A evolução do tamanho de corpo em vertebrados terrestres

Abstract

Resumo: O tamanho corporal é uma característica fundamental em pesquisas evolutivas e ecológicas, pois está relacionada de forma alométrica com várias características importantes, como caracteres de história de vida e fisiológicos. No entanto, apesar de muitos estudos terem revelado padrões intrigantes sobre este caráter, ainda existem lacunas sobre as generalidades da evolução do tamanho corporal entre diferentes táxons de vertebrados terrestres. O principal objetivo dessa dissertação é explorar aspectos gerais e fundamentais sobre a evolução do tamanho de corpo em vertebrados terrestres. No capítulo I foram utilizados métodos filogenéticos comparativos recentes e grandes conjuntos de dados para explorar a evolução do tamanho corporal em vertebrados terrestres. Os resultados mostraram que, independentemente do táxon correspondente, a evolução do tamanho corporal difere dos modelos de taxa de evolução constante. Em todos os vertebrados terrestres, houve heterogeneidade significativa nas taxas de evolução dentro de cada grupo, uma relação positiva entre tamanho corporal e taxa de evolução, e taxas evolutivas mais rápidas próximas ao presente. Além disso, o mapeamento geográfico revelou algumas similaridades entre os táxons, mas nenhuma tendência latitudinal clara. Esses resultados sugerem que existem padrões gerais que governam a evolução do tamanho corporal em vertebrados terrestres, porém com algumas diferenças específicas para cada grupo. No capítulo II desta dissertação, o foco foi na evolução do dimorfismo sexual de tamanho (SSD - "SexualSize Dimorphism") em aves, analisando como o caráter evolui e como está relacionado com o tamanho corporal. Apesar do SSD ter sido muito estudado ao longo dos anos, ainda restam dúvidas sobre se o grau de dimorfismo é capaz de afetar a taxa de evolução do tamanho de corpo ou mesmo se esses dois caracteres possuem covariância evolutiva. Deste modo, utilizamos um conjunto de dados de 4.761 espécies de aves para testar as previsões de quatro hipóteses: seleção sexual, fecundidade, divergência de nicho e alometria. Nossos resultados apontaram suporte para as hipóteses de seleção sexual, fecundidade e divergência de nicho, porém, esses resultados variaram entre as diferentes ordens de aves. Além disso, não encontramos evidências de que a direção do SSD afete a evolução do tamanho corporal, e também não identificamos uma relação clara entre o SSD e os fatores ambientais, como temperatura, precipitação e latitude. O que isto indica é que a evolução do dimorfismo sexual de tamanho em aves provavelmente é multifatorial, com a seleção sexual, fecundidade e divergência de nicho desempenhando papéis importantes em diferentes ordens de aves. Em conclusão, esta dissertação contribui para o entendimento dos padrões macroevolutivos do tamanho corporal em vertebrados terrestres e fornece novas informações sobre a evolução do dimorfismo sexual em aves. As análises realizadas nos permitem compreender melhor como essas características evoluíram ao longo do tempo e como são influenciadas por fatores ecológicos e espaciais.

Abstract: Body size is a fundamental trait in evolutionary and ecological research, as it varies allometrically with several important characteristics, such as life history and physiological traits. However, despite many studies revealing intriguing patterns regarding this trait, there are still gaps in our understanding of the generalities of body size evolution among different terrestrial vertebrate taxa. In Chapter I of this dissertation, we used recent phylogenetic comparative methods and large datasets to explore body size evolution in terrestrial vertebrates, that is, amphibians, squamates, birds, and mammals. The results showed that, regardless of the corresponding taxon, body size evolution differs from constant-rate models. Across all terrestrial vertebrates, there was significant rate heterogeneity within each group, a positive relationship between body size and evolutionary rate, and faster evolutionary rates closer to the present. Additionally, the geographical mapping revealed some similarities among taxa, but no clear latitudinal trend. These findings suggest that there are general patterns governing body size evolution in terrestrial vertebrates but with some taxon-specific differences. In Chapter II of this dissertation, we focused on the evolution of sexual size dimorphism (SSD) in birds, analyzing how this trait evolves and its relationship with body size. Despite extensive research on SSD, uncertainties remain about whether the degree of dimorphism affects the evolutionary rate of body size or whether these two traits exhibit evolutionary covariance. Thus, we employed a dataset of 4,761 bird species to test predictions from four hypotheses: sexual selection, selection for fecundity in females, niche divergence between sexes, and allometry. Our results provided support for the hypotheses of sexual selection, fecundity, and niche divergence, although the support varied among different bird orders. Additionally, we found no evidence that the direction of SSD influences the evolution of body size, and we did not identify a clear relationship between SSD and environmental factors such as temperature, precipitation, and latitude. These findings indicate that the evolution of SSD in birds is likely multifactorial, with sexual selection, selection for fecundity, and niche divergence playing important roles in different bird orders. In conclusion, this dissertation contributes to our understanding of macroevolutionary patterns of body size in terrestrial vertebrates and provides new insights into the evolution of sexual dimorphism in birds. The analyses conducted allow us to better comprehend how these traits evolved over time and how they are influenced by ecological and spatial factors.