Aspectos biogeográficos e macroecológicos das macroalgas antárticas e subantárticas: o papel da corrente circumpolar antártica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2013.Um dos principais assuntos trabalhados em Ecologia é a compreensão dos padrões de distribuição de espécies. A biogeografia surge, assim, como uma ciência voltada para o estudo de processos que ocorrem em macro-escala espaço/temporal, na qual passos evolutivos são essenciais para a explicação dos padrões. Na mesma direção, a macroecologia considera variáveis ecológicas (tamanho de corpo e densidade populacional), em questões adaptativas para entender a distribuição geográfica. As barreiras biogeográficas são essenciais para a definição desses processos e um exemplo podem ser as correntes oceânicas. Porém, muitas vezes elas facilitam a dispersão de organismos, como macroalgas. Embora muitos trabalhos tenham sido feitos com o grupo, aspectos biogeográficos referentes à região Antártica ainda são escassos, nenhum, tratando explicitamente da importância e da influência da Corrente Circumpolar Antártica (CCA). Ela é importante na circulação global e suas características dividem-na em frentes diferentes (Frente Polar, Divergência Antártica) que, por consequência, são barreiras de fluxos de água, e assim, de interações biogeográficas. Dessa forma, isola o continente Antártico dos arquipélagos e continentes do sul da Antártica por mais de 25 milhões de anos. E essas frentes seriam uma barreira para a dispersão de macroalgas? E ainda, selecionariam um morfotipo funcional específico? O presente trabalho segue com dois objetivos: entender padrões de distribuição de macroalgas nas porções subantártica e antártica do globo, e tentar relacioná-los aos morfotipos predominantes das maiores latitudes, tendo como base checklists de algas das áreas geográficas das zonas: Sub-Tropical (Sub-Trop), Sub-Antártica (Sub-Ant), Frente Polar (FP) e Divergência Antártica (Div Ant) e dos giros do Mar de Weddell e de Ross. Para tal, foi formado um banco de dados a partir do material fornecido no site Algae Base e de artigos e trabalhos científicos de listagens de espécies para as localidades presentes nas zonas definidas. Foi gerada uma matriz de presença e ausência e as algas foram classificadas de acordo com o morfotipo funcional determinado por Littler e Littler (1984). A similaridade de Bray-Curtis foi analisada, para o fator "zona", "setor" e "frequência de espécies por morfotipos", com a apresentação gráfica de nMDS. Os resultados mostram que a há diferenças significativas de composição de espécies entre as zonas e os setores. O número de espécies foi inversamente proporcional à latitude.O mesmo padrão se manteve para os demais níveis taxonômicos. Com relação às similaridades médias internas, a maior ocorreu na zona da Frente Polar, para espécies e gêneros, porém para famílias e ordens, foi na Zona Sub-Tropical. Para os setores, as diferenças significativas se mantiveram entre 1 e 3 e 2 e 3. Não há evidências de que haja essa importância para os morfotipos funcionais, embora haja frequência maior dos morfotipos mais resistentes (coriáceo e ramificado) na região dentro da corrente. Devido ao tempo de formação das localidades, espera-se que os fluxos dispersivos entre as províncias neste trabalho consideradas, cessaram em um dado momento, provavelmente, quando a CCA tornou-se forte e persistente o suficiente para bloquear movimentos através dela a cerca de 15 milhões de anos. Mas, analisando as características ambientais e os aspectos fisiológicos das espécies mais importantes para explicar as relações, há uma possível seleção adaptativa. Portanto, podemos inferir que as características intrínsecas de cada espécie foram importantes para a seleção das espécies dentro das frentes da corrente e a definição dos padrões que encontramos. Abstract : One of the most important subjects in Ecology is the understanding of the structure patterns of the ecological assemblages. Biogeography arises as a science focused on the study of processes, which occurs in a space/time macroscale, in which evolutive steps are essential to explain patterns. In the same direction, macroecology considers ecological variables, as body sizes, in adaptative questions to understand geographical distribution. Biogeographic barriers are a key to define these processes and one example is marine currents. However, they also favor the dispersion of many organisms, as seaweeds. Although many works have been done with this group, biogeographic aspects of Antarctic region are few, none about the influence of the Antarctic Circumpolar Current (ACC). It is important in the global circulation and their characteristics divide it in different fronts (Polar Front and Antarctic Divergence), which, by consequence, are water flow barriers, and thus, biogeographic interaction. Therefore, it isolates the Antarctic mainland from the archipelagos and lands from the south for over 25 milion years. So, would these fronts be a barrier for the dispersion of seaweeds? Moreover, would they select a specific morphotype? The present work has two goals: to understand distribution patterns of seaweeds in subantarctic and antarctic regions; to try to relate them to the predominant morphotypes of the major South latitudes, based on macroalgae checklists of the zones: Sub-Tropical (Sub-Trop), Sub-Antarctica (Sub-Ant), Polar Front (PF) e Antarctic Divergence (Div Ant). To this, a dataset was framed from the Algaebase, papers and lists of species, from the localities inside those areas. Then it as generated a binary matrix of presence and absence. The residual species were classified in functional morphotypes according to Littler e Littler (1984) methodology. Bray-Curtis similarity was analyzed to the factors: ?zones?, ?sections?: presence and absence of species, genera, families and orders and morphotypes relative frequency, presenting for both nMDS. Results show that there are significative differences in species and genera composition among zones and among sections. The number of species was inverse to latitude. The same pattern was observed for the other taxonomic levels. The similarity average, highest occurred in the PF zone, for species and genders, but for families and orders, it was in Sub-Trop zone. For sections, significative differences were between 1-3 and 2-3. There are no statistical evidences for the morphotypes. Nevertheless, there is moreresistent morphotypes (leather and branched) inside the current. Analyzing formation time of the localities and the currents in each area, we expect that the dispersive flows among the provinces in this paper, stopped in a given time, probably, when ACC became stronger and persistent enough to block movements across it, about 15 milion years ago. But, analyzing environmental aspects and physiological features of the most important species, which explain the relations, there is an adaptative selection. Therefore, we can infer that intrinsic characteristics of each species were important to select those who are inside the ACC fronts and the definition of found patterns