Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.41.2022.tde-23032023-170205
Documento
Autor
Nombre completo
Rafael Pelletti Fidelis Lopes
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2022
Director
Tribunal
Prado, Paulo Inácio de Knegt López de (Presidente)
Latorre, Daniel Varajão de
Schiesari, Luís César
Tapia, Andrea Sánchez
Título en portugués
Padrões de raridade entre escalas espaciais
Palabras clave en portugués
Distribuição de abundâncias de espécies
Ecologia de comunidades
Escala
Rabinowitz
Raridade
Resumen en portugués
A alta frequência de espécies raras em comunidades ecológicas é estudada em grande parte pelas curvas de distribuição de abundâncias de espécies (DAE). Porém as espécies podem ser raras de outras formas que não são capturadas pelas DAEs, como por suas distribuições geográficas. Rabinowitz (1981) propôs uma classificação de três critérios de raridade (abundância local, distribuição geográfica e especificidade de habitat) que contemplam outras formas em que espécies podem ser raras e a dependência de escala da classificação de raridade. Entretanto, os próprios critérios propostos são dependentes da escala espacial. Entender a relação entre a proporção de espécies raras em comunidades e a escala espacial é importante para a conservação da biodiversidade e o avanço teórico no entendimento de padrões e processos ecológicos que explicam a alta frequência de espécies raras em comunidades. Atualmente temos dois modelos mais aceitos para explicar a alta frequência de espécies raras: a hipótese core-ocasional (Magurran, 2003) e a teoria neutra da biodiversidade (Hubbell, 2001). Neste trabalho propomos que a relação entre raridade e escala espacial pode ser investigada como uma relação alométrica. As relações alométricas foram analisadas como regressões lineares entre a quantidade de espécies raras e comuns de amostras de comunidades progressivamente maiores. As regressões geram coeficientes que nos dizem a taxa com que o número de espécies em cada categoria (rara ou comum). As relações alométricas foram aplicadas sobre dados empíricos e simulados com diferentes critérios de raridade com o objetivo de: descrever a relação entre a proporção de espécies raras e a escala espacial; compreender o efeito de diferentes critérios de raridade nessa relação; encontrar possíveis sinais de processos ecológicos da hipótese core-ocasional e teoria neutra na relação entre raridade e escala. Nossos resultados indicam que a proporção de espécies raras é dependente de escala para todos os critérios testados e que a relação alométrica entre categorias depende do critério de raridade. Para as simulações encontramos relações de alometria similares entre comunidades dos diferentes modelos. A principal descoberta do trabalho foi a presença de um padrão subjacente nas comunidades empíricas e simuladas, que permite a explicação de todas as relações alométricas encontradas. Esse padrão é a ocorrência de espécies hiperdominantes. Esse padrão indica que em escalas regionais as comunidades possuem uma frequência muito alta de espécies raras, que são agregadas, restritas e podem ser abundantes localmente mas possuem abundâncias relativas muito baixas comparadas com as espécies hiperdominantes, que são comuns em abundância e distribuição em todas escalas. Ambas as simulações reproduzem esse padrão, reforçando como vários processos podem gerar os mesmos padrões.
Título en inglés
Rarity patterns across spatial scales
Palabras clave en inglés
Community ecology
Rabinowitz
Rarity
Scale
Species abundance distribution
Resumen en inglés
The high frequency of rare species in ecological communities is largely studied by species abundance distribution (SAD) curves. However, species can be rare in other ways that are not captured by SADs, such as their geographic distributions. Rabinowitz (1981) proposed a classification of three rarity criteria (local abundance, geographic distribution and habitat specificity) that contemplate other ways in which species may be rare and the scale dependency of the rarity classification. However, the proposed criteria themselves are dependent on the spatial scale. Understanding the relationship between the proportion of rare species in communities and the spatial scale is important for biodiversity conservation and theoretical advancement in understanding the ecological patterns and processes that explain the high frequency of rare species in communities. Currently we have two most accepted models to explain the high frequency of rare species: the core-occasional hypothesis (Magurran, 2003) and the neutral theory of biodiversity (Hubbell, 2001). In this work we propose that the relationship between rarity and spatial scale can be investigated as an allometric relationship. Allometric relationships were analyzed as linear regressions between the amount of rare and common species from samples of progressively larger communities. The regressions generate coefficients that tell us the rate at which the number of species in each category (rare or common) increase. The allometric relationships were applied to empirical data and simulated with different rarity criteria with the objective of: describing the relationship between the proportion of rare species and the spatial scale; understand the effect of different rarity criteria on this relationship; find possible signs of ecological processes from the core-occasional hypothesis and neutral theory in the relationship between rarity and scale. Our results indicate that the proportion of rare species is scale-dependent for all tested criteria and that the allometric relationship between categories depends on the rarity criteria. For the simulations we found similar allometry relationships between communities of the different models. The main discovery of the work was the presence of an underlying pattern in the empirical and simulated communities, which allows the explanation of all the allometric relationships found. This pattern is the occurrence of hyperdominant species. This pattern indicates that at regional scales communities have a very high frequency of rare species, which are aggregated, restricted and may be locally abundant but have very low relative abundances compared to hyperdominant species, which are common in abundance and distribution for all scales. Both simulations reproduce this pattern, reinforcing how multiple processes can generate the same patterns.
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Fecha de Publicación
2023-03-29