Gradiente latitudinal de riqueza de espécies de formigas em cerrado: regra de Rapoport e efeitos da produtividade e heterogeneidade

Abstract

O gradiente latitudinal de riqueza de espécies (GLRE) é um padrão bem documentado para diversos grupos de organismos. Apesar de várias hipóteses terem sido levantadas para explicar o gradiente algumas são tidas como mais promissoras, tais como as relacionadas à energia, a heterogeneidade ambiental, ao tempo evolutivo e ao efeito do domínio mediano. O objetivo dessa tese é testar a existência do gradiente latitudinal de riqueza de espécies de formigas arborícolas em cerrado, assim como testar hipóteses explicativas para o padrão encontrado. No primeiro capítulo propusemos um método que permite testar o efeito Rapoport em gradientes altitudinais, latitudinais e em distribuições que são restritas arbitrariamente pela área amostrada pelo pesquisador. Reanalisamos 55 distribuições publicadas em 39 artigos e observamos diversos padrões de correlação entre a extensão de ocorrência das espécies e seu ponto médio de distribuição, poucos evidenciando o efeito Rapoport. A maioria dos métodos utilizados até hoje para testar o efeito Rapoport não são capazes de distinguir entre padrões determinísticos e aqueles gerados pelo acaso e o efeito Rapoport não deve ser considerado como um padrão em macroecologia. No segundo capítulo, o objetivo foi testar a existência do GLRE de formigas no Cerrado e a hipótese de que o gradiente é correlacionado com a produtividade e heterogeneidade do habitat em diferentes escalas espaciais. Observamos um aumento da riqueza de espécies com a latitude, um gradiente latitudinal oposto ao encontrado na literatura. As variáveis ambientais analisadas não explicaram a variação da riqueza de espécies. Provavelmente, processos importantes em escalas espaciais locais não levam a variação da riqueza de espécies em escalas globais. No terceiro capítulo testamos a existência do efeito do domínio mediano e do efeito Rapoport usando modelos nulos. Encontramos uma riqueza de espécies maior do que esperado pelo efeito do domínio mediano em locais de maior latitude e ao invés do efeito Rapoport, as extensões de ocorrência das espécies são maiores do que o esperado pelo acaso somente nos limites do domínio. Outras hipóteses como a distribuição geográfica do Cerrado e a história evolutiva das espécies de formigas devem ser investigadas como causadoras do gradiente latitudinal reverso de riqueza de espécies de formigas arborícolas em Cerrado.

The latitudinal gradient in species richness is a well recognized pattern for several taxa. Although many hypotheses have been proposed to explain this gradient some of them are described as more relevant, such as those related to ambient energy, habitat heterogeneity, evolutionary time and mid-domain effect. The aim of this thesis was to test the existence of the latitudinal gradient in arboreal ant species richness at Cerrado, as well as to test explanatory hypothesis for the pattern found. In the first chapter we proposed a method that allowed testing the Rapoport effect in altitudinal and latitudinal distributions and in distributions that are restricted by the sampled area. We re-analysed 55 distributions published in 39 scientific papers and observed several patterns of correlation between range size and midpoint, few of them showing a Rapoport effect. Most statistical methods used up to now to test the Rapoport effect were not able to distinguish between stochastically and deterministically generated patterns, therefore the Rapoport effect should not be considered as a pattern in global ecology. In the second chapter the aim was to test the existence of the latitudinal gradient in arboreal ant species richness at Cerrado and the hypotheses that this gradient was correlated to habitat productivity and heterogeneity at different spatial scales. We observed an increase in species richness with latitude, a reverse latitudinal gradient from that observed in the scientific literature. The environmental variables analysed in this study did not explain the variation in species richness. Probably, processes acting at local spatial scales did not scale up to larger scales. In the third chapter we tested the existence of the mid-domain effect and the Rapoport effect using null models. We found a larger species richness than expected by the mid-domain effect at higher latitudes and instead of the Rapoport effect we observed larger ranges sizes than expected by null assumptions at the boundaries of the domain. Other hypotheses, such as the Cerrado geographical distribution and the evolutionary history of ant species, should be tested as the cause of the reverse latitudinal gradient in arboreal ant species richness at Cerrado.