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Tipo do documento: Tese
Título: Estrutura funcional e conservação de assembleias de peixes de riachos na Amazônia Brasileira
Título(s) alternativo(s): Functional structure and conservation of stream fish assemblages in the Brazilian Amazon
Autor: Leitão, Rafael Pereira 
Primeiro orientador: Zuanon, Jansen A. S.
Primeiro coorientador: Moillot, David
Resumo: Os ecossistemas da Terra estão enfrentando níveis de perturbações antropogênicas sem precedentes. As florestas tropicais, que sustentam enorme diversidade de espécies, sofrem as mais severas alterações de paisagem na atualidade. Essas florestas abrigam uma elevada proporção de espécies raras, que tendem a ser as primeiras a se extinguir em decorrência dos impactos ambientais. Diante desse cenário, quantificações precisas das respostas bióticas frente às mudanças ambientais tornam-se urgentes. Mais do que isso, é necessário desenvolver abordagens preditivas capazes de identificar as consequências da extinção de espécies para a estrutura das assembleias e para o funcionamento dos ecossistemas. Portanto, a biodiversidade deve ser investigada em suas múltiplas facetas. A avaliação da diversidade e distribuição dos atributos funcionais das espécies nas assembleias (i.e., estrutura funcional) é uma perspectiva promissora para investigar tais mudanças nos ecossistemas. Nesse contexto, o presente estudo focou em um grupo altamente vulnerável e rico em espécies: os peixes de riachos da Amazônia. Nossos principais objetivos foram: 1) determinar os mecanismos e vias pelos quais o uso da terra afeta a estrutura funcional de assembleias de peixes de riachos em áreas antropizadas do centro-leste da Amazônia; e 2) investigar as consequências da perda potencial de espécies raras na estrutura funcional de assembleias de peixes de riachos. Para alcançar o primeiro objetivo, amostramos peixes em 94 riachos, e avaliamos características do hábitat local e variáveis-chave da paisagem, como a densidade de estradas que cruzam os riachos (i.e., fragmentação fluvial), o nível de desmatamento, e a intensificação da agricultura. 141 espécies foram caracterizadas funcionalmente a partir de atributos ecomorfológicos relacionados à alimentação, locomoção, e hábitat preferencial. Observamos que múltiplos determinantes, operando em diferentes escalas espaciais, influenciam as condições físicas dos riachos e a estrutura funcional das assembleias de peixes. A remoção da mata ripária aumentou a vegetação submersa, o que levou à redução da regularidade funcional das assembleias (i.e., dominância de algumas poucas combinações de atributos funcionais). A fragmentação a montante dos pontos amostrais e o desmatamento alteraram a morfologia do canal e a estrutura do leito dos riachos, levando a mudanças na identidade funcional das assembleias. A fragmentação a jusante dos pontos amostrais reduziu a riqueza, a regularidade e a divergência funcional, sugerindo uma redução na amplitude de nichos ocupados e uma homogeneização funcional das assembleias locais. Para alcançar o segundo objetido deste estudo, amostramos 320 riachos ao longo dos principais tributários da Bacia Amzônica, e caracterizamos funcionalmente as 395 espécies de peixes amostradas. Criamos uma medida do grau de raridade das espécie (combinando abundância local, amplitude geográfica, e amplitude de hábitat) e avaliamos a contribuição de espécies raras para diferentes facetas da estrutura funcional das assembleias utilizando cenários realísticos de perda de espécies. Para aumentar o potencial de generalização dos nossos resultados, aplicamos esses procedimentos a duas outras comunidades tropicais: árvores da Guiana Francesa, e aves dos Trópicos Úmidos Astralianos. Demonstramos para os três grupos taxonômicos que espécies raras apresentam as combinações mais extremas e únicas de atributos funcionais, e detectamos impactos desproporcionais na estrutra funcional das assembleias com a potencial extinção de espécies raras. Tais resultados justificam a aplicação do princípio da precaução na conservação da biodiversidade tropical, apesar da aparente garantia promovida pela redundância funcional esperada nesses sistemas ricos em espécies. Acreditamos que este estudo fornece importantes subsídios para a melhoria da gestão e conservação da biodiversidade tropical.
Abstract: All ecosystems on Earth are facing unprecedented levels of human-induced disturbances. Tropical forests, which support enormous diversity of species, currently suffer the most dramatic landscape changes. These forests are also characterized by elevated proportions of rare species, which are the first to become extinct under the increasing and cumulative impacts. Given this scenario, a precise quantification of the biotic responses to environmental changes has become urgent. Moreover, we need to develop predictive approaches capable of identifying the consequences of species extinction to the structure of communities and to ecosystem functioning. Biodiversity should thus be considered in its several facets. Assessing the diversity and distribution of functional traits within species assemblages (i.e., functional structure) is a promising perspective to investigate these changes in ecosystems. In this context, the present study focused on a vulnerable and species-rich group: Amazon stream fishes. Our main objectives included: 1) determining the mechanistic pathways through which land use affects the functional structure of stream fish assemblages in the human-modified mid-eastern Amazon; and 2) investigating the possible consequences of the extinction of rare species on the functional structure of stream fish assemblages. To achieve the first goal, we sampled fish in 94 streams, and characterized stream habitat conditions and key landscape variables, including density of road crossings (i.e., riverscape fragmentation), degree of deforestation, and agricultural land use intensification. 141 species were functionally characterized using ecomorphological traits describing feeding, locomotion, and habitat preferences. We found that multiple drivers operating at different spatial scales influence stream condition and the functional structure of the fish assemblages. Riparian deforestation increased submerged vegetation, which reduced the functional evenness of assemblages (i.e., domination of a few trait combinations). Fragmentation upstream from sampling sites and deforestation altered channel morphology and stream bottom, changing the assemblage functional identity. Fragmentation downstream from sites reduced functional richness, evenness and divergence, suggesting a reduction in the range of niches filled and a functional homogenization of local assemblages. To achieve the second goal of the study, we sampled 320 streams along the main tributaries of the Amazon Basin, and functionally characterized all 395 fish species found in the samples. We then built an integrative measure of species rarity (i.e., by combining local abundance, geographic range, and habitat breadth) and assessed the contribution of rare species to complementary facets of assemblage functional structure using realistic scenarios of species loss. To enhance the generality of our findings, we applied this framework to other two sets of tropical assemblages: trees from French Guiana, and birds from the Australian Wet Tropics. We show that rare species have the most extreme and unique combinations of traits for the three taxonomic groups, and detected disproportionate impacts of rare species potential extinction on the functional structure of the assemblages. These results justify the application of the precautionary principle for tropical biodiversity conservation, despite the expected buffering effects provided by functional redundancy in such species-rich systems. Overall, we believe that this study gives important insights to improving the management and conservation of tropical biodiversity.
Tous les écosystèmes sur Terre sont confrontés à des niveaux de perturbations anthropiques sans précédent. Les forêts tropicales qui abritent une grande diversité d’espèces souffrent actuellement des changements de paysage les plus graves. Ces forêts sont aussi caractérisées par une forte proportion d'espèces rares, qui sont les premières à s’éteindre sous ses impacts croissants. Compte tenu de ce scénario, une quantification précise des réponses biotiques aux changements environnementaux est devenue urgente. Plus que cela, il faut développer des approches prédictives, capables d'identifier les conséquences de l'extinction des espèces sur la structure des communautés et sur le fonctionnement des écosystèmes. La biodiversité doit donc être considérée à travers ses multiples facettes. L'évaluation de la diversité et de la distribution des traits fonctionnels des espèces au sein des communautés (la structure fonctionnelle) est une perspective prometteuse pour étudier ces changements dans les écosystèmes. Dans ce contexte, cette étude porte sur un groupe vulnérable et riche en espèces: les poissons des ruisseaux Amazoniens. Nos principaux objectifs sont: 1) déterminer des voies par lesquelles les changements des paysage affectent la structure fonctionnelle des communauté de poissons des ruisseaux dans les régions perturbées du centre-est de l'Amazonie; et 2) examiner les conséquences des extinctions des espèces rares sur la structure fonctionnelle des communautés de poissons de ces ruisseaux. Pour atteindre le premier objectif, nous avons échantillonné 94 ruisseaux, et caractérisé les conditions de l'habitat et du paysage, y compris la densité des points de passage des routes (fragmentation) et les niveaux de déforestation et d'intensification agricole. 141 espèces ont été caractérisées fonctionnellement à l'aide traits écomorphologiques décrivant l'alimentation, la locomotion et l'habitat préférentiel. Nous avons constaté que plusieurs prédicteurs à différentes échelles spatiales influencent les conditions des ruisseaux et la structure fonctionnelle des communautés. La déforestation augmente la végétation immergée, ce qui réduit la régularité fonctionnelle des communautés (domination de quelques combinaisons de traits). La fragmentation en amont de sites et la déforestation modifient la morphologie et le fond des ruisseaux, et changent l'identité fonctionnelle des communautés. La fragmentation en aval de sites réduit la richesse, la régularité et la divergence fonctionnelle, ce qui suggère une diminution de l'amplitude des niches remplies et une homogénéisation fonctionnelle des communautés. Pour atteindre le deuxième objectif de l'étude, nous avons échantillonné 320 ruisseaux le long des principaux affluents du bassin de l'Amazone, et nous avons caractérisé fonctionnellement les 395 espèces des poissons. Nous avons construit une mesure de rareté des espèces (combinant l'abondance locale, l'aire géographique, et la gamme de l'habitat) et nous avons évalué la contribution des espèces rares à différentes facettes de la structure fonctionnelle en utilisant des scénarios réalistes de perte d'espèces. Pour améliorer la généralité de nos constatations, nous avons appliqué ces procédures à deux autres communautés tropicales: des arbres de Guyane Française, et des oiseaux des Tropiques Humides Australiens. Nous avons montré pour les trois groupes taxonomiques que les espèces rares ont les combinaisons de traits les plus extrêmes et les plus uniques, et nous avons détecté des impacts disproportionnés sur la structure fonctionnelle des communautés en fonction de l'extinction simulée des espèces rares. Ces résultats justifient l'application du principe de précaution pour la conservation de la biodiversité tropicale, malgré l'assurance apparente fournie par ces systèmes riches en espèces. Nous croyons que cette étude donne des indications importantes pour améliorer la gestion et la conservation de la biodiversité tropicale
Palavras-chave: Ecologia funcional
Ictiofauna
Peixes
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Sigla da instituição: INPA
Departamento: Coordenação de Pós Graduação (COPG)
Programa: Biologia de Água Doce e Pesca Interior
Citação: LEITÃO, Rafael Pereira. Estrutura funcional e conservação de assembleias de peixes de riachos na Amazônia Brasileira. Manaus: [s.n.], 2015. xviii, 146f. Tese (Biologia de Água Doce e Pesca Interior) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/1772
Data de defesa: 27-Mar-2015
Aparece nas coleções:Doutorado - BADPI

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