Lianas são trepadeiras lenhosas reconhecidas por seus caules delgados, flexíveis e resistentes, que sobem do solo escalando suportes, normalmente árvores, até o dossel da floresta, onde ficam apoiadas interligando as copas das árvores. As lianas ocorrem predominantemente em florestas tropicais, podendo ser mais abundantes em florestas mais secas sazonalmente do que em florestas úmidas. Recentes evidências têm sugerido que o gradiente hidrológico (status hídrico) e a estrutura da floresta em termos de nutrientes e suportes afetam a distribuição das lianas. Padrões de distribuição das plantas podem indicar diferentes especializações de habitat, porém, pouco se sabe sobre a relação entre a especialização do habitat e a história evolutiva das lianas. Além disso, acredita-se que o gradiente hidrológico pode atuar como um filtro ambiental impulsionando características anatômicas e funcionais que ajudam a explicar os padrões de distribuição das plantas. A anatomia vascular lianescente é diferente do hábito autossuportante, com características peculiares relacionadas às funções mecânicas e hidráulicas comuns desse hábito, mas sabemos pouco como essas características estruturais, funcionais e ambientais se relacionam em espécies de lianas. Portanto, o objetivo desta tese de doutorado foi explorar como o status hídrico do ambiente afetou a distribuição de espécies de lianas, considerando a história evolutiva de um grupo lianescente (tribo Bignonieae). Além disso, investigamos como as condições hídricas do ambiente afetaram as características hidráulicas e anatômicas entre lianas de diferentes florestas tropicais. No primeiro capítulo desta tese exploramos, conjuntamente com a estrutura filogenética das lianas de Bignonieae, como o gradiente hidrológico do solo, a queda de árvores e os nutrientes do solo afetaram o padrão de distribuição das lianas em uma floresta úmida de terra firme da Amazônia Central (Reserva Ducke). A diversidade de lianas aumentou ao longo do gradiente hidrológico, mas diminuiu ligeiramente ao longo do gradiente de perturbação da floresta. Além disso, encontramos evidências de especialização de habitat associada à estrutura filogenética - nos platôs onde o lençol freático é mais profundo a assembléia de lianas é formada por espécies intimamente relacionadas, exibindo agrupamento filogenético. Ao mesmo tempo, nos vales hidrologicamente dinâmicos, a assembléia de lianas foi associada à uma convergência funcional de espécies mais distantes filogeneticamente. No segundo capítulo investigamos se as condições hídricas locais e regionais de uma floresta tropical úmida (Reserva Ducke) vs. floresta tropical sazonal seca (Reserva de Santa Genebra), ajudaram à explicar a mudança funcional hidráulica em cinco pares de espécies congenéricas de lianas de Bignonieae que ocorrem nessas florestas. A segurança hidráulica foi, em média, maior em espécies da floresta sazonal do que nas espécies de lianas da floresta úmida, sugerindo um padrão de convergência evolutiva. A positiva margem de segurança hidráulica e a alta eficiência hidráulica foram semelhantes em ambas florestas, indicando um similar potencial de sobrevivência e crescimento das lianas da tribo Bignonieae em florestas tropicais. Porém, ao juntar dados de literatura referente à segurança hidráulica de lianas, árvores e arbustos de diversas florestas tropicais, não notamos diferença dessa característica entre os hábitos e florestas. Portanto, as espécies de lianas podem ter diferentes estratégias para lidar com as condições de seca. A alta eficiência hidráulica associada à estratégia oportunista de crescimento rápido de algumas espécies de lianas, principalmente em áreas perturbadas, pode favorecer sobretudo as lianas abundantes em florestas sazonais secas. No terceiro capítulo investigamos se a estrutura anatômica do xilema dessas lianas congenéricas mudou com as distintas condições hídricas da floresta tropical úmida vs. floresta tropical sazonal seca e de que maneira essas características anatômicas podem impulsionar a eficiência e segurança hidráulica das lianas. Nossos resultados mostraram que as espécies de lianas congenéricas da floresta sazonal seca diferiram em sua estrutura anatômica do xilema das lianas da floresta úmida. Um conjunto de características anatômicas formado por densidade de vasos, espessura de fibra e fração da pontoação intervascular foi relacionado com a segurança hidráulica. Outro conjunto de características anatômicas independente do primeiro foi formado pelo diâmetro hidráulico de vaso, área da membrana da pontoação e relação parede-lume de vaso, tais características predisseram tanto a segurança quanto a eficiência hidráulica. Notamos que diferentes combinações dessas características anatômicas associado ao ambiente possibilitaram estratégias distintas relacionadas à eficiência e segurança hidráulica nas lianas estudadas. Por fim, concluímos que as condições hídricas do ambiente formam um forte filtro ambiental que, associado com a estrutura filogenética da tribo Bignonieae, determinou diferentes padrões de distribuição das assembléias de lianas. Além disso, as distintas condições hídricas das florestas tropicais afetaram a estrutura anatômica e hidráulica das lianas e as relações encontradas entre anatomia e eficiência-segurança hidráulica mostraram possíveis estratégias para impulsionar essas funções hidráulicas e ajudar na sobrevivência e crescimento das lianas nas florestas tropicais.

Lianas are woody climbers recognized for their slender, flexible, and tough stems. They rise from the soil by climbing supports such as trees, and in the forest canopy get hung between trees. Lianas occur predominantly in tropical forests and may be more abundant in seasonally drier forests than in rainforests. Recent evidence has suggested that the hydrological gradient (water status) and the structure of the forest in terms of nutrients and supports affect the distribution of lianas. Plant distribution patterns may indicate a habitat specialization, however, little is known about the relationship between habitat specialization and the evolutionary history of lianas. In addition, it is believed that the hydrological gradient can act as an environmental filter, driving anatomical and functional features that help explain plant distribution patterns. The vascular anatomy of lianas is different from self-supporting habit, with eccentric features related to the mechanical and hydraulic functions common to this habit. However, we know little about how these structural, functional, and environmental features are related in lianas. Therefore, this dissertation thesis aimed to explore how the water status of the environment affected the distribution of lianas species within a forest, considering the evolutionary history of a lianescent group (Bignonieae tribe). In addition, we investigated how environmental water conditions affected hydraulic and anatomical features among lianas from different tropical forests. In the first chapter of this dissertation, we explore together with the phylogenetic structure of Bignonieae lianas how soil hydrological gradient, tree fall, and soil nutrients affect the distribution pattern of lianas in a terra firme rainforest of Central Amazon. Liana diversity increased along the hydrological gradient but slightly decreased along the forest disturbance gradient. Furthermore, we found evidence of habitat specialization associated with phylogenetic structure - in the plateaus where the water table is deeper, lianas assemblages are formed by closely related species, exhibiting phylogenetic clustering. At the same time, in hydrologically dynamic valleys, lianas assemblages were associated with a functional convergence of more distant species. In the second chapter, we investigated whether local and regional water conditions in a wet tropical rainforest vs. tropical dry seasonal forest help to explain the hydraulic functional change in five pairs of congeneric species of Bignonieae lianas that occur in these forests. Hydraulic safety was, on average, higher in seasonal forest species than in rainforest species, suggesting patterns of evolutionary convergence. The similar positive safety margin and high hydraulic efficiency indicate a similar survival and growth potential of Bignonieae lianas in tropical forests. When gathering hydraulic safety data from lianas, trees, and shrubs from different tropical forests, we did not notice any difference in this feature between habits and forests. Therefore, lianas have different strategies to deal with drought conditions. The high hydraulic efficiency associated with the opportunistic strategy of the rapid growth of some lianas species, mainly in disturbed areas, may favor the lianas abundant in seasonal forests. In the third chapter, we investigate whether the anatomical structure of the xylem of these congeneric lianas changes with the water conditions of the rainforest vs. seasonal dry forest and how these xylem features can drive the hydraulic efficiency and safety of lianas. Our results showed that congeneric liana species of seasonal dry forest differed in their xylem structure from liana species of rainforest. A set of xylem features formed by vessel density, fiber thickness, and intervessel pit fraction predicted hydraulic safety. Another independent set of xylem features formed by hydraulic diameter, pit membrane area, and vessel wall-lumen relationship predicted both hydraulic safety and efficiency. We note that different combinations of these xylem features enable different strategies to regulate hydraulic efficiency and safety in lianas. Overall, we concluded that the water condition of the environment is a strong environmental filter that, associated with the phylogenetic structure, determines different distribution patterns of the lianas assemblage. In addition, the different hydric conditions of tropical forests affected the anatomical and hydraulic structure of lianas. The relationships found between anatomy and hydraulic efficiency-safety show the possible strategies to drive these hydraulic functions and help the survival and growth of lianas in tropical forests.