Macroecologia de interações agonísticas em peixes recifais

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2016.A diversidade e coexistência de espécies vêm sendo estudada por décadas, o que desencadeou no desenvolvimento de diversas teorias ecológicas a fim de compreender os processos envolvidos na estruturação de comunidades. A composição e a distribuição de espécies são regidas por processos regionais (e.g. dispersão, especiação) e interações bióticas (e.g. competição, predação). No entanto, pouco se sabe sobre a influência de processos regionais e filtros espaciais na distribuição de espécies em comunidades locais. Em ecossistemas marinhos, peixes recifais exibem um gradiente longitudinal de riqueza de espécies em larga escala que está fortemente associado a processos regionais. Por outro lado, interações interespecíficas, como competição, atuam sobre a dinâmica de populações de peixes recifais e podem desempenhar um papel fundamental sobre a composição de espécies desse grupo. No presente estudo, investigamos a relação entre a riqueza de espécies e a diversidade de interações agonísticas de peixes recifais em diferentes escalas espaciais ao longo de sete recifes tropicais distribuídos em cinco províncias biogeográficas (Atlântico Oeste, Caribe, Polinésia, Pacífico Central e Indo-Pacífico Central). Ainda, para cada recife foi construída uma rede de interações agonísticas entre espécies de peixes recifais, para comparar a estrutura dessas interações entre os sete recifes. Dados de riqueza de espécies e diversidade de interações agonísticas foram coletados através de um total de 350 amostras de vídeos em recifes biogênicos rasos e abrigados. Cada amostra possui duração de 10 minutos e abrange uma área de 2m². Foi observado maior acúmulo de espécies em comunidades locais regionalmente mais ricas e uma relação positiva entre riqueza regional e local. A riqueza local, composta apenas por espécies que interagiram agonisticamente, demonstrou essa mesma tendência de acúmulo de espécies, porém uma relação fraca entre a riqueza regional e local, ou seja, o número de espécies interagindo em escala local não aumenta de acordo com número de espécies. Este contraste entre acúmulo de espécies e relações espaciais de riqueza pode ser explicado através do aumento da diversidade beta turnover de espécies que interagem conforme o aumento da riqueza regional, e sugere uma segregação espacial destas espécies em comunidades locais regionalmente ricas. As redes agonísticas em escala regional diferiram quanto à complexidade topológica, porém exibiram semelhanças na composição filogenética efuncional das espécies. Pomacentrídeos, labrídeos e acanthurídeos predominaram na composição das redes e o grupo funcional de herbívoros territoriais desempenhou um papel central em todas as sete localidades. Portanto, a contextualização empírica de comportamento agonístico de peixes recifais frente a diferentes escalas espaciais sugere que a riqueza regional é fundamental na estruturação de comunidades em diversas escalas espaciais, porém espécies que potencialmente competem pelos mesmos recursos podem ter sua distribuição espacial determinada por fatores locais (e.g. disponibilidade de recursos e atributos funcionais das espécies).Abstract : Diversity and coexistence of species have been studied for decades and triggered several ecological theories to understand the process involved in community assemblages. The composition of species pools is influenced by regional processes (e.g. dispersion, speciation and extinction) and biotic interactions (e.g. competition, predation). However, how these processes operate over species distributions across different spatial scales is poorly know. In marine ecosystems, reef fishes exhibit a longitudinal large-scale gradient of species richness and regional processes are strongly associated with community assembly. Conversely, interspecific interactions, such as competition, influence population dynamics of reef fishes and may have an essential role in shaping the community composition of this group. In this study, we aimed to investigate the relationship between species richness and the structure of agonistic interactions of fishes across different spatial scales, from tropical reefs in seven localities across five biogeographic provinces (south-western Atlantic, Caribbean, Polynesian, Central Pacific and Central Indo Pacific). Moreover, agonistic networks of reef fishes were built to compare the structure of these interactions among the seven studied localities. Species richness and agonistic interactions data were collected through a total of 350 samples of remote videos in shallow sheltered reefs, each sample consisting of a 2m² area during 10 minutes. We observed a higher species accumulation in regionally richer localities and a positive relationship between local and regional richness. For the local pool composed only by interacting species, we observed the same pattern in species accumulation, but not the local and regional positive relationship. This pattern can be explained by the increasing species turnover towards regional richer areas suggesting higher spatial segregation of interacting species in richer local communities. Moreover, the topological complexity of agonistic networks, defined by modularity and centralization values, increased according to the regional richness gradient. Pomacentrids, labrids and acanthurids were predominant at network composition in all seven localities and territorial herbivores performed a central role in all local communities. Combined, our findings suggest that regional richness of reef fishes plays an essential role on the composition of local species pool, and that local processes (e.g. resource availability and species intrinsic attributes) probably drive the agonistic behavior the spatial distribution of species. Furthermore, the empiricalcontextualization of agonistic behavior in reef fish across different spatial scales highlights the importance of a better understanding of the balance among different mechanisms regulating the spatial distribution and resource use partition in reef fish communities