Macroecology of introduced species: phylogenetic and climatic aspects of biological invasion

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dc.contributor.advisorLima, Marcos Robalinho
dc.contributor.authorAdelino, José Ricardo Pires
dc.contributor.bancaZenni, Rafael Dudeque
dc.contributor.bancaDuarte, Leandro da Silva
dc.contributor.bancaJerep, Fernando
dc.contributor.bancaBailly, Dayani
dc.coverage.extent107 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-07-17T19:35:14Z
dc.date.available2024-07-17T19:35:14Z
dc.date.issued2022-01-25
dc.description.abstractA movimentação de espécies para além de seus limites de distribuição natural é uma das consequências das mudanças ambientais intensificadas pelas atividades humanas. Nas últimas décadas a intensidade de movimentação de espécies está aumentando em uma escala sem precedentes e não apresenta indícios de saturação. Contudo, apesar do grande número de mecanismos utilizados para explicar o sucesso no estabelecimento de uma espécie introduzida em um novo ambiente, a relevância de componentes abióticos e bióticos no estabelecimento de espécies introduzidas ainda é debatido. O nicho ecológico de uma espécie pode ser estimado a partir da adequação climática e ambiental que limitam o crescimento populacional de uma espécie (i.e., nicho de Grinnell) assim como a capacidade de explorar recursos disponíveis em conjunto com outras espécies (i.e., nicho de Elton). Desta forma, o estabelecimento de espécies introduzidas é o resultado de diferentes fatores que resultam na similaridade climática entre as regiões nativas e introduzidas assim como a interação interespecífica entre as espécies da comunidade não nativa em relação a espécie introduzida. Assim, devido a interação entre a história evolutiva das comunidades nativas com a história climática das regiões nativas e não nativas, entender padrões gerais do estabelecimento de espécies introduzidas requer abordar a ecologia da invasão em grandes escalas espaciais e temporais. A partir desta abordagem, o estudo da invasão biológica pode ser utilizado para conectar padrões e mecanismos com o objetivo de rastrear a relevância de processos ecológicos e evolutivos no estabelecimento de espécies introduzidas. Desta forma, esta tese tem por objetivo utilizar as similaridades e diferenças biológicas entre espécies nativas e introduzidas assim como similaridades e diferenças ambientais entre as regiões nativas e não-nativas para avaliar os padrões de ocorrências de espécies introduzidas em grandes escalas espaciais e biológicas. Para isso, alimentamos modelos computacionais para associar dados climáticos, de ocorrência de espécies introduzidas e de relações evolutivas para inferir sobre padrões gerais de introdução e estabelecimento das espécies em função das similaridades climáticas e biológicas com a região não-nativa e com a comunidade receptora, respectivamente. Encontramos que a similaridade climática e ambiental são fatores importantes que estão relacionados com a ocupação de áreas antropizadas distribuídas ao longo das regiões da costa do Brasil. Mais especificamente, encontramos que a ocupação de nicho similares a região nativa (i.e., niche unfilling) é o fator mais associado com a ocorrência das espécies introduzidas de vertebrados terrestres. Nossos resultados também mostram que as similaridades e diferenças entre as histórias evolutivas das comunidades das regiões não-nativas em relação as espécies introduzidas é importante e com contribuições distintas de diferentes mecanismos para regiões tropicais e temperadas. Mais especificamente, encontramos que em regiões tropicais, as chances de sucesso aumentam com o aumento da similaridade filogenética entre as espécies introduzidas em relação as espécies da comunidade nativa. Portanto, concluímos que fatores climáticos e evolutivos são importantes para a determinação do padrão observado de espécies não-nativas. Entretanto, que a magnitude da contribuição do clima e evolução devem ser examinados com mais detalhes em função de fatores locais, ambientais e biológicos para determinar o papel das similaridades e diferenças biológicas e ambientais como fatores complementares que contribuem diferentemente para o sucesso da introdução.
dc.description.abstractother1The movement of species beyond their natural distribution limits is one of the consequences of environmental changes intensified by human activities. In recent decades, the intensity of species movement is increasing on an unprecedented scale and shows no signs of saturation. However, despite the large number of mechanisms used to explain the successful establishment of introduced species in new environments, the relevance of biotic and abiotic components in the establishment of introduced species is still debated. The ecological niche of a species can be estimated from climatic and environmental suitability that limit population growth of a species (i.e., Grinnell's niche) as well as the ability to exploit available resources in conjunction with other species (i.e., Elton's niche). Thus, the establishment of introduced species is the result of different factors that result in the climatic similarity between native and introduced regions, as well as the interspecific interaction between the species of the introduced community and introduced species. Thus, given the interaction between the evolutionary history of native communities and the climatic history of native and introduced regions, understanding general patterns of introduced species establishment requires addressing the ecology of invasion at large spatial and temporal scales. From this approach, the study of biological invasion can be used to connect patterns and mechanisms in order to track the relevance of ecological and evolutionary processes in the establishment of introduced species. Thus, this thesis aims to use the biological similarities and differences between native and introduced species as well as environmental similarities and differences between native and introduced regions to assess the occurrence patterns of introduced species at large spatial and biological scales. For this, we use computational models to integrate databases with climate information, introduced species and evolutionary relationships to infer the chances of establishment and introduction of species as a function of climatic and biological similarities. We found that the climatic and environmental similarity are both important factors related to the occupation of anthropic regions among the coastal region of Brazil. More specifically, we found that niche occupation was similar to the native region (i.e., niche unfilling) and the main factor explaining most of the occurrence of introduced terrestrial vertebrate species. Further, our results also show that the similarities and differences between the evolutionary histories of communities from non-native regions to introduced species are important and distinct in tropical and temperate regions. More specifically, we found that in tropical regions, the chances of success increased with increasing phylogenetic similarity between introduced species and the native community of the introduced region. Therefore, we conclude that climatic and evolutionary factors are important for determining the observed pattern of non-native species. However, the magnitude of the contribution of climate and evolution should be further investigated in function of spatial, environmental, and biological factors to determine the role of biological and environmental similarities and differences as complementary factors that contribute differently to the success of the introduction.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17049
dc.language.isoeng
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Biologia Animal e Vegetal
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas
dc.subjectEcologia da invasão
dc.subjectBiodiversidade
dc.subjectRotas de introdução
dc.subjectNicho ecológico
dc.subjectNicho climático
dc.subject.capesCiências Biológicas - Biologia Geral
dc.subject.keywordsInvasion ecology
dc.subject.keywordsBiodiversity
dc.subject.keywordsIntroduction pathway
dc.subject.keywordsEcological niche
dc.subject.keywordsClimatic niche
dc.titleMacroecology of introduced species: phylogenetic and climatic aspects of biological invasion
dc.title.alternativeMacroecologia das espécies introduzidas: aspectos filogenéticos e climáticos da invasão biológica
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

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