Ecological fitting em Schinus terebinthifolius Raddi: entendendo o processo de dispersão e invasão da espécie

Abstract

Resumo: Schinus terebinthifolius é uma espécie arbórea cujo a área nativa se estende ao longo da Floresta Atlântica, na América do Sul. Entretanto, sua distribuição atual abrange diferentes fitofisionomias e climas através dos cinco continentes, sendo considerada uma espécie invasora agressiva. O conceito de ecological fitting sugere que espécies podem colonizar novos ambientes através da variabilidade fenotípica e genética que organismos possuem no momento do encontro com o novo habitat. Essa variabilidade compreende caracteres expressos e não expressos, os quais se manifestam através de plasticidade fenotípica ou são mantidos ao longo da filogenia das espécies através do conservadorismo filogenético. Assim, o presente estudo teve como objetivo entender o processo de dispersão e invasão de S. terebinthifolius em sua área nativa e invadida. O primeiro capítulo avaliou a contribuição da plasticidade fenotípica no processo de invasão, comparando atributos foliares entre populações nativas e uma população de área invadida (Flórida, EUA). A população da área invadida apresentou diferenças significativas nos atributos foliares analisados, sugerindo que a plasticidade fenotípica desempenha importante papel no processo de invasão. O segundo capítulo analisou se a história evolutiva de S. terebinthifolius reflete o presente potencial como espécie invasora. Foi reconstruída a filogeografia da espécie através da região intergênica de DNA plastidial trnS-trnG. Os resultados revelaram uma contínua dispersão no território nativo entre o começo do Pleistoceno (2,58 Ma) até os dias atuais. Sem evidência de extinção local, mesmo durante os períodos de glaciação, o estudo revela a resiliência da espécie frente a variações ambientais. Por fim, no terceiro capítulo hipotetizamos que S. terebinthifolius é capaz de resgatar informações genéticas relacionadas ao nicho ocupado por seus ancestrais para realizar ecological fitting. A modelagem de nicho utilizando espécies filogeneticamene relacionadas à S. terebinthifolius representou de forma mais fidedigna as áreas invadidas atualmente pela espécie, contemplando principalmente regiões temperadas que o modelo gerado apenas com a espécie não previu. Adicionalmente, foi realizada uma pesquisa para inferir quais fenótipos influenciam na dispersão global da espécie através da preferência antrópica. Frutos carnosos e vermelhos tiveram ~75% de preferência, levando à conclusão final de que a capacidade de S. terebinthifolius de ocupar novos habitats era críptica (plasticidade fenotípica e conservadorismo filogenético) até que a espécie tivesse a oportunidade, através da distribuição antrópica, de estar nestes ambientes

Abstract: Schinus terebinthifolius is a plant species, native to Atlantic Forest, in South America. However, the current distributions encompasses diferent forest formations and climates throughout all five continents. The species is an aggressive invasive species. The concept of ecological fitting suggests that species can colonize new environments through the phenotypic and genetic variability that they have when exposed to the new habitat. This variability consists of expressed and non-expressed characters, which are manifested through phenotypic plasticity or are maintained throughout the phylogeny of the species by phylogenetic conservatism. Thus, the present study attempts to understand the processes involved in the sucessfull dispersion and invasion of S. terebinthifolius in its native and invaded area. The first chapter evaluates the contribution of phenotypic plasticity in the invasion process, comparing foliar attributes between the populations and a population in an invaded area (Florida, USA). The population of the invaded area presented significant differences in the foliar attributes when compare to the putative source population, suggesting that the phenotypic plasticity has an important role in the invasion process. The second chapter analysed if the evolutionary history of S. terebinthifolius reflects the present potential as invasive species. A phylogeography of the species was reconstructed based on the intergenic region of plastid DNA (trnS-trnG) and microsatelittes. The results revealed a continuous dispersion, representing colonizations and recolonozations, between the beginning of the Pleistocene (2.58 Mya) to the present. Without evidences of local extinction, even during periods of glaciation, the study reveals the resilience of the species to environmental variations. Finally, in the third chapter we hypothesized that S. terebinthifolius is able to retrieve genetic information related to the niche occupied by its ancestors to realize ecological fitting. The niche modeling of species phylogeneticaly related to S. terebinthifolius (same genus) represented better the current invasive areas, comprising mainly temperate regions that the model generated only with S. terebinthifolius did not predict. Additionally, an opinion pool was designed to infer which phenotypes influence the global dispersion of the species by anthropic preference. Fleshy and red fruits represented ~ 75% of preference, leading to the final conclusion that the capacity of S. terebinthifolius to occupy a new habitat is cryptic (phenotypic plasticity and phylogenetic conservatism) until the species has an opportunity, through anthropic distribution, to be in these environments.