Campos de altitude subtropicais do Brasil : padrões e processos ao longo do tempo e do espaço

Abstract

Os campos de altitude do sudeste da América do Sul possuem uma alta diversidade de plantas endêmicas. Estudos apontam para uma complexa história biogeográfica na formação da composição florística dessa região. O clima subtropical e as variações altitudinais, levam à existência de habitats heterogêneos e à presença de várias espécies únicas. A compreensão dos processos de diversificação em áreas específicas, altamente diversas, ao longo do tempo, permite inferir sobre os padrões históricos que influenciam na formação da flora e da paisagem. Assim, este trabalho teve como objetivo acrescer conhecimento sobre a dinâmica evolutiva das formações de altitude, como um primeiro passo para entender sua origem, elucidando processos históricos responsáveis pelo estabelecimento da flora atual. Para tanto, foram destacados táxons que apresentam alta representatividade, tanto nos Campos de Altitude brasileiros, quanto em áreas relacionadas ao foco do estudo: os Pampas, o Cerrado senso lato, a região andina e as regiões de altitude no sul da América do Norte e América Central (Mesoamérica). Foram realizadas análises filogenéticas datadas independentes, juntamente com análises de Dispersão, Extinção e Cladogênese (DEC) e mapeamento estocástico biogeográfico (BSM) para obter estimativas de área ancestral, assim como número relativo de eventos de dispersão e a época em que estes ocorreram. Os resultados mostram que existem conexões pretéritas entre as áreas e foram nos últimos 7 milhões de anos que a maioria destes eventos de dispersão ocorreram. Radiações nos Campos de Altitude do Brasil são majoritariamente recentes e a maior interação se deu com os Pampas. Além disso, o grande número de radiações locais indica que a área prioriza eventos de diversificação in situ em detrimento de eventos de intercâmbio com as demais áreas, especialmente as áreas mais distantes.

The southeast highland grasslands of South America present high biodiversity and many endemic plants. Several studies point that a complex biogeographic history is related to the floristic composition of this region. Biotic and abiotic factors influenced the diversification and distribution plants patterns over time. The tropical-subtropical climate of this region shows a latitudinal gradient that, added to the variations in altitude, provides the existence of heterogeneous habitats and several exclusive species. In this thesis, our aim was to understand the diversification processes over time in plant lineages that present high diversity in the highland grasslands, allowing us to infer about the historical patterns that led to the formation of the current landscape in this region. Thus, we updated and taxonomically review the plant species endemism list from the highland grasslands in southern Brazil through extensive research based on taxonomic studies, protologues, and herbarium specimens, comprising a vast database with historical and current information. We performed molecular phylogenetic analyzes, with estimates of the time of divergence and distribution of four taxa that have high representativeness both in the highland grasslands and in the other areas related to the study - Pampa Biome, Cerrado sensu lato, the Andean region and grassland regions in southern North and Central America (Mesoamerica). These approaches allowed us to improve our understanding of the taxonomy, phylogeny, and evolutionary historical biogeography of the highland grasslands of South America. As a result, we updated the list of endemism in Brazil's subtropical highland grassland to 273 taxa (23.5% of its flora), representing 40 families and 117 genera, highlighting 57 taxa reported as endemic to this region for the first time. Moreover, we showed the existence of past connections between the highland grassland and the Andes region, although most dispersal events involving the highland grasslands were concentrated in the last seven million years. The Pampa appears as the area that currently shares more taxa with the highland grasslands, and the large number of local radiation observed for the studied area indicates the events of diversification in situ as more frequent than events of vicariance with more distant areas.