A seleção natural e a estrutura, dinâmica e diversificação de assembleias de espécies mutualistas

• Autor(a) principal: Raimundo, Rafael Luís Galdini
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41134/tde-28072015-145040/
• topic: Adaptive diversification; Community stability; Dinâmicas eco-evolutivas; Diversificação adaptativa; Eco-evolutionary dynamics; Ecological interactions; Especiação; Estabilidade comunitária; Evolução rápida; Interações ecológicas; Interaction Intimacy; Intimidade de Interação; Rapid evolution; Speciation

A adaptação e a diversificação em sistemas multiespecíficos são crescentemente reconhecidas como processos relevantes para a compreensão da biodiversidade. Nosso objetivo foi investigar como a seleção natural relacionada a interações ecológicas influencia a estrutura, dinâmica e diversificação de assembleias mutualistas. Primeiro, modelamos como mutualismo e competição intraespecífica geram regimes seletivos antagônicos que definem padrões de diversificação. Nossos modelos preveem que em mutualismos de baixa intimidade, nos quais cada organismo têm muitos parceiros individuais, fenótipos extremos têm interações mutualísticas desajustadas em relação à complementaridade de traços, contrabalanceando efeitos diversificadores da competição intraespecífica e restringindo a especiação. Em sistemas de alta intimidade, nos quais mutualismos têm maior impacto adaptativo e cada organismo têm poucos parceiros, tal seleção estabilizadora imposta por mutualismos é reduzida, favorecendo a diversificação. Entretanto, mutualismos de baixa intimidade são mais ricos que mutualismos íntimos na natureza. Sob baixa intimidade de interações, adições de espécies não-aparentadas envolvidas em dinâmicas de convergência constituem explicação plausível para essa discrepância. Em sistemas de alta intimidade, restrições a adições de espécies impostas por histórias coevolutivas estreitamente relacionadas poderiam explicar menores riquezas, apesar do maior potencial de diversificação adaptativa. Em segundo lugar, avaliamos se reconfigurações adaptativas das interações ecológicas podem explicar a variação estrutural de redes mutualistas. Usando um modelo eco-evolutivo, mostramos que a seleção favorecendo trocas de mutualistas e maximizando a abundância das espécies altera propriedades das redes, aumentando seu aninhamento e diminuindo sua estabilidade. Nossos modelos superestimaram o aninhamento em mutualismos de alta intimidade, possivelmente porque não consideramos ligações proibidas impostas por morfologia ou fenologia. Entretanto, as redes simuladas reproduzem aninhamento e modularidade de mutualismos de baixa intimidade, cujas interações são mais flexíveis. Sob competição por mutualistas, as reconfigurações da rede continuam em um dinâmica sem fim, mesmo quando estrutura e a estabilidade atingem níveis assintóticos, o que pode explicar a variação empírica de interações em redes com estruturas temporalmente constantes. Em um terceiro estudo, modelamos como diferentes modos de especiação modificam propriedades de redes mutualistas. Se a especiação resulta em expansão do nicho e as espécies emergentes tornarem-se mais conectadas, o aninhamento aumenta e a modularidade diminui, frequentemente resultando em redes instáveis. Se a especiação causar retração do nicho e as espécies emergentes tornarem-se menos conectadas, aninhamento e modularidade aumentam, promovendo estabilidade. Diferentes regras de sobreposição de nicho entre espécies emergentes não alteraram esses resultados. Assim, retrações de nicho via divergência adaptativa, como deslocamentos de caracteres na especiação simpátrica, devem gerar espécies incorporáveis às redes mutualistas sem desestabilização. Entretanto, expansões de nicho via adaptações a recursos complementares em alopatria devem desestabilizar as redes quando do contato secundário. Efeitos potencialmente amplos de um único evento de especiação mostram que estudos relacionando diversificação e dinâmica são relevantes para o debate sobre complexidade e estabilidade de redes ecológicas. Concluímos que a compreensão mecanística sobre as origens e a manutenção da biodiversidade depende da integração de teorias ecológicas e evolutivas com base em dados empíricos, como fizemos aqui ao modelar dinâmicas adaptativas de interações ecológicas usando informações sobre a organização e história natural de assembleias mutualistas