas são ambientes que surgiram a partir de flutuações climáticas.The Cerrado flora herb-shrub represents 85% of floristic richness, with many typical and exclusive species. It is possible to differentiate in the middle of the Cerrado typical dry and wet formations with different soil moisture gradients, where in the most flooded portion they are palm swamp, characterized by presence of palm Mauritia flexuosa L. f. In these phytophysiognomies, the herb-shrub flora predominates with a high number of grass species, making the environment conducive to fire, which exerts an important role on the vegetation of the Cerrado, diversifying and maintaining the characteristics of environments through the environmental filter. In addition to fire, abiotic forces such as availability of soil nutrients and availability of water act as limitations that affect the selection and evolution of communities. Although its importance of the herb-shrub component of the Cerrado requires studies account the flammability and phylogenetic structure, we analyzed this component in different aspects. In the first chapter, we studied leaf traits relatedness to flammability of herb-shrub species. We measured foliar and flammability traits and tested the presence of Pagel 's phylogenetic signal under the traits. We then tested relationships among flammability between grass and non-grass species by ANOVA and the interactions of variables flammability by linear models. A phylogenetic signal was found for flammability and leaf traits. The dry leaves of the grass ignited before the non-grass plants, and several leaf characteristics showed interactions that related to differences in flammability. The signal can be related to seasonal characteristics of the environments that species occur, as well the adaptation of the species to fire. We emphasize the need prevent fires that may spread through the nearby vegetation sensitive to fire. In the second chapter, we study the phylogenetic structure of the palm swamp, starting from the assumption that the species composition is driven by the environmental heterogeneity governed by spatial, edaphic and climatic factors. We compiled a list of 373 species present on 13 palm swamp sites. Phylobetadiversity was measured by the dissimilarity of Pylosor, and the phylogenetic structure evaluated by the phylogenetic diversity of Faith’s, nearest relative index and nearest taxon index. To determine the variation in edaphic and climatic characteristics are related to the variation of the phylogenetic diversity we did a ANOVA, and for the contribution each component of with the phylogenetic diversity we made the partition of the variance. The phylogenetic dissimilarity between the palm swamp was high, but lower the taxonomic diversity. We found phylogenetic clustering only for three palm swamp of Tocantins and one of Minas Gerais and dispersion in one of the Federal District. The phylogenetic structure of the palm swamp is driven by environmental heterogeneity governed by spatial, edaphic and climatic differences in plant diversification. Historical events related to environmental filters proved to be important for the diversification of species, since the palm swamp are environments that have emerged from climatic fluctuations