No início do século XIX, Alexander von Humboldt lançou as bases de muita ecologia. Uma de suas observações foi que o clima deveria ajudar a prever quais plantas você encontra em um local e a biodiversidade local. Mais de duzentos anos depois, Jorge Antonio Gómez-Díaz e seus colegas examinaram alguns dos lugares que Humboldt havia explorado. Em seu artigo, publicado na revista de acesso aberto AoB PLANTS, eles argumentam que embora Humboldt estivesse amplamente correto, há mais fatores a serem considerados.
Alexander von Humboldt foi um naturalista e geólogo alemão que fez importantes contribuições para o estudo dos gradientes de elevação através de suas viagens pelo Neotrópicos. Ele propôs que o clima regula a composição e a diversidade das espécies de plantas, o que tem sido a base de inúmeros estudos. Os ecólogos consideram os gradientes altitudinais como laboratórios naturais para estudar as variáveis ambientais, pois contêm muitas variações climáticas em uma pequena área. Mas o que importa na elevação? Os botânicos propuseram muitas hipóteses para explicar a riqueza de espécies ao longo dos gradientes de altitude, como produtividade, precipitação e temperatura.
HumboldtA influência de na biogeografia ainda é forte, principalmente para explicar a distribuição das espécies devido a sua relação com o clima nos gradientes altitudinais, mas será que ele está desatualizado? Desde sua época, os biólogos desenvolveram novas ideias, inclusive a filogenética, que examina a diversidade das espécies e as relações entre elas. Além disso, considerar as facetas da biodiversidade além da riqueza de espécies, como a diversidade filogenética, pode ajudar a revelar os processos evolutivos e ecológicos que determinam os gradientes altitudinais. A disponibilidade atual de informações filogenéticas para grandes clados de plantas permite incluir essas informações para estudar padrões de riqueza de espécies. Finalmente, apenas alguns estudos analisaram o impacto dos distúrbios antrópicos na biodiversidade ao longo dos gradientes de altitude, o que é vital considerar durante a atual mudança climática e crise da biodiversidade.
Gómez-Díaz e colegas visitaram Peito de Perote montanha, um vulcão extinto de 4282 metros de altitude em Veracruz, México. O estudo estabeleceu oito locais ao longo de uma linha reta de 81 quilômetros, ao longo de um gradiente de altitude de 30 a 3500 metros, abrangendo seis tipos de vegetação e uma ampla variedade de climas, incluindo ambientes quentes-secos, temperados-úmidos e frios-secos.
Os botânicos consideraram dois gradientes: o gradiente de altitude real e um gradiente de perturbação com três habitats submetidos a três níveis diferentes de intensidade de uso da floresta. A equipe montou cinco parcelas de 20 m × 20 m em cada nível de intensidade de uso da floresta e amostraram 120 parcelas no total. Os autores obtiveram variáveis climáticas, temperatura média anual, precipitação média anual e evapotranspiração potencial do MODIS/Terra Net Evapotranspiração 8 dias L4 Global 500 m Versão 6.
A diversidade de espécies foi estimada como riqueza de espécies, e a estrutura filogenética das espécies foi obtida a partir de uma megafilogenia em nível de espécie de plantas com sementes. Os autores calcularam a abundância ponderada índice de parentesco líquido (NRI) para medir a estrutura filogenética de cada parcela.
Gómez-Díaz e seus colegas usaram uma abordagem de modelagem de equação estrutural para considerar explicitamente os efeitos diretos e indiretos de múltiplos fatores ambientais na riqueza de espécies e NRI. Eles usaram um caminho hipotético que considerou o clima (temperatura e precipitação), intensidade de uso da floresta, evapotranspiração potencial (PET), e sua forma quadrática PET2.
A equipe se encaixou aos poucos modelos de equações estruturais (SEM) separadamente para cada medida de diversidade (riqueza de espécies e NRI) e cada forma de vida vegetal. Os modelos mostraram que enquanto o clima e a intensidade do uso da floresta tiveram efeitos diretos na riqueza de espécies e NRI, a evapotranspiração potencial teve apenas um efeito direto na riqueza de espécies. Seus resultados sugerem que o impacto do clima e da intensidade do uso da floresta na diversidade de angiospermas é mais ou menos direto. Ao mesmo tempo, o efeito da evapotranspiração potencial sobre a riqueza de espécies é mais complexo, com um efeito direto e outro indireto.
No geral, os resultados de Gómez-Díaz e colegas apóiam a hipótese de que o clima determina fortemente a riqueza de espécies de plantas ao longo dos gradientes de altitude. A temperatura teve a maior influência sobre a riqueza de espécies e a estrutura filogenética, com temperaturas mais altas associadas ao aumento da riqueza de espécies e agrupamento filogenético. A precipitação e o PET também foram importantes para a maioria das formas de vida vegetal (exceto para arbustos e lianas), e a perturbação antrópica influenciou apenas as árvores.
Gómez-Díaz e colegas concluem:
Alexander von Humboldt observou que os tipos de habitats e o número de espécies variavam previsivelmente com mudanças na latitude e elevação. Em suas explorações de montanhas tropicais, Humboldt sugeriu que o clima é um fator crucial na determinação da riqueza de espécies de plantas ao longo dos gradientes de altitude. Honrar o trabalho de Humboldt e continuar seu legado exige mais pesquisas para entender as causas por trás dos gradientes de diversidade elevacional. Finalmente, é necessário integrar a riqueza de espécies, bem como a estrutura filogenética e 'desconstruir' o padrão observando as formas de vida para ter uma melhor visão dos processos que moldam a biodiversidade ao longo dos gradientes de elevação.
Gómez-Díaz et ai. 2022
LEIA O ARTIGO
Gómez-Díaz, JA, Carvajal-Hernández, CI, Bautista-Bello, AP, Monge-González, ML, Guzmán-Jacob, V., Kreft, H., Krömer, T. e Villalobos, F. (2023) “O legado de Humboldt: explicando a influência de fatores ambientais na diversidade taxonômica e filogenética de angiospermas ao longo de um gradiente elevacional neotropical" AoB PLANTS, 15(1), p. lac056. Disponível em: https://doi.org/10.1093/aobpla/plac056.
