View
228
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Escolas tradicionais embiogeografia histórica: evolução
das metodologias
Estudo dos padrões de distribuiçãoe dos processos que originaram esses padrões
Biogeografia
Estudo dos padrões de diversidade(como eles surgem e são mantidos)
Hawkins et al 2007, Sp richness, breeding birds
Diversidade:
Geração?barreiras geográficas, perturbaçõesisolamento de populações, instabilidadealtas taxas de especiação
Manutenção?mais recursosestabilidade ambientalbaixas taxas de extinção
A origem dos padrões de distribuição:modos de especiação
alopátrico
simpátrico
parapátrico
From: Bush. 1975. Ann. Rev. Ecol. Syst.
Modelos clássicos de especiação
Barreiras extrínsecas -> informação biogegráfica
Biogeografia Histórica
Vicariância ou Dispersão?
Processos:
especiação (vicariância ou dispersão)
extinção
dispersão (sem cladogênese)
Congruência x Acaso
A evolução do pensamento emBiogeografia
Linnaeus (1707-1778)
Descrever as espécies envolvedescrever suas distribuiçõesgeográficas
Explicava a distribuição dasespécies de acordo com o Gênesis
Dispersão em uma Terra estável
Centros de origem e dispersão
Darwin - Wallace(1859, 1876, 1892)Estabilidade geológica
-Dispersão a partir de um local onde um grupo se origina
- As espécies mais “evoluídas” dispersam mais, empurradaspelas espécies mais “primitivas” para longe do centro de origem
- Critérios para determinar o centro de origem para um grupo
Centros de origem e dispersão
Dispersão do Homo sapiens??
Centros de origem e dispersão
Problema: espécies adaptadas a um determinado clima teriam quepassar por regiões com climas adversos para chegar a outraregião em que pudessem viver (Buffon 1707-1788)
Como ocorre a dispersão?
Como a dispersão pode gerar padrões de distribuição disjunta?
Diferença entre:
1- dispersão por longa distância e
2- expansão da distribuição com posterior extinção
Lyell (1797-1875) - Principles of Geology: a Terra é dinâmica!
Lyell (1797-1875) - Principles of Geology: a Terra é dinâmica!
Espécies já tiveram distribuições mais extensas e contínuas, masmudanças geológicas e climáticas subdiviram - início de um
pensamento de vicariância
Wallace (1876)
Tectônica de placas - Vicariância
Wegener, 1915
1960
“A vida e a terra evoluem juntas”
Ênfase em padrões congruentes
Panbiogeografia
Panbiogeografia Leon Croizat: 1894-1982 1952-1964 Venezuela
Taxons diferentes com padrões de disjunção semelhantes
Biotas ancestrais fragmentadas simultâneamente por mudanças climáticasou tectônicas
Ênfase na comparação entre grupos - Congruência
The "tracks" are lines connecting areas which contain many disjunct species in unrelated taxonomic groups. Noteamphitropical connections and amphi-Atlantic ones. Nodes are areas of tectonic convergence.
Análise Cladística - Hennig 1966
Relação entre as espécies e o espaço que elas
ocupam
Análise Cladística - Hennig 1966
Hennig's Progression Rule
As clades diversify, plesiomorphictraits dominate at centers of origin
progression in the areas palallelto the progression in thecladogram
The "most displaced" member ofthe clade will have the mostapomorphic traits
Phylogenetic biogeography Brundin (1966; 1972; 1981) Hennig (1966)
Tectônica de placas - Vicariância
Wegener, 1915
Análise Cladística + Vicariância:
Análise Cladística + Vicariância:
estruturação histórica nacomposição de espécies relações históricas
entre áreas
1
2
Idade: 2>1
A B
C
A B C
Vicariance biogeography Nelson e Platnick 1981, Rosen e Nelson 1980
Cladistic biogeography Humphries e Parenti 1986, 1999; Page 1988
"understand congruence and the relationships of areas at differenttimes in geological history"
"biogeography does not depend on geology, instead, detailedanalysis of distribution patterns might actually tell us more about
the interrelationships of areas"
padrões comuns de diversificaçãoempiricismo
É o padrão que deve ser estudado - padrões podemser recuperados pela análise cladística
congruência geográfica indica que a distribuição foicausada pelo mesmo evento histórico
(independente de qualquer outra informação)
component analysis (area cladistics):
-encontar padrões congruentes,-remover repetições geográficas e informação redundante,-usa uma lógica ligada aos cladogramas para retirar incongruências ao invésde invocar interpretações evolutivas (retira os conflitos da analise)
Modifica os dados quando necessário para adequação máxima `a hipótesenula de que só existe vicariância.
Essa hipotese não é testada pelos dados, ela é assumida a priori comoverdadeira.
Nelson and Platnick 1981
Como combinar cladogramas de área?
Componentanalysis
1 taxon em 2 áreas
2 táxons na mesma área
1 área sem táxon
Biogeografia filogenética “moderna”: BPA
métodos baseados em matrizes, levam em conta as distribuiçõesreais (nao retira os conflitos)
trata os cladogramas como representações da história dasespécies, significando que as homoplasias são reais e
correspondem a eventos evolutivos
inicio com Zandee e Roos 1987
implementação: BPA (Wiley, 1987; Brooks 1990)
falsifica a hipótese nula de uma explicação vicariante simplesquando os dados não a suportam, de modo que o critério é definido
a posteriori, dependendo dos dados.
Biogeografia filogenética “moderna”: BPA
Secondary BPA: substituias homoplasias poráreas compostas
Primary BPA: constrói uma matriz comum de áreaspor clados - os clados são os caracteres e os
estados são presença ou ausência em cada áreahomoplasias:
convergência=dispersãoreversão=extinção
métodos de biogeografia cladistica efilogenética produzem cladogramas de
area diferentes apenas quandodispersão ou extinção causaramrelações entre áreas únicas ou
reticuladas
"area biogeography” ou “pattern based methods”cladogramas de área
método estritamente comparativorigor metodológico
"taxon biogeography” ou “event based methods”
foco nos organismos e sua história biogeográfica(Bremer 1992, 1995; Ronquist 1994 - 1997)
Métodos baseados em eventos: DIVAReconstrução de distribuições ancestrais em uma dada hipótese filogenéticade um grupo, com base em um modelo biogeográfico simples que não levaem conta as relações entre áreas
- Especiação por vicariância: semcusto
- Duplicação: sem custo(especiação simpátrica)
- Dipersão: 1 passo pra cada áreaadicionada `a distribuição
- Extinção: 1 passo pra cada áreadeletada da distribuição
Nothofagus
Parsimony Analysis of Endemicity (PAE) Rosen 1988
Áreas com composição de táxons similar têm história comum
Caracteres moleculares em Filogenia e Biogeografia:
Relações entre espécies e entre linhagens:
Estimativas de tempo dos eventos de divergência
Conjunto de dados independente: Evolução “neutra”
Muita força analítica quando contrastado com a informação baseadana morfologia que já está incorporada na taxonomia vigente
Caracterização davariabilidade genéticadentro das populações:Filogeografia, demografia
Filogenias Moleculares e tempo em Biogeografia
Groombridge et al. 2002
Filogeografia Avise et al. 1987
tida como dispersalista pelos biogeógrafos das escolas clássicas
métodos ainda não totalmente incorporados na biogeografia:necessidade de conhecimento de muita teoria em genética de
populações e estatística
Necessidade de novas metodologias em
biogeografia:
Na falta dessas metodologias, estudos na última
década se tornaram menos comparativos
Como combinar informação demográfica,
espacial e temporal contida nos estudos
filogeográficos?
Como combinar informação temporal e
espacial contida nas filogenias moleculares?
DEC Models
Dispersal, Extinction, Cladogenesis
métodos a posteriori: História da Terra > Interpretação de Padrões Biogeográficos
“Reciprocal Illumination”
métodos a priori: Padrões de distribuição/relações filogenéticas > História da Terra
“evidência total”
-Estudos que descrevem padrões e depois tentam explicá-los usando a história da Terra
-Estudos de grupos com distribuições de interesse para entender a história da Terra
-Estudos que procuram testar hipóteses formuladas com base na história da Terra
Diferentes maneiras de relacionar a história da Terra e ahistória evolutiva dos organismos
Recommended