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Type: TESE DIGITAL
Title: Demografia e genética de populações de Bathysa australis (Rubiaceae) na floresta ombrófila densa montana e submontana do Parque Estadual da Serra do Mar, SP = Demography and population genetics of Bathysa australis (Rubiaceae) in the Serra do Mar mountain range, SP Brazil
Title Alternative: Demography and population genetics of Bathysa australis (Rubiaceae) in the Serra do Mar mountain range, SP Brazil
Author: Reis, Talita Soares, 1983-
Advisor: Santos, Flavio Antonio Maës dos, 1958-
Abstract: Resumo: Gradientes de altitude correspondem a intensas variações ambientais em curtas distâncias geográficas servindo como laboratórios naturais para o estudo das respostas das plantas a diferentes condições ecológicas, uma importante iniciativa para prever as reações destes organismos às mudanças ambientais. Bathysa australis (Rubiaceae) é uma espécie arbórea amplamente distribuída ao longo do gradiente altitudinal da Serra do Mar cujas populações das partes superior (Floresta Ombrófila Densa Montana, 1010-1100 m) e inferior do gradiente (FOD Submontana, 80-216 m) foram escolhidas como o nosso modelo para avaliar as consequências demográficas e genéticas da altitude nas populações de plantas. Nosso objetivo foi responder às perguntas: (1) A dinâmica populacional de B. australis é influenciada pela altitude? (2) Além dos fatores locais, a dinâmica populacional de B. australis também é governada por fatores regionais? Ou seja, a dispersão entre populações é um fator determinante na dinâmica local de cada população? (3) Existe estruturação genética nas populações de B. australis entre e dentro das fitofisionomias FOD Montana e Submontana? (4) Como se dá a distribuição espacial da variabilidade genética entre as fitofisionomias Montana e Submontana? Estimativas indiretas do fluxo gênico histórico demonstraram que, mesmo num contexto de floresta contínua, as populações de B. australis localizadas nos extremos do gradiente estavam isoladas a uma distância inferior a 7 km, o que não foi atribuído à distância geográfica, mas sim à diferença altitudinal. Dois agrupamentos genéticos foram então reconhecidos (Submontana e Montana), indicando ausência de dispersão entre eles de modo que a escala local parece ser suficiente para entender os processos dinâmicos desta espécie. Foram verificadas ainda diferenças nos padrões ecológicos entre as populações das diferentes altitudes. B. australis apresentou considerável plasticidade demográfica, pois diferentes estratégias foram reconhecidas nas populações Montana e Submontana, sendo ambas bem-sucedidas (? > 1). A relativa estabilidade demográfica observada na população Montana foi substituída por uma dinâmica acelerada com maiores taxas de crescimento e recrutamento na população Submontana. Ainda que ambas estratégias sejam bem-sucedidas, aponta-se para uma pequena superioridade do desempenho de B. australis na área Submontana (? = 1,084) em relação à Montana (? = 1,022), resultado que está de acordo com os padrões de diversidade genética. Além de maior riqueza alélica, a população Submontana demonstrou maior quantidade de alelos raros, sugerindo que o ambiente de maior altitude provavelmente corresponde a um ambiente mais seletivo. A variação altitudinal encontrada na Serra do Mar pode ser considerada, portanto, como uma barreira para as populações de B. australis, criando assim um cenário de pressão adaptativa às condições impostas pelo gradiente. Nosso estudo revelou que uma espécie de distribuição ampla pode se perpetuar em ambientes climaticamente diversos como os extremos de um gradiente altitudinal nos trazendo perspectivas menos pessimistas em relação a cenários futuros, ao menos no que concerne a estas espécies dotadas de ampla distribuição e plasticidade demográfica. Por outro lado, é necessário considerar o isolamento e as diferenças entre populações localizadas em diferentes altitudes quando na tomada de decisões que visem à conservação das espécies e também à restauração ecológica

Abstract: Elevation gradients represent steep environmental gradients over short geographic distances, and are considered as natural laboratories for the study of plant responses to variation in ecological conditions that can contribute with forecasting population responses to environmental changes. Bathysa australis (Rubiaceae) is a widespread tree along the altitudinal gradient of the Serra do Mar mountain range, SE Brazil, whose upper (1010-1100 m) and lower (80-216 m) populations of the gradient were chosen as our model to evaluate the demographic and genetic consequences of elevation in plant populations. We aimed to answer the questions: (1) Is there an influence of elevation on B. australis demography? (2) In addition to local factors, is B. australis demography also driven by regional factors? That is, the migration among populations is an important factor in the local dynamics of each population? (3) Is there a genetic structure among and within upland and lowland B. australis populations? (4) How the genetic variability of B. australis is spatially distributed among upland and lowland sites? Indirect estimates of historical gene flow have shown that, even within a continuous forest landscape, B. australis populations located marginally in the elevation gradient were isolated at less than 7 km apart, which was attributed to the altitudinal difference rather than the geographical distance. Two genetic clusters were then recognized (upland and lowland), indicating absence of migration between them so that the local scale processes seem to be enough to fully understand the dynamics of this species. I also found differences in ecological patterns among populations of different altitudes. B. australis showed considerable demographic plasticity, as different strategies were displayed by upland and lowland populations, both successful since they keep populations above the substitution rate (? > 1), yet demonstrating the influence of altitude on B. australis population dynamics. The relative demographic stability observed in the upland contrasted with fast dynamics with higher growth and recruitment rates in the lowland. Even that both strategies were successful, B. australis performed slightly better in the lowland (? = 1.084 [1.040, 1.101]) than in the upland site (? = 1,022 [1.011, 1.030]), a result consistent with the intrapopulational genetic diversity patterns found. Besides greater allelic richness, the lowland population also demonstrated greater amount of rare alleles, suggesting that the upland site may be more selective. The elevational variation found in the Serra do Mar mountain range can therefore be considered a barrier to B. australis populations, thus creating a potential scenario for adaptation to the different conditions imposed by the elevation gradient. My results have shown that a widely distributed species can perpetuate itself in a wide range of environmental conditions such as the climatic extremes along an elevation gradient, suggesting a less pessimistic view of future scenarios of climate change, at least with respect to widespread species with demographic plasticity. On the other hand, it is important to consider the isolation and the existing differences among populations located at different elevations when making decisions regarding species conservation as well as ecological restoration
Subject: Altitudes
Variação genética
Fluxo gênico
Dinâmica populacional
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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