Space and diversification: a theoretical perspective

Alguns dos padrões ecológicos mais consistentemente encontrados na natureza, como as relações espécie-área e as distribuições de rank-abundância, podem ser previstas por uma classe de modelos neutros. Nesse contexto, neutralidade quer dizer que há equivalência demográfica entre os indivíduos de todas as espécies. Para os modelos dessa classe, extinções causadas por flutuações demográficas são contrabalanceadas por algum mecanismo de especiação. Cada modo de especiação deixa uma marca nos padrões ecológicos emergentes. Foi mostrado que um modelo com uma implementação mecanística de especiação gera padrões de diversidade que dependem de limites geográficos. Eu usei simulações baseadas em indivíduos com uma implementação mecanística de especiação para investigar se padrões espaciais intrínsecos das comunidades poderiam transformar os padrões de biodiversidade. Eu descobri que existe uma transição de fase no modo de especiação que depende da estrutura espacial da comunidade. Uma gama extensa de padrões encontrados na natureza puderam ser unificados em um único modelo dada essa transição de fase. Relações entre riqueza e idade de um clado podem ser melhor compreendidas considerando-se o efeito previsto de desaceleração crítica da diversificação. Uma nova interpretação foi dado ao efeito \"Clado Morto Andando\", característico dos períodos seguintes a extinções em massa. Uma redefinição objetiva e biologicamente razoável para especiação alopátrica é explorada, graças às propriedades da transição de fase descrita. Eu proponho a existência de um \"crédito de especiação\", e exploro suas possíveis implicações para a conservação a longo prazo da biodiversidadeSome of the most consistent ecological patterns encountered in nature, such as species-area relationships and rank-abundance distributions, can be predicted from a class of neutral models. In this context, neutrality means demographic equivalence between individuals of all species. Within this class of neutral models, species extinction by demographic fluctuations is counterbalanced by some speciation mechanism. Each particular speciation mode leaves an imprint in the resulting patterns. A model with a mechanistic speciation implementation was shown to generate patterns dependent on geographic constraints. I used individual based simulations with a mechanistic speciation implementation to investigate whether the intrinsic spatial patterning of organisms could transform biodiversity patterns. I found out that there is a phase transition on speciation modes that is dependent on the spatial structure of the community. An extended range of the biodiversity patterns found in nature can be unified into a single model because of this phase transition. Clade richness and age relationships may be understood by the predicted critical slowdowns in diversification. A new interpretation is given to the post mass extinction \"Dead Clade Walking\" effect. An objective and biologically reasonable redefinition of allopatric speciation is explored by exploiting the phase transition. I propose the \"speciation credit\" effect, and its potential implications for long term biodiversity conservatio