Diversidade funcional e filogenética das comunidades de macrófitas aquáticas em uma planície neotropical

Orientador: Andre Andrian PadialCoorientador: Guilherme D. S. SegerTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 29/06/2018Inclui referências: 134-141Resumo: O papel da diversidade funcional e filogenética no entendimento das respostas das comunidades ecológicas aos gradientes ambientais tem sido um dos principais alvos das pesquisas ecológicas. A diversidade funcional estima a faceta da biodiversidade relacionada com a variedade de características morfológicas, fisiológicas e ecológicas das espécies - os chamados traços funcionais. Dessa forma, a similaridade entre espécies é estimada considerando a sua influencia no funcionamento dos ecossistemas. A diversidade filogenética por sua vez, considera as relações de parentesco entre as espécies, refletindo sob a diversidade da história evolutiva dos clados. O presente estudo teve por objetivo avaliar a variação espacial e temporal da diversidade funcional e filogenética das comunidades de macrófitas aquáticas na Planície de Inundação do Alto Rio Paraná (PIARP). Essa região é composta por três grandes subsistemas (rios), diferentes entre si em relação às características limnológicas, geomorfológicas e biológicas. Utilizamos de um banco de dados de ocorrências de macrófitas aquáticas, assim como de variáveis limnológicas, ao longo de 11 anos de monitoramento de um projeto ecológico. Além desses dados, realizamos uma coleta pontual na PIARP para fins de mensuração intensiva de traços funcionais de tais táxons. Em virtude da efetiva e intensa propagação vegetativa de macrófitas aquáticas consideramos diferenças individuais por coletas de módulos. Nesse caso, cada módulo é definido como a menor porção repetida contendo folha, caule e raiz. Com o objetivo de representar a variabilidade nos traços funcionais de cada táxon coletamos cinco módulos por táxon (prefencialmente em bancos diferentes). Em cada módulo, avaliamos 17 traços funcionais dos 76 táxons de macrófitas aquáticas registradas na PIARP ao longo de 11 anos. Nossos objetivos foram 1) analisar a variação espacial na composição funcional das comunidades de macrófitas aquáticas (capítulo 1); 2) analisar e explicar padrões temporais na diversidade funcional das comunidades de macrófitas aquáticas ao longo de 11 anos (capítulo 2) e, 3) identificar se clados filogenéticos das macrófitas aquáticas são explicados por gradientes ambientais considerando análises em diferentes escalas (capítulo 3). Nossos resultados indicaram que apesar de uma clara variação taxonômica, as comunidades de macrófitas aquáticas apresentam pouca diferença na composição funcional entre os subsistemas. Ao longo dos 11 anos de monitoramento, somente a riqueza funcional teve um padrão de aumento monotônico ao longo dos anos. Provavelmente tal resultado foi afetado por um viés de identificação taxonômica, pois houve maior precisão na identificação somente nos últimos anos do monitoramento. Apesar disso, a flutuação na diversidade funcional foi explicada por preditores ambientais, principalmente aqueles relacionados com a dinâmica do regime hidrológico. A estruturação filogenética das comunidades de macrófitas aquáticas dependeu da escala da análise. Este estudo permitiu maior conhecimento das causas de variação da biodiversidade da flora aquática da PIARP assim, como avanços nos estudos relacionados às respostas dos papeis funcionais e filogenéticos aos gradientes ambientais de comunidades de macrófitas aquáticas. Palavras-chave: Gradiente ambiental. Homogeneização. Índices funcionais. Preditores ambientais. Escala espacial.Abstract: One of the main goals of community ecology is to understand the response of functional and phylogenetic diversities to environmental gradients. Functional diversity evaluates the facet of biodiversity related to the variety of morphological, physiological and ecological characteristics of the species - the so-called functional traits. Thus, species similarity is estimated considering its influence on ecosystems functioning. Phylogenetic diversity, on the other hand, considers species kinship relations, reflecting a diversity of clades in the evolutionary history. The objective of this study was to evaluate the spatial and temporal variation of functional and phylogenetic diversity of aquatic macrophyte communities in the Upper Paraná River Floodplain (UPRF). This region is composed of three great subsystems (rivers), different from each other in relation to their limnological, geomorphological and biological characteristics. We used a database of aquatic macrophytes occurrences, as well as limnological variables, over 11 years of a long-term ecological project. In addition to these data, we performed a snapshot sampled in the UPRF for an intensive measurement of taxa functional traits. Due to the effective and intense vegetative propagation of aquatic macrophytes, we consider individual differences by sampling modules. In this case, each module is defined as the minor repeating portion containing leaf, stem and root. In order to represent the variability of functional traits for each taxon, we sampled five modules per taxon (preferentially at different stands). In each module, we evaluated 17 functional traits of the 76 taxa of aquatic macrophytes registered in the UPRF over 11 years. Our objectives were 1) to analyze the spatial variation in the functional composition of the aquatic macrophytes communities (chapter 1); 2) to analyze and explain temporal patterns in the functional diversity of aquatic macrophytes communities over 11 years (Chapter 2); and 3) to identify if phylogenetic clades of aquatic macrophytes are explained by environmental gradients considering analyzes at different scales (chapter 3). Our results indicated that despite a clear taxonomic variation, aquatic macrophyte communities poorly differ among subsystems regarding functional composition. Over the 11 years, only the functional richness had a monotonic increase pattern. Probably, this result was affected by a taxonomic identification bias, since there was greater precision in the identification only in the last years of the monitoring. Despite this, fluctuation in functional diversity was explained by environmental predictors, especially those related to the dynamics of hydrological regime. The phylogenetic structuring of the aquatic macrophyte communities depended on the scale of the analysis. This study allowed a better understanding of aquatic flora variation causes in the UPRF as well as advances in studies related to functional and phylogenetic role responses to environmental gradients of aquatic macrophyte communities. Keywords: Environmental gradient. Homogenization. Functional indexes. Environmental predictors. Spatial scale