Efeitos da paisagem urbana sobre a diversidade filogenética de hesperiidae (lepidoptera) em Curitiba, Paraná, Brasil

Abstract

Resumo: A urbanização é um dos causadores de fragmentação dos ecossistemas, desencadeando um efeito negativo sobre a biodiversidade, reduzindo a área total de ambientes naturais e isolando-os entremeio a uma matriz de habitats diferente da original. Estes efeitos têm sido avaliados usando diferentes parâmetros da diversidade, mas são poucos os trabalhos que os consideram em uma perspectiva filogenética. Desta forma o objetivo principal do trabalho foi avaliar os efeitos da fragmentação sobre a diversidade filogenética das borboletas da família Hesperiidae, utilizando o mosaico urbano da cidade de Curitiba como modelo. Foram realizadas coletas com rede entomológica em oito fragmentos urbanos entre os meses de setembro de 2015 a abril de 2016 totalizando 56 horas/rede por fragmento. Um índice taxonômico e cinco índices filogenéticos foram estimados para fazer comparações de diversidade alfa e beta entre os fragmentos amostrados. Por último, as métricas de beta-diversidade foram ordenadas com MDS para então ser correlacionadas com variáveis da paisagem urbana em três escalas diferentes (buffers de 250, 500 e 750m). Coletou-se um total de 1449 indivíduos de 103 espécies, cuja cobertura amostral taxonômica e filogenética variou entre 83% e 93.8%. Embora tenham diferido na abundância, a riqueza de espécies não diferiu entre os fragmentos. Os demais índices, no entanto, não apresentaram uniformidade nos resultados obtidos. A maioria dos fragmentos apresentou uma estrutura filogenética aleatória, embora um agrupamento filogenético tenha sido significativo em três fragmentos (MPD) e a sobredispersão filogenética foi significativa em apenas um deles (MNTD). Três variáveis da paisagem se mostraram correlacionadas com a diversidade: área do fragmento, área pavimentada e conectividade, em geral quando representadas pelas escalas menores (250 e 500m) e por índices que representam a estrutura filogenética das assembleias. Estes fragmentos urbanos compreendem aproximadamente 46% das espécies de Hesperiidae registradas para o município, abrigando portanto, uma importante fração da fauna do município. Estes resultados sugerem que os fragmentos urbanos podem abrigar uma alta diversidade, embora as influências locais da paisagem afetem a estruturação filogenética de seus organismos. Fatores como o tamanho do fragmento, a conectividade e a urbanização estão correlacionados com características evolutivas presentes na diversidade de assembleias de Hesperiidae, modificando não apenas a presença ou ausência de espécies, mas de linhagens evolutivas como um todo. Compreender como os fatores evolutivos e ecológicos interagem para influenciar os padrões atuais de diversidade resulta de grande importância para dilucidar processos causados pela fragmentação urbana. Palavras-chaves: fragmentação urbana, filogenia, escalas da paisagem, hesperídios, urbanização.

Abstract: Urbanization is one of the major causes of ecosystem fragmentation, triggering a negative effect on biodiversity, leading to a reduction of the total area of natural environments and isolating them into a different habitat matrix respect to the original one. The effects of these modifications have been evaluated by different parameters of diversity, but the studies that make an approach on an phylogenetic perspective are few. Considering this, the main objective of this work was to evaluate the effects of habitat fragmentation on the phylogenetic diversity of the butterflies of the family Hesperiidae, using as a model an urban mosaic of the city of Curitiba. Collections with entomological network were carried out in eight urban fragments between September 2015 and April 2016, with a total effort of 56 hours/network per fragment. For comparisons of alpha and beta diversity among the fragments sampled, was used taxonomic and phylogenetic indexes. Finally, the beta-diversity metrics were ordered with MDS and then correlated with urban landscape variables in three different scales (buffers of 250, 500 and 750m). A total of 1449 individuals were collected from 103 species, whose taxonomic and phylogenetic sample coverage ranged from 83% to 93.8%. Although they differed in abundance, the richness of species did not differ among the urban fragments. The other indexes did not show uniformity in the results obtained. Most of the fragments presented a random phylogenetic structure, although a phylogenetic clustering was significant in three fragments (MPD) and phylogenetic over dispersion was significant in only one (MNTD). Three variables of the landscape were correlated with diversity: fragment area, paved area and connectivity, generally when represented by the smaller scales (250 and 500m) and by indexes that represent the phylogenetic structure of the assemblages. These urban fragments comprise approximately 46% of the Hesperiidae species of the municipality, sheltering, therefore, an important fraction of the fauna of the municipality. These results suggest that urban fragments may possess a higher diversity, although local landscape influences affect the phylogenetic structuring of their organisms. Factors such as fragment size, connectivity, and urbanization are correlated with evolutionary features present in the diversity of Hesperiidae assemblages, modifying not only the presence or absence of species but also the evolutionary lineages as a whole. Understanding how an evolutionary and ecological factor interacts and their influence on current patterns of diversity is of great importance in elucidating processes that are products of urban fragmentation. Keywords: urban fragmentation, phylogeny, landscape scales, skipper, urbanization.