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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.59.2021.tde-21062021-161113
Document
Author
Full name
Yago Barros de Souza
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2020
Supervisor
Committee
Borges, Leonardo Maurici (President)
Flantua, Suzette Geertruida Anna
Silveira, Fernando Augusto de Oliveira e
Vicencio, Rosa Amelia Scherson
Title in English
Phylogenetic diversity patterns reveal contrasting and spatially dependent evolutionary histories in a hyper-diverse montane vegetation complex
Keywords in English
Beta diversity
Brazilian Central Plateau
Campos rupestres
CANAPE
Espinhaço Range
OCBIL
Phylobeta diversity
Phylogenetic diversity
Serra da Canastra
Abstract in English
Old, climatically buffered, infertile landscapes (OCBILs) comprise some of the world's most diverse floras. Such floras, according to OCBIL theory, are expected to favour the persistence of old lineages. Nevertheless, recent and fast diversification apparently played a major role in the evolutionary history of a Neotropical OCBIL, the campos rupestres. Here we aimed to elucidate the distribution of concurrent evolutionary processes by assessing fine spatial patterns of phylogenetic diversity and endemism in the campos rupestres. Based on predictions of the OCBIL theory and on the insular nature of this vegetation, we proposed that (1) patterns of phylogenetic overdispersion and paleo-endemism predominate, revealing a flora mainly composed by relatively old lineages. Furthermore, (2) both the taxonomic and the phylogenetic composition should be highly geographically structured if present and past barriers to dispersion have restricted spatial connections between different parts of the campos rupestres. To test those hypotheses, we calculated taxonomic and phylogenetic alpha and beta diversity metrics and conducted categorical analyses of neo- and paleo-endemism (CANAPE) for six campos rupestres' representative angiosperm groups. Our analyses were based on occurrence data gathered from herbaria databases and on recently published, well-sampled phylogenetic hypotheses. We defined grid cell's size according to redundancy values in order to maintain satisfactory sampling rates while preserving spatial resolution. We found that phylogenetic overdispersion predominates in the campos rupestres flora. However, this general pattern is permeated by both lineage- and site-specific phylogenetic clustering, suggesting that recent diversification events depend on particular regional conditions and on the overall maintenance of old lineages across the campos rupestres. CANAPE shows that endemism patterns differ between regions, but paleo-endemism is widespread and particular prominent where phylogenetic overdispersion is more evident. Moreover, although taxonomic composition is highly geographically structured and seems to be influenced by different types of surrounding vegetation, phylogenetic composition indicates past spatial connections that might have been established by different processes. These results highlight the importance of considering the spatial component when investigating diversification patterns and suggest that the flora of old, climatically buffered, infertile landscapes might have been shaped by spatially dependent evolutionary processes.
Title in Portuguese
Padrões de diversidade filogenética revelam histórias evolutivas contrastantes e espacialmente dependentes em um complexo vegetacional montanhoso hiper diverso
Keywords in Portuguese
Cadeia do Espinhaço
Campos rupestres
CANAPE
Diversidade beta
Diversidade beta filogenética
Diversidade filogenética
OCBIL
Planalto Central Brasileiro
Serra da Canastra
Abstract in Portuguese
Paisagens antigas, climaticamente tamponadas e inférteis (OCBILs) compreendem algumas das floras mais diversas do mundo. De acordo com a teoria OCBIL, espera-se que tais floras favoreçam a persistência de linhagens antigas. No entanto, eventos rápidos de diversificação recente aparentemente desempenharam um papel importante na história evolutiva de uma OCBIL neotropical, os campos rupestres. Aqui pretendemos elucidar a distribuição de processos evolutivos concorrentes avaliando padrões espaciais de diversidade filogenética e endemismo nos campos rupestres. Com base nas previsões da teoria OCBIL e na natureza insular dos campos rupestres, propomos que (1) padrões de dispersão filogenética e paleo endemismo predominam, revelando uma flora composta principalmente por linhagens relativamente antigas. Além disso, (2) tanto a composição taxonômica quanto a composição filogenética devem ser altamente estruturadas geograficamente se barreiras à dispersão restringiram conexões espaciais entre as diferentes partes dos campos rupestres. Para testar essas hipóteses, calculamos métricas de diversidade alfa e beta taxonômicas e filogenéticas e conduzimos análises categóricas de neo e paleo endemismo (CANAPE) para seis grupos de angiospermas representativos nos campos rupestres. Nossas análises foram baseadas em dados de ocorrência coletados em bancos de dados de herbários e em hipóteses filogenéticas recentemente publicadas e bem amostradas. Definimos o tamanho de quadrículas espaciais de acordo com valores de redundância para manter taxas de amostragem satisfatórias preservando a resolução espacial. Nossos resultados demonstram que dispersão filogenética predomina na flora dos campos rupestres. No entanto, esse padrão geral é permeado por agregação filogenética específica de linhagem e local, sugerindo que eventos de diversificação recentes dependem de condições regionais particulares e da manutenção geral de linhagens antigas nos campos rupestres. Padrões de endemismo diferem entre as regiões, mas paleo endemismo é generalizado e particularmente proeminente onde dispersão filogenética é mais evidente. Além disso, embora a composição taxonômica da flora seja altamente estruturada geograficamente e pareça ser influenciada por diferentes tipos de vegetação circundante, a composição filogenética dos campos rupestres indica conexões espaciais que podem ter sido estabelecidas no passado por diferentes processos. Esses resultados destacam a importância de se considerar o componente espacial ao investigar padrões de diversificação e sugerem que as floras de paisagens antigas, climaticamente tamponadas e inférteis podem ter sido moldadas por processos evolutivos espacialmente dependentes.
 
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Publishing Date
2021-06-21
 
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