Desenvolvimento direto em anuros : aspectos ecológicos e evolutivos

Abstract

Selective forces have shaped the evolution of new forms, behaviors, and characteristics of amphibians over thousands of years. This gave rise to specialized reproductive modes, such as direct development. In this thesis, I gather the main hypotheses and potential selective forces related to the evolution of direct development in anurans (Chapter I). On a fine spatial scale, I assess the relationships between the occurrence of these species and biotic factors (phylogenetic composition and functional diversity) and abiotic factors (climate and topography) in local communities of the Atlantic Forest. I discuss evolutionary ideas and hypotheses related to this reproductive mode (Chapter II). On a broader spatial scale, I examine the relationship and importance of these factors to the occurrence of direct-developing amphibians in New World communities and investigate how these relationships vary across the distinct biomes of this region (Chapter III). Finally, I examine the distribution of species with this reproductive mode from the genus Ischnocnema in the Atlantic Forest. I evaluate the role of protected areas in ensuring the protection of these species in future scenarios of climate change (Chapter IV). In the first chapter, I point out the multiple hypotheses and potential selective forces that led to the evolution of direct development. The results of Chapter II corroborate to these hypotheses, where I test and demonstrate a greater influence of humidity, temperature seasonality, and functional diversity on the structure and occurrence of direct- developing anurans in local communities of the Atlantic Forest. In the third chapter, I demonstrate the importance of evolutionary history for the occurrence of direct development in tropical biomes of the New World, while for temperate biomes, I find a greater influence of abiotic factors (temperature and humidity). In the last chapter, I find that, despite being well represented in protected areas, many species of the genus Ischnocnema may experience significant reductions in their distribution areas. I thus demonstrate the importance of protected areas for the future of these species with an extremely specialized reproductive mode. These results provide important contributions to understanding the evolution of direct development in amphibians, as well as the potential positive impact on the conservation of the group.

Forças seletivas moldaram a evolução de novas formas, comportamentos e características dos anfíbios ao longo de milhares de anos. Assim ocorreu o surgimento dos modos reprodutivos especializados, como o desenvolvimento direto. Nesta tese, reúno as principais hipóteses e potenciais forças seletivas relacionadas à evolução do desenvolvimento direto em anuros (Capítulo I). Em uma escala espacial fina, avalio as relações entre a ocorrência dessas espécies com fatores bióticos (composição filogenética e diversidade funcional) e abióticos (clima e topografia) em comunidades locais da Mata Atlântica e discuto as ideias e hipóteses evolutivas relacionadas a esse modo reprodutivo (Capítulo II). Em uma escala espacial mais ampla, testo a relação e a importância desses fatores para a ocorrência de anfíbios de desenvolvimento direto em comunidades do Novo Mundo e verifico como essas relações variam de acordo com os distintos biomas dessa região (Capítulo III). Por fim, examino a distribuição de espécies com esse modo reprodutivo do gênero Ischnocnema na Mata Atlântica e avalio o papel das áreas protegidas em garantir a proteção dessas espécies em cenários futuros de mudanças climáticas (Capítulo IV). No primeiro capítulo, aponto para as múltiplas hipóteses e potenciais forças seletivas que levaram a evolução do desenvolvimento direto. Os resultados do capítulo II vão de encontro a essas hipóteses, uma vez que testo e demonstro uma maior influência da umidade, sazonalidade da temperatura e diversidade funcional na estruturação e ocorrência de anuros de desenvolvimento direto em comunidades locais de anuros da Mata Atlântica. Já no terceiro capítulo, demonstro a importância da história evolutiva para a ocorrência do desenvolvimento direto em biomas tropicais do Novo Mundo, enquanto para os biomas temperados verifico uma maior influência de fatores abióticos (temperatura e umidade). No último capítulo, verifico que, apesar de bem representadas pelas áreas protegidas, muitas espécies do gênero Ischnocnema poderão sofrer reduções significativas em suas áreas de distribuição. Demonstro assim a importância das áreas protegidas para o futuro dessas espécies com modo reprodutivo extremamente especializado. Esses resultados fornecem importantes contribuições para o entendimento da evolução do desenvolvimento direto em anfíbios, além do potencial impacto positivo para a conservação do grupo.