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Abstract:
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Atualmente, a diversidade biológica diminui a uma taxa muito mais acelerada em ambientes aquáticos continentais do que nos marinhos ou terrestres. Desde o início dos anos 90, diversos estudos foram desenvolvidos a fim de trazer uma maior compreensão sobre como os ecossistemas respondem a essas reduções na diversidade biológica e como tais mudanças afetam o funcionamento dos ecossistemas, bem como a provisão de bens e serviços a humanidade. Estudos recentes demonstraram que tais respostas são comumente mediadas pelos atributos (i.e., características) funcionais das espécies e que os efeitos da biodiversidade no funcionamento do ecossistema também dependem de tais atributos. No entanto, apesar dos esforços da ciência, ainda não temos uma clara compreensão de como tais respostas principalmente em longo prazo, se traduzem diretamente em mudanças nas taxas de diferentes processos ecossistêmicos na natureza. Nesta tese de doutorado, tive como objetivo avaliar os efeitos da disponibilidade de nutrientes e da dominância de cianobactérias ? duas importantes perturbações antrópicas nos ambientes aquáticos ? na estrutura e composição do plâncton (fitoplâncton e zooplâncton), e sobre duas importantes funções dos ecossistemas aquáticos: a eficiência no uso de nutrientes limitantes (fósforo e nitrogênio) pelo fitoplâncton, e o controle descendente que o zooplâncton exerce sobre as algas (controle top-down). Para tal, estruturei essa tese de doutorado em três capítulos onde busco explorar os mecanismos ecológicos subjacentes a relação entre a biodiversidade e o funcionamento do ecossistema (B-EF) usando uma combinação de abordagens experimentais e observacionais, além de diferentes técnicas taxonômicas e funcionais para estimativa da diversidade biológica. No primeiro capítulo, utilizando uma série temporal de 8 anos, eu e meus coautores avaliamos a relação entre múltiplos aspectos da diversidade biológica e a eficiência no uso de recursos limitantes pelo fitoplâncton em uma lagoa que apresenta uma prolongada e persistente dominância de cianobactérias, e está passando por um processo de eutrofização. Além disso, também avaliamos o efeito da disponibilidade de recursos na estrutura da comunidade fitoplanctônica, assim como na eficiência no uso de nutrientes pela comunidade. No segundo capítulo, utilizando um subconjunto da base de dados utilizada no capítulo anterior, avaliamos a importância relativa das abordagens baseadas no tamanho e na identidade taxonômica das espécies para explicar a força do controle top-down do zooplâncton sobre as algas. Além disso, também tentamos separar o mecanismo subjacente a relação entre o tamanho do corpo do zooplâncton e o controle top-down das algas. Por fim, no terceiro capítulo, utilizando um subconjunto de dados de um experimento outdoor realizado durante 66 dias em Heverlee na Bélgica, eu e meus coautores avaliamos como a diversidade de tamanho e composição do zooplâncton respondem a um gradiente de adição de nutrientes, e como tais respostas afetam o controle top-down das algas. Com os três capítulos, demonstramos que diante de perturbações ambientais (aumento de nutrientes e dominância de cianobactérias), as abordagens funcional e taxonômica se complementam na explicação da variação do controle top-down das algas. Nossos resultados indicam claramente que o tamanho do corpo do zooplâncton explica uma parte substancial e independente da variação do controle top-down, o que está de acordo com diversos estudos que demonstram a importância do papel do tamanho do corpo do zooplâncton no controle da biomassa do fitoplâncton. No entanto, ao contrário do esperado, a riqueza de espécies também desempenhou um importante papel, indicando que a diversidade taxonômica pode representar adequadamente alguns atributos não avaliados que também influenciam o funcionamento do ecossistema. Além disso, nós demonstramos que diferentes aspectos da diversidade podem ter respostas e efeitos divergentes no funcionamento do ecossistema dependendo da perturbação ambiental, o que destaca a importância de se considerar múltiplos aspectos da biodiversidade ? diversidade taxonômica e funcional ? nas pesquisas B-EF. No geral, os resultados obtidos ilustraram o potencial das abordagens funcionais para revelar as respostas da biodiversidade às mudanças ambientais e seus efeitos nos ecossistemas. Além disso, dada a falta de grandes herbívoros em ambientes tropicais e a evidência de que a dominância de cianobactérias aumentará em ecossistemas de água doce no futuro, os resultados aqui destacam a preocupação com o fluxo de energia em ambientes aquáticos que apresentam prolongados períodos de dominância de cianobactérias. |
