A influência do impacto antrópico dimensionalidade de uma meta-comunidade de borboletas frugívoras do Brasil

Abstract

O uso da terra é atualmente um dos maiores remodeladores de paisagem e de habitat natural, afetando diretamente as comunidades biológicas. Esse processo tem efeito homogeneizador e tende a reduzir a complexidade da diversidade, tornando evidente a necessidade de mensurar os efeitos das mudanças de habitat para a preservação da biodiversidade. Para melhor compreensão destes efeitos sob diferentes aspectos da biodiversidade, o uso da múltiplas métricas de diversidade vem sendo amplamente utilizado, com resultados e discussões cada vez mais aprofundados sobre a comunidade em questão. No entanto, o grande número de métricas e redundâncias que esses índices apresentam entre si, acaba nublando alguns resultados causando uma sub-representação da comunidade. É conveniente o uso das borboletas como grupo bioindicador justamente por sua sensibilidade as alterações ambientais. Contudo a maior parte das avaliações de efeito antrópico referentes ao grupo é baseado apenas no componente taxonômico, negligenciando outras fontes importantes da biodiversidade. Assim, a dimensionalidade, definida como: “a quantidade de informação necessária para representar de modo eficiente a variação presente de informação biológica”, tem como proposta avaliar as correlações entre métricas e a importância individual de cada uma, de modo a compreender quais componentes são mais importantes para representação da diversidade. Assim, nos perguntamos: i) Como o uso da terra afeta a diversidade de borboletas do Brasil? ii) Como alterações de habitats naturais, marcada pela redução de complexidade biológica, afeta a dimensionalidade da comunidade de borboletas? iii) Quais as dimensões e métricas mais importantes para representar para a variação na diversidade de borboletas. Para responder essas questões foi selecionada uma metacomunidade composta de sete comunidades de borboletas frugívoras do Brasil e avaliado o efeito do uso da terra sobre sete métricas de diversidade diferentes distribuídas nas três dimensões ecológicas mais utilizadas: taxonômica, funcional e filogenética. Para responder a primeira questão, foi calculado o efeito do uso de terra sobre as métricas de diversidade a partir de uma meta- análise e para responder a segunda e terceira questões foram calculados dois índices de dimensionalidade, Importance Values (Ivs) -para a quantificar a variação capturada de cada métrica na metacomunidade, e Evenness of eigenvalues (EE) – para quantificar a correlação entre as métricas em cada tipo de ambiente. Encontramos que, o uso da terra de fato afetou a diversidade de borboletas frugívoras em todas as dimensões da diversidade, com menor riqueza taxonômica e filogenética e maior MFD (Mean Pairwise Functional Distance) nos ambientes impactados. Entretanto a desestruturação do habitat referente ao uso da terra não exerceu efeito nos componentes da dimensionalidade. A dimensão filogenética foi de longe a mais representativa, sendo as métricas MPD (Mean Pairwise Phylogenetic Distance) e MNPD (Mean Nearest Phylogenetic Distance) que mais capturaram variação e a dimensão taxonômica surpreendentemente foi a que menos capturou variação da diversidade. Esses resultados alertam sobre a utilização de apenas uma dimensão para a sumarização da diversidade de borboletas. Entretanto, mais estudos sobre os componentes da dimensionalidade são necessários, avaliando outros gradientes ambientais e outros grupos taxonômicos. Percebemos que ações baseadas em métricas muito redundantes e com pouca captura de informação torna-se um gasto dispendioso, em contrapartida, ações baseadas em métricas com maiores captura de variação de informação podem ser uma necessidade para evitar a perda da biodiversidade.

Land use is currently one of the most important factors responsible for reshaping landscape and habitat, directly influencing biological communities. It has been increasingly noted that land use has a simplifying effect and tends to reduce the complexity of diversity. Therefore, there is a need to measure these effects in the best way, especially because we increasingly require more accurate results for the preservation of biodiversity with few resources. In search of a holistic view of the community studied, the use of multiple metrics has been widely used, with increasingly deeper results and discussions about the community in question. However, the large number of metrics, the lack of care in using them, and the intrinsic redundancies that these indexes possess may end up clouding some interpretations or even lead to an underrepresentation of the community. The use of butterflies as a bioindicator group is convenient precisely because of their sensitivity to environmental changes. However, most evaluations of anthropic effects on this group are based only on the taxonomic dimension, neglecting other important dimensions for summarizing the group. Thus, the dimensionality of diversity aims to evaluate and assess the correlations between these metrics and the individual importance of each one within a two-dimensional representation of the community, making it an excellent tool for multimetric analysis. High dimensionality is defined when the calculated metrics have little redundancy and present an equitability in their importance in the biological two-dimensional space, in the opposite way we have a lower dimensionality. Thus, we asked ourselves: i) Does land use affect butterfly diversity in Brazil? ii) If there is an effect, marked by a reduction in biological complexity, affect the dimensionality of the butterfly community? iii) What is the most representative dimension and metric for butterfly diversity. For this we selected a metacommunity composed of seven frugivorous butterfly communities from Brazil and evaluated the effect of land use on seven different diversity metrics distributed in the three most used ecological dimensions: taxonomic, functional and phylogenetic. We calculated the effect of land management on diversity metrics using a random effects meta-analysis and also calculated the distribution of 999 means for each dimensionality component, with Importance Values (Ivs)-for captured variation and Evenness of eigenvalues (EE)-for the correlation between metrics in each environment type. Thus, accessing the differences between the components of dimensionality between the managed and unmanaged environments. We found that land use indeed affected the diversity of frugivorous butterflies in all diversity dimensions, with a decrease in taxonomic and phylogenetic richness and an increase in MFD (Mean Pairwise Functional Distance) in the impacted environments. Habitat disruption related to land use had no effect on the components of dimensionality. The phylogenetic dimension was by far the most representative, with the MPD (Mean Pairwise Phylogenetic Distance) and MNPD (Mean Nearest Phylogenetic Distance) metrics capturing the most variation. Conversely the taxonomic dimension surprisingly captured the least variation in diversity. These results emphasize the importance of using phylogenetic metrics and place a cautionary note to papers that only use one dimension for summarizing butterfly diversity. More studies on the components of dimensionality are needed, evaluating other environmental gradients and other taxonomic groups. We realized that actions based on metrics that are highly redundant and with little information capture become a costly expense, whereas actions based on metrics with greater information variation capture avoid a biodiversity loss.