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Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2020-11-08T17:27:27Z No. of bitstreams: 1 TESE_ILAINE_MATOS_FINAL_2019.pdf: 5500038 bytes, checksum: 4396c574937ef30abd79fa2a10374ff4 (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-08T17:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_ILAINE_MATOS_FINAL_2019.pdf: 5500038 bytes, checksum: 4396c574937ef30abd79fa2a10374ff4 (MD5) Previous issue date: 2019-02-26 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Unveiling the factors underlying differential stability across biological systems remains one of the most fundamental questions in Ecology. Considering the worldwide increase in drought intensity, duration and frequency, the main goal of this study was to investigate the role of two factors, functional diversity (diversity on species response to disturbances and/or stresses and on their effects on the ecosystem functioning) and use of alternative water sources (fog) on plants response to drought. Since grasslands cover a large proportion of the terrestrial land surface and their productivity is controlled by precipitation, those factors were evaluated, particularly, on grassland stability. Firstly, a meta-analysis of manipulation rainfall experiments performed on 101 grasslands locations distributed worldwide was conducted to evaluate the general stability on biomass production; and to quantify the relative importance of drought features and prevailing conditions in explaining stability variation. On average, grasslands were resilient to drought, they kept biomass unchanged after drought; but significantly differed on their ability to resist, to keep biomass unchanged during drought, and to recover, to compensate damages incurred during drought, leading to a negative relationship between the last two properties. Those differences were not explained by either experimental drought features, nor by prevailing conditions. This suggests that soil and/or intrinsic biotic features, such as the degree of functional diversity, could be more important to determine differential stability across grasslands. A new conceptual framework, integrating eco-physiological strategies and functional originality indices was then proposed, in order to assess the role of functional diversity and to predict community stability under distinct scenarios of species loss. The framework was applied, using the Campos de Altitude, a Brazilian tropical mountain grassland vegetation, as a model system. The general stability of Campos de Altitude would be ensured under most of the evaluated scenarios, due to the presence of a large number of resistant species. However, instability was observed for scenarios where a small group of non-resistant species, which rely on foliar water uptake to deal with drought were lost (i.e. absorption of fog through leaves, FWU). Those species were one of the group most sensitive to drought, and thus conservation priorities should be assigned on them. Finally, the interspecific variation in FWU was investigated, and the ecological implications of this variation under climate change scenario was assessed. It was shown that species foliar traits and ecological strategies could explain this variation, with ruderal species showing greater FWU than stress-tolerant species. In conclusion, although grasslands were resilient to drought in terms of above-ground biomass, their functional diversity migh be unstable. In a future with more droughts and less fog, resistant species could outperform non-resistant ones, leading to a functional homogenisation. Future experiments should subject vegetation to more extreme droughts, in order to test those predictions and to develop a better understanding about the mechanisms underlying differential stability across biological systems Uma questão central na Ecologia é desvendar fatores que expliquem a variação na estabilidade entre sistemas biológicos. Considerando o aumento na intensidade, duração e frequência dos eventos de seca, o objetivo geral deste estudo foi investigar os efeitos de dois fatores: diversidade funcional (diversidade no modo como as espécies respondem aos distúrbios e/ou estresses e afetam o funcionamento do sistema) e o uso de fontes alternativas de água (neblina), na resposta da vegetação à seca. Esses efeitos foram avaliados particularmente sobre a estabilidade das vegetações campestres. Já que elas recobrem larga porção da superfície terrestre e têm sua produtividade predominantemente controlada pela precipitação. Primeiramente, uma meta-análise de experimentos de manipulação de chuva foi realizada a fim de avaliar a estabilidade geral na produção de biomassa aérea; e de quantificar a importância relativa das características da seca e das condições climáticas para explicar a variação de estabilidade entre 101diferentes vegetações. De modo geral, esses sistemas se mostraram resilientes, i.e. se mantiveram inalterados após a seca; porém diferiram na sua capacidade de resistir, i.e. se manter inalterado durante a seca, e de se recuperar, i.e. compensar os danos sofridos durante a seca, resultando numa relação negativa entre essas duas últimas propriedades. Tanto as características das secas, como as condições climáticas, não foram capazes de explicar essas diferenças. Logo, outros fatores como propriedades do solo e/ou características intrínsecas da vegetação, como diferenças na diversidade funcional, podem ser mais importantes para determinar a variação na estabilidade na resposta à seca. Em seguida, o efeito da diversidade funcional foi avaliado utilizando-se os Campos de Altitude como sistema-modelo. Através da integração de estratégias eco-fisiológicas e de índices de originalidade funcional foi possível predizer a estabilidade das comunidades vegetais sob diferentes cenários de extinção de espécies. Devido à presença de um grande número de espécies resistentes à seca, os Campos de Altitude se mostraram estáveis na maioria dos cenários avaliados.Contudo, instabilidade foi observada nos cenários em que houve a perda de espécies não-resistentes, as quais se baseiam na absorção de neblina para lidar com a seca. Este pequeno grupo se mostrou como um dos mais sensíveis a seca, devendo, portanto, receber prioridade de conservação. Finalmente, foi investigado o porquê algumas espécies se beneficiam mais da neblina do que outras, e quais as implicações ecológicas dessa variação num cenário de mudanças climáticas. Foi demonstrado que características foliares e estratégias ecológicas das espécies podem explicar essa variação interespecífica, com espécies ruderais exibindo maior absorção do que as espécies tolerantes ao estresse. Conclui-se que apesar das vegetações campestres serem resilientes à seca em termos de biomassa, elas podem ser instáveis quanto à diversidade funcional. Num futuro com mais secas e menos neblina, as espécies resistentes poderão suplantar as não-resistentes, resultando na perda de diversidade. Sugere-se que futuros experimentos submetam as vegetações a secas mais extremas e monitorem o desempenho durante o período pós-seca a fim de testar essas previsões e de continuar avançando no conhecimento dos mecanismos subjacentes à estabilidade

Atlantic Rainforest of Sergipe State is now fragmented and reduced to only 9% of its original cover. The knowledge of seedlings’ morphofunctional ecology in this ecosystem is essential to taxonomic, forestry and ecological purposes, since the ability to recognize seedlings on field is required to understand the natural regeneration and plant succession dynamics. In this study, the germination and seedlings morphology of 15 species of aSergiperemanescentForestwere described and illustrated. Besides, relationship among seed biometry, seedling morphology and ecological traits were analyzed. From the total of species analyzed 40% was classified as phanerocotylar epigeal with foliaceous cotyledons, 26.7% as cryptocotylar hypogeal with reserve storage cotyledons, 26.7% as phanerocotylar epigeal with reserve storage cotyledons and 6.6% as phanerocotylar hypogeal with reserve storage cotyledons. The relationships among seed biometry, seedling morpho-functional type and species ecological attributes found in species analyzed are similar to those obtained in other tropical forests. This result suggests that the morphology of seedlings is strongly driven by species regeneration niche. Em Sergipe a Floresta Atlântica encontra-se hoje fragmentada e reduzida a apenas 9% da sua cobertura original. O estudo da ecologia morfofuncional de plântulas nesse ecossistema é importante para a taxonomia, silvicultura e ecologia, possibilitando a identificação das plântulas no campo, requisito necessário para o entendimento da regeneração e sucessão vegetal. Neste estudo, foram descritas a germinação e a morfologia de plântulas de 15 espécies de um remanescente florestal sergipano, sendo também analisadas as relações entre biometria das sementes, morfologia das plântulas e outros atributos ecológicos. Do total de espécies analisadas 40% foram classificadas como fanero-epígeo-foliáceas, 26,7%, como cripto-hipógeo-armazenadoras, 26,7% como fanero-epígeo-armazenadoras e 6,6% como fanero-hipógeo-armazenadoras. A existência de relações entre a biometria da semente, o tipo morfofuncional de plântula e os atributos ecológicos das espécies analisadas corroborou os resultados obtidos em outras florestas tropicais, indicando que a morfologia da plântula é fortemente direcionada pelas características do nicho de regeneração. São Cristóvão, SE