Effects of environmental filters on the phylogenetic structure of a Cerrado

O Cerrado Brasileiro é um dos biomas com uma alta diversidade de espécies vegetais, onde a distribuição das espécies estaria dependendo de características ambientais como solo e luz, cumprindo ao mesmo tempo a função de filtros ambientais que estariam reunindo espécies funcionalmente similares, levando a um agrupamento filogenético, e se os caracteres funcionais são conservados na evolução das linhagens das espécies (apresentam Sinal filogenético) os filtros ambientais seriam um processo ecológico predominante na concorrência de espécies, podendo-se inferir os mecanismos de coexistência de espécies por meio de análises de estrutura filogenética das comunidades. O objetivo principal deste trabalho foi testar se há estrutura filogenética em diferentes posições dos gradientes de solo e de luz e se características funcionais estariam sendo mais agrupados nas linhagens filogenéticas que ao acaso. Nosso estudo avaliou 165 espécies arbustivo-arbóreas de cinco comunidades do Cerrado. Para testar nossos pressupostos, temos divido nosso estudo em dois capítulos e para o primeiro temos conduzido analises de Sinal filogenética com o pacote “Phylosignal” para 3 métodos Morans' I, Cmean, e λ de Pagel (Lambda) para uma comparação com os resultados obtidos pelo índice K de Blomberg, o objetivo desse capítulo foi medir o sinal filogenético dos traços funcionais como altura de planta, largura foliar, tamanho de pecíolo, tamanho de fruto, tamanho de semente, a relação altura máxima de planta/diâmetro máximo de tronco, em relação com seis importantes fatores como são a tolerância ao alumínio, resposta a disponibilidade de recurso e capacidade fotossintética, suporte ao estresse hídrico, poder de dispersão-colonização e competitividade considerando o potencial de crescimento horizontal, encontrando como resultado conservantismo de traços relacionados com a resposta a disponibilidade de recurso e capacidade fotossintética (largura foliar), suporte ao estrese hídrico (comprimento y largura de pecíolo) e ao poder de dispersão (Comprimento e largura de fruto). No segundo capitulo nós avaliamos a estrutura filogenética em cada uma das 5 comunidades que foram estudadas, por meio dos índices MPD (Mean Phylogenetic Distance), MNTD (Mean Nearest Taxon Distance), NRI (Net Relatedness Index) e NTI (Nearest Taxon Index), também a diversidade filogenética (PD). A análise de filobetadiversidade entre as comunidades estudadas utilizando o betaNRI e betaNTI foi realizado para calcular o turnover filogenético entre elas, logo foram feitas regressões dos teores de solo e abertura do dossel em função do NRI, modelo obtido pelo GLM (modelo lineal generalizado); os resultados indicaram a existência de maior diversidade filogenética para a comunidade Cerrado s.s. Denso sobre Latossolo Vermelho Amarelo, encontramos agrupamento filogenético significativo para duas comunidades o Cerrado s.s. sobre Cambissolo e para o Cerradão Mesotrófico, e as análises de distância filogenética mostraram baixo turnover entre as comunidades do Cerrado s.s. sobre Cambissolo e o Cerrado s.s. sobre Latosssolo Amarelo, em conjunto os resultados sugerem conservação de nicho na comunidade de plantas relacionada ao solo, e o modelo obtido pelo GLM indicou que houve relação entre o NRI e magnésio, nitrogênio total e abertura do dossel e apresentou uma relação do alumínio e a matéria orgânica.The Brazilian Cerrado is one of the biomes with a high diversity of plants, where the distribution of the species would be depending on environmental factors such as soil and light, performing at the same time the function of environmental filters that would be clustering functionally similar species, leading to a phylogenetic clustering, and if the functional traits are conserved in the evolution of the lineages of the species (phylogenetic Sign) the environmental filters would be an ecological process predominant in the competition of species, being able to infer the mechanisms of coexistence of species by means of analyzes of phylogenetic structure of the communities. The main objective of this study was to test phylogenetic structure at different positions of soil and light gradients and if functional characteristics would be more clustered in phylogenetic lineages than at randomly change. We evaluated 165 shrub-tree species of five communities of Cerrado. To test our presumptions, we divided our study into two chapters and for the first one we carry out Phylogenetic signal analyses with the "Phylosignal" package for 3 methods Moran’s' I, Cmean, and λ of Pagel (Lambda) for a comparison with the results obtained by the Bloomberg’s K index, with the objective of measuring the phylogenetic signal of the functional traits such as height plant architecture, leaf width, petiole size, fruit size, seed size and the maximum height plant architecture/maximum trunk diameter ratio of, in relationship to six important factors such as aluminium tolerance, response to resource availability and photosynthetic capacity, support to stress tolerance, dispersion-colonization capacity and competitiveness considering the potential for horizontal growth, finding as a result conservatism of traits related to the response to resource availability and photosynthetic capacity (leaf width), support for water stress (petiole length and width) and dispersion capacity (fruit length and width). In the second chapter, we evaluated the phylogenetic structure in each of the 5 communities that were studied, using MPD (Mean Phylogenetic Distance), MNTD (Mean Nearest Taxon Distance), NRI (Net Relatedness Index) and NTI (Nearest Taxon Index), as well as phylogenetic diversity (PD). We conducted the analysis of phylobetadiversity among the studied communities using betaNRI and betaNTI to calculate the phylogenetic turnover among them, then regressions of the soil contents and canopy opening were made according to the NRI, model obtained by GLM (Generalized Linear Model); the results indicated the existence of greater phylogenetic diversity for the Cerrado s.s. Denso on Yellow Red Latosol, we found significant phylogenetic clustering for two communities Cerrado s.s. on Cambissolo and for the Mesotrophic Cerradão, and phylogenetic distance analyzes showed low turnover among the communities of Cerrado s.s. on Cambissolo e o Cerrado s.s. on Yellow Latosol, together the results suggest niche conservation in the plant community related to soil, and the model obtained by GLM indicated that there was a relationship between NRI and magnesium, total nitrogen and canopy opening and presented a relationship between the aluminium and organic matter.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio