Resumo: Biodiversidade é de importância central nas ciências, podendo ser investigada sob diferentes perspectivas e níveis de organização. Um dos padrões mais consistentes da distribuição da biodiversidade no planeta é o gradiente latitudinal de diversidade (GLD), segundo o qual a diversidade biológica aumenta dos polos em direção ao equador. Alguns grupos podem apresentar padrões inversos ao GLD, como é o caso das formigas no Cerrado brasileiro. No Cerrado, as formigas apresentam uma alta diversidade. Isso porque, na vegetação do Cerrado, formigas encontram sítios de nidificação e uma alta incidência de recursos líquidos açucarados, oriundos, principalmente, de nectários extraflorais (NEFs) e insetos trofobiontes. Recentemente, tem sido demonstrado que a diversidade de espécies de formigas apresenta um GLD inverso no Cerrado, aumentando com o aumento da latitude. No entanto, outros níveis de organização biológica ainda não foram explorados neste gradiente. Nesta tese tivemos como objetivo geral investigar a biodiversidade de formigas em diferentes escalas da organização biológica ao longo de um gradiente latitudinal de Cerrado. Também tivemos como objetivo compreender fatores que potencialmente moldam esses níveis de diversidade. No Capítulo 1, nós avaliamos como fatores bióticos e abióticos – latitude, heterogeneidade ambiental, recursos, e comunidades de plantas e formigas – influenciam a frequência de interações formiga-planta na vegetação do Cerrado. Baseado em modelagem de equações estruturadas, nós encontramos que a proporção de plantas com formigas no Cerrado é indireta e negativamente relacionada com a latitude. Heterogeneidade ambiental e comunidade de plantas também tiveram um efeito negativo nas interações formiga-planta. Por outro lado, recursos açucarados de NEFs e hemípteros trofobiontes, e a comunidade de formigas afetaram positivamente as interações. No Capítulo 2, nós investigamos a variação funcional de uma formiga dominante, Camponotus crassus, ao logo do gradiente latitudinal de Cerrado. Nós caracterizamos a pilosidade do mesosoma e o tamanho do corpo de operárias, e avaliamos suas relações com a heterogeneidade ambiental, os recursos açucarados e as comunidades de plantas e formigas. Nós também avaliamos possíveis correlações entre variações morfológicas e genéticas entre localidades. Nossos resultados sugerem que a disponibilidade de recursos líquidos açucarados teve o maior efeito sobre a pilosidade de C. crassus, mas não no tamanho do corpo. Além disso, a pilosidade de C. crassus não covariou com a variação genética, sugerindo uma possível plasticidade fenotípica nesta espécie. No Capítulo 3, nós avaliamos a diversidade genética (DG) de C. crassus ao longo do gradiente latitudinal de Cerrado e potenciais fatores que influenciam essa diversidade, incluindo a comunidade de formigas, heterogeneidade ambiental, a disponibilidade de recursos líquidos, e a demografia de C. crassus. Nós encontramos que a DG de C. crassus apresenta um GLD inverso, sendo maior quanto maior a latitude. Nós encontramos ainda que precipitação e disponibilidade de recursos estão negativa e positivamente relacionadas com a DG de C. crassus, respectivamente. Com os resultados obtidos nesta tese, nós avançamos no conhecimento sobre a contexto-dependência das interações formiga-planta, variação funcional intraespecífica, e diversidade genética de formigas no Cerrado. O estudo traz importantes contribuições para o conhecimento sobre o GLD e os fatores que moldam a biodiversidade em formigas nessa savana neotropical Ver menos

Abstract: Biodiversity is a central concept in science and can be investigated from various viewpoints and levels of organization. One of the most consistent patterns of biodiversity distribution on the planet is the latitudinal gradient of diversity (LGD), which states that biological diversity increases from the poles towards the equator. Some groups may exhibit inverse patterns relative to the LGD, such as ants in the Brazilian Cerrado savanna. In the Cerrado, ants are highly diverse and dominant on foliage, where they can find nesting sites and nutritious sugary food resources, mainly from extrafloral nectaries (EFNs) and honeydew-producing insects. Recently, it has been reported that ant species diversity follows an inverse LGD in the Cerrado, increasing with latitude. However, other levels of biological organization along this gradient have not been explored yet. Here, we investigate ant biodiversity at different biological scales along a latitudinal gradient in the Cerrado. Additionally, we aimed to understand the factors that potentially shape these levels of diversity. In Chapter 1, we assessed how biotic and abiotic factors – latitude, environmental heterogeneity, resources, and plant and ant communities – influence the frequency of ant-plant interactions in Cerrado vegetation. Based on structured equation modelling, we found that the proportion of plants with ants in the Cerrado is indirectly and negatively related to latitude. Environmental heterogeneity and plant community also had a negative effect on ant-plant interactions. On the other hand, sugary resources from EFNs and hemipteran trophobionts, along with the ant community, positively affected the interactions. In Chapter 2, we examined the functional variation of a dominant ant, Camponotus crassus, along the latitudinal gradient of Cerrado. We characterized the mesosoma pilosity and body size of workers and evaluated their relationships with environmental heterogeneity, resources, and plant and ant communities. We also assessed possible correlations between morphological and genetic variation among sampling sites. Our results suggest that the availability of sugary liquid resources had the most significant effect on C. crassus pilosity, but not on body size. Additionally, C. crassus pilosity did not covary with genetic variation, implying potential phenotypic plasticity in this species. In Chapter 3, we assessed the genetic diversity (GD) of C. crassus along the latitudinal gradient of Cerrado and the potential factors influencing this diversity, including the ant community, environmental heterogeneity, resource availability, and C. crassus demography. We found that C. crassus GD exhibits an inverse LGD, being higher at higher latitudes. We also found that precipitation and resource availability are negatively and positively associated with C. crassus GD, respectively. The results of this thesis represent a step further in our understanding of context-dependent ant-plant interactions, intraspecific functional variation, and genetic diversity of ants in the Cerrado. Our study adds to the knowledge of LGD and the factors shaping biodiversity in the neotropical Cerrado savanna Ver menos