Evolução temporal e espacial de formigas Ponerinae

Abstract

Ecological and evolutionary studies that incorporate large scales of time and space allow us to understand how past events, such as tectonism and mass extinctions, for example, have shaped the current distribution and abundance of species. Beyond evolution over time and space, another crucial factor for lineage evolution is the presence of attributes that enable the survival and reproduction of populations over time. Using a group of ants to study the aforementioned topics, this thesis is divided into three parts. In Chapter I, of a more exploratory nature, we sought to elucidate the temporal evolution of Ponerinae, with a focus on how distinct geographical units (bioregions) influenced the ants' evolution. Additionally, we aimed to understand how diversification can impact ant diversity across different spatial scales analyzed. Moving on to Chapter II, we tested whether the evolution of Ponerinae was influenced by ecosystem dynamics that occurred after the Cretaceous-Paleogene extinction event, as previously suggested in the scientific literature. Contrary to this previously proposed idea, we demonstrated that the evolution of Ponerinae occurred through a continuous increase in diversification rates over time. Lastly, in Chapter III, we demonstrated that, despite being relatively rare in ants, colony reproduction by workers (called gamergates) instead of the queen does not lead species to an evolutionary dead-end. In other words, we found no evidence that species exhibiting worker reproduction have a higher risk of extinction compared to species with queen reproduction.

Estudos ecológicos e evolutivos que incorporam grandes escalas de tempo e espaço nos permitem compreender como eventos passados, como tectonismo e extinções massa, por exemplo, moldaram a atual distribuição e abundância das espécies. Para além da evolução no tempo e espaço, outro fator determinante para a evolução das linhagens é a presença de atributos que possibilitem a sobrevivência e reprodução das populações ao longo do tempo. Utilizando um grupo de formigas para estudar os tópicos mencionados acima, a presente tese se divide em três partes. No capítulo I, de caráter mais exploratório, buscamos elucidar como se deu a evolução temporal de Ponerinae, com enfoque em como unidades geográficas distintas (biorregiões) afetaram a evolução das formigas. Também, buscamos entender como a diversificação pode afetar a diversidade de formigas ao longo de diferentes escalas espaciais analisadas. Já no capítulo II, testamos se a evolução de Ponerinae foi influenciada por dinâmicas ecossistêmicas ocorridas após o evento de extinção do Cretáceo-Paleógeno, como previamente sugerido na literatura cientifica. Contrário a essa ideia previamente sugerida, demonstramos que a evolução de Ponerinae se deu através de um contínuo aumento das taxas de diversificação ao longo do tempo. Por fim, no capítulo III, demonstramos que, apesar de ser relativamente rara em formigas, a reprodução das colônias por operárias (chamadas gamergates) ao invés de pela rainha não leva às espécies a um beco sem saída evolutivo. Ou seja, não encontramos evidência que espécies que apresentam reprodução por operárias tenham mais chances de serem extintas que espécies com reprodução pela rainha.