Resumo: O conhecimento sobre padrões temporais e espaciais locais e regionais da biodiversidade, como base para modelos biogeográficos e planejamento de conservação, foi pouco explorado para dois componentes fundamentais da diversidade beta: substituição e diferença de riqueza. Avaliar até que ponto a variabilidade nesses componentes da diversidade beta é congruente no espaço e no tempo para grupos biológicos distintos, que possuem ampla variação em suas características funcionais (por exemplo, modo de dispersão) é, até agora, desconhecido. Ademais, um dos principais paradigmas da ecologia é entender se os padrões biogeográficos empíricos dos macrorganismos também se aplicam aos microrganismos. Assim, esta tese é composta por três segmentos. O primeiro teve como objetivo determinar se a congruência entre táxons da diversidade beta taxonômica e funcional e seus componentes variam ao longo do espaço e do tempo. Os resultados mostraram como análises hierárquicas detalhadas podem revelar padrões ocultos de congruência entre táxons. Foi apoiada parcialmente a hipótese de que a força da congruência entre táxons geralmente diminui com o aumento das distâncias funcionais entre pares de grupos biológicos. No segundo segmento, foram contrastados padrões longitudinais na diversidade beta total e seus componentes no último trecho não represado do rio Paraná para grupos biológicos de dispersão ativa (peixe) e passiva (fitoplâncton). Os resultados ratificam que os padrões de biodiversidade exibidos por grupos biológicos únicos não coincidem necessariamente com os de outros grupos que mostram grande variação nas características biológicas. Estas descobertas melhoram a compreensão da heterogeneidade induzida por tributários e destacam a importância dos trechos de rios livre de barramentos para preservar sua integridade. No terceiro segmento, foram utilizados dados morfológicos de organismos vivos e dados moleculares para verificar qual abordagem explica melhor o papel dos preditores ambientais e espaciais na estruturação de protistas ciliados, bem como tentar esclarecer sua biogeografia. Foi demonstrado que os filtros ambientais tiveram uma maior influência na dissimilaridade par a par baseada em dados morfológicos do que nas baseadas em dados moleculares. Entretanto, fatores biogeográficos, impostos pela distância entre os locais, limitam a distribuição da composição baseada em dados moleculares, resultando em composições de espécies significativamente distintas em cada um dos lagos associados às planícies de inundação analisadas. Em resumo, os resultados desta tese demonstram que a biologia da conservação e a avaliação ambiental precisam monitorar diferentes grupos biológicos, bem como levar em consideração a escolha da resolução taxonômica, pois cada grupo e abordagem fornecem insights exclusivos.
Abstract: Our knowledge on temporal and fine- and broad-scale patterns of biodiversity, as a basis for biogeographical models and conservation planning, have been few explored to two fundamental components of beta diversity: replacement and richness difference. Whether variability in these components of beta diversity is congruent in space and time for disparate biological groups, which show wide variation in functional traits (e.g., dispersal mode), is, hitherto, unknown. Moreover, one of the main standing paradigms is to understand whether the empirical biogeographic patterns of macro-organisms also apply to micro-organisms. This thesis consists of three papers. The first one aimed to determine whether the cross-taxon congruence of taxonomic and functional beta diversity and its components varies across space, and time. Our results showed how detailed hierarchical analyses can reveal hidden patterns of cross-taxon congruence. We partly supported the hypothesis that the strength of cross-taxon congruence generally decreases with the increase of functional distances between pairs of biological groups. In the second paper, we contrasted longitudinal patterns in the total beta diversity and its components in the last non-dammed stretch of the Paraná River for actively (fish) and passively (phytoplankton) dispersing biological groups. The results ratify that biodiversity patterns exhibited by single biological groups do not necessarily match those of other groups that show wide variation in biological features. Our findings have improved understanding of tributary-induced heterogeneity and highlight the importance of dam-free stretches of rivers for preserving its integrity. In the third paper, we used morphological data from live organisms and molecular data to verify which approach better explain the role of environmental and spatial predictors on the ciliates structuration, as well as clarify their biogeography. We found that environmental filters had a greater influence on the morphological than on the molecular site-by-site dissimilarities. Meanwhile, biogeographic factors and the distance among sites limit the distribution of molecular-based composition, resulting in significantly different species compositions in each of the floodplain-associated lakes analyzed. In summary, the findings of this thesis suggest that conservation biology and environmental assessment need to monitor different biological groups, as well as take into account for the choice of taxonomic resolution, as each group and approach provides unique insights. |