Biogeografia marinha brasileira: uma abordagem multi-táxon para delinear a setorização de sub-províncias

Abstract

Padrões de distribuição das espécies têm sido extensivamente debatidos sob a ótica de suas relações com fatores históricos, ecológicos e ambientais. Inicialmente, estudos biogeográficos utilizaram condições abióticas e taxas de endemismo para propor que a região entre o deságue do Rio Amazonas (latitude 0°) e o Estado de Santa Catarina (28°) seja denominada Província Biogeográfica Marinha Brasileira (PMB). Esta área engloba uma das maiores extensões litorâneas tipicamente tropicais do mundo, estendendo-se por cerca de 8.000 quilômetros com distintos ambientes marinhos. Apesar de existirem estudos realizados com diferentes táxons buscando setorizar a PMB, até o presente momento, esta Província carece de uma abordagem multi-táxon para investigar possíveis distinções bióticas e o papel de fatores ambientais na determinação de seus padrões biogeográficos. Neste estudo, utilizamos análises de agrupamento de cinco fatores ambientais para dividir a PMB em intervalos geográficos. Em seguida, investigamos os agrupamentos em relação a similaridades bióticas de nove grupos taxonômicos (2.412 espécies) e também a beta-diversidade dentre as sub-províncias. Utilizamos uma análise de redundância baseada em distâncias (db-RDA) para investigar relações entre os padrões biogeográficos das espécies e as similaridades ambientais entre os intervalos geográficos. Encontramos oito intervalos geográficos distintos considerando as variáveis ambientais, e cinco considerando a similaridade biótica (sendo estes cinco as subprovíncias). Observamos um gradiente latitudinal de riqueza para a maioria dos táxons, com alguns apresentando um padrão no formato de ?mid-domain?. A beta-diversidade foi baixa entre as sub-províncias e o componente ?aninhamento? foi o mais importante, indicando uma alta conectividade ao longo da PMB. A db-RDA indicou que as variáveis ambientais explicaram os padrões de agrupamento das espécies em 64% e que temperatura da superfície oceânica, turbidez da água e velocidade das correntes descrevem o agrupamento da costa Nordeste do Brasil. As sub-províncias Banco dos Abrolhos e Norte foram as mais distintas em ambos agrupamentos (ambientais e bióticos). Não há áreas costeiras contínuas de substrato consolidado nestas sub-províncias, mas sim recifes com características de ?mid-shelf? em plataformas rasas e extensas. Ademais, há uma significativa influência da pluma do Amazonas no Norte. Uma abordagem multi-táxon é ideal para o entendimento de padrões biogeográficos, assim como sua resposta aos fatores históricos e ambientais.

Abstract: Species distribution patterns are extensively debated in the light of their environmental dependence and historical factors. Early biogeographical studies focused on abiotic factors and endemism rates to propose the Marine Biogeographical Brazilian Province (BMP), which extends from the Amazon River mouth (latitude 0°) to the Santa Catarina State (28°). This area encompasses one of the world?s largest tropical coasts, extending for 8,000 km and presenting different marine environments. To date, no study ever used a multi-taxa approach to investigate possible biotic distinctions in the BMP and the role of environmental factors in determining biogeographical patterns. Here, we used cluster analysis of five environmental factors to divide the BMP in geographical bins. We investigated how nine taxonomic groups (2,412 species) are clustered and calculated beta diversity indexes among sub-provinces. We used a distance-based redundancy analysis (db-RDA) to understand how species biogeographical patterns are explained by the environmental similarities among bins. We found eight different geographical bins considering the environmental factors, while five considering species biogeography. We also observed a latitudinal gradient of species richness for most taxa, some presenting a ?middomain? shape pattern. Beta diversity among sub-provinces was low, and the nestedness component more important, indicating high connectivity along the BMP. The db-RDA indicated that environmental variables explained 64% of species clustering patterns, with sea surface temperature, water turbidity and current velocity explaining the biotic clustering of the Brazilian northeastern coast. Sub-provinces North and Abrolhos Bank were the most distinct areas regarding environmental and biotic data. Both regions do not present continuous consolidated benthic substratum but instead are characterized by mid-shelf reefs in shallow extensive shelfs. Moreover, the influence of the Amazon River plume on the North is significant. Our multi-taxa approach is ideal for understanding biogeographical patterns, as well as its response to environmental and historical factors.