Biogeografia integrativa de angiospermas nas restingas do Sul do Brasil

Abstract

Biogeografia é a ciência que estuda a distribuição dos seres vivos no planeta e conta com uma série de abordagens distintas. Entretanto, uma das mais recentes e completas é a biogeografia integrativa, capaz de unir abordagens da biogeografia histórica e o fator tempo em uma mesma análise. É evidente a falta dessas abordagens na maioria dos ecossistemas do Brasil, especialmente em mesoescala. Em especial para vegetações consideradas "pioneiras", como as Restingas, que apresentam grande dinâmica fisionômica, não se tem informação detalhada sobre a origem das linhagens presentes, nem quando essas linhagens se estabeleceram e tampouco se sabe o "porque", embora esta última pergunta só possa ser respondida com abordagens linhagem-específicas. Neste trabalho, investiguei a origem evolutiva das espécies ocorrentes nas Restingas da região Sul do Brasil. Para isso, foi criado um banco de dados a partir da base de dados da Flora e Funga do Brasil disponível na plataforma GBIF. Uma megatree da linhagem das angiospermas foi criada a partir da árvore mais recente e datada em nível genérico, com inserção das espécies amostradas. As análises foram realizadas com o teste de modelos implementados no supermodelo BioGeoBears, que apontou o modelo DEC+J como o mais ajustado aos dados. Com este modelo, foi feita a reconstrução de área ancestral com base na filogenia gerada e método de inferência biogeográfica estocástica (Biogeographic Stochastic Method (BSM), para identificar os movimentos biogeográficos (especiação, vicariância, evento fundador, expansão e contração área) que ocorreram ao longo da ocupação das Restingas. As Restingas Sul-brasileiras são compostas por 1271 espécies advindas principalmente dos ecossistemas de Floresta Ombrófila Mista e Campos. As famílias mais comuns para Restinga são Asteraceae; Poaceae; Fabaceae; Cyperaceae; Orchidaceae, somando ao todo 40% da diversidade. As Restingas sulinas possuem baixo grau de endemismo (87 espécies, 6,8% do total). Os eventos de migração das espécies que atualmente são endêmicas ocorreram principalmente durante o período Neogeno, ficando mais frequentes nos últimos 5 Ma. Não existe prevalência de um evento biogeográfico que explique a diversidade das Restingas modernas e sim inúmeros eventos independentes ocorridos ao longo de milhões de anos. A idade das linhagens endêmicas sugere que a vegetação de Restinga possa ser mais antiga do que as estimativas geológicas anteriores indicavam.

Abstract: Biogeography is the science that studies the distribution of living beings on the planet and has a series of different approaches. However, one of the most recent and complete is integrative biogeography, which is able to combining historical biogeography approaches and the time in the same analysis. The lack of these approaches is evident in most ecosystems in Brazil, especially at the mesoscale. Especially for vegetation considered "pioneers", such as Restingas (Sand Coastal Dunes), which present great physiognomic dynamics, there is no detailed information on the origin of the lineages, nor when these lineages were established nor is it known "why", although this last question can only be answered with lineage-specific approaches. In this work, the evolutionary origin of species occurring in the Restingas of the southern region of Brazil was investigated. For this, a database was created from the Flora do Brasil database available on the GBIF platform. A megatree of the angiosperm lineage was created from the most recent tree, dated at a generic level, with the insertion of the sampled species. The analyzes were carried out by testing models implemented in the BioGeoBears supermodel, which indicated the DEC+J model (which estimates the parameters of dispersal + extinction + cladogenesis and founder effect) as the best fit to the data. With this model, the reconstruction of the ancestral area was carried out based on the phylogeny generated and the stochastic biogeographic inference method (Biogeographic Stochastic Method (BSM), to identify which and how many biogeographic movements occurred throughout the occupation of Restingas. The South Brazilian Restingas are made up of 1271 species coming mainly from the Mixed Ombrophilous Forest (Atlantic Forest) and Campos (Grasslands) ecosystems. The most common families for Restinga are Asteraceae; Poaceae; Fabaceae; Cyperaceae; Orchidaceae, accounting for 40% of the diversity in total. The southern Restingas have a low degree of endemism (87 species, 6.8% of the total). Migration events of the endemic species occurred mainly during the Neogene period, becoming more frequent in the last 5 Ma. There is no prevalence of a biogeographical event that explains the diversity of modern Restingas, but countless independent events that occurred over a large time scale. The age of the endemic lineages suggests that the vegetation of the Restinga may be older than previous geological estimates indicated.