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CAUSAS DA PERDA DE BIODIVERSIDADECausas próximas e causas últimas da perda de biodiversidade

FORÇAS MOTRIZES:

MUDANÇAS NO USO HUMANO DOS RECURSOS:

IMPACTOS NOS ECOSSISTEMAS E PAISAGENS:

EFEITOS NA ESTRUTURA E DINÂMICA DAS POPULAÇÕES:

EXTINÇÃO

Crescimento populacionalCrescimento do consumoDesenvolvimento tecnológicoModelo econômico

Expansão e intensificação agrícolaExpansão urbano-industrialExtrativismo, pesca, caça

Perda, fragmentação e degradação dos hábitatsIntrodução de espécies exóticasContaminaçãoExploração diretaMudança climática global

Estocasticidade ambientalEstocasticidade demográficaPerda da variabilidade genéticaQuebra da estrutura de interaçõesPerda da estrutura social/aprendizado

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Por que se perde a diversidade biológica?

Alteração de hábitats

Introdução de espécies exóticas

Exploração direta

Quais as causas das extinções atuais?

Avanço da fronteira agrícola

Substituição de zonas de alta diversidade por monoculturas.

Mudança da estrutura do ambiente

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Mata Atlântica:

Originalmente 1.205.780 km2, hoje restam cerca de 146.000 km2, apenas 31.000 km2 (2,5 % da área original) em áreas protegidas. O maior fragmento cobre 7.000 km2

Campos dos Pampas:

Originalmente 300.000 km2, praticamente inexistente na atualidade

Fragmentação

Subdivisão de ambientes em fragmentos rodeados por

matriz de atividades humanas (10:10 a 16:00)

Fragmentação

Abundância de certo tipo de ambiente

Tiempo

T1

T2

P1 P3P2

D1-2 D2-3

P1 P3

D1-3

Fragmentação

À medida que o processo avança, a área média dos fragmentos e a área do hábitat se reduzem como aumenta a distância entre fragmentos

Efeitos diretos da fragmentaçãoSaunders et al., 1990

Subdivisão de populações

Redução do tamanho das populações

Desaparição de espécies “de interior”

Desaparição de espécies de amplo home-range

Intensificação do efeito de borda

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Efeito de borda:

Aumento de predadores oportunistas

Aumento de parasitismo de cria

Invasão por espécies exóticas

Contaminação

Caça

Biogeografia de ilhas

TAX

A

Bai

xa

Alta

Baixo Alto

Número de espécies

COLONIZAÇÃO EXTINÇÃO

PERTO

LONGE

PEQUENA

GRANDE

Biogeografia de ilhas

O número de espécies em uma ilha depende do balanço entre extinção e colonização.

As ilhas mais próximas ao continente terão maiores taxas de colonização

As maiores ilhas poderão alojar populações maiores (terão menores taxas de extinção)

As maiores ilhas poderão interceptar mais imigrantes (terão maiores taxas de colonização)

As ilhas mais próximas terão menores taxas de extinção por “efeito de resgate”.

Ilhas com “ponte de terra”

Tempo

Ilhas oceânicas

Ilhas com ponte de terra

RELAXAMENTO

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Laurance et al. 2002. Ecosystem decay of Amazonian forest fragments: a 22-year investigation

Ecosystem decay of Amazonian forest fragments: a 22-year investigation

Velocidade de extinção local inversamente proporcional à superficie do fragmento.

Riqueza de espécies diminui con o tamanho dos fragmentos.

Pen

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e

Mudanças ecológicas:

Hiperdinamismo (bordas menos estáveis)

Mudanças diárias em temperatura e umidade muito mais marcados.

Mudanças ecológicas:

Hiperabundância (espécies aumentam por ausência de competidores ou simplesmente por superlotação no hábitat disponível).

Alouatta seniculus

Efeito sobre larvas de coleópteros

Vento e luz solar fazem com que bordas de florestas sejam mais secos. Na Amazônia, menos espécies e populações menores de escaravelhos em fragmentos de 1 a 10 ha do que em floresta contínua (dessecação de larvas no solo).

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Fragmentação e anfíbios dos campos

A fragmentação aumenta a acessibilidade de caçadores, reduz a taxa de recolonização e a qualidade e a quantidade de recursos disponíveis para vertebrados frugívoro-granívoros.

Peres 2001. Synergistic effects of subsistence hunting and habitat fragmentation on Amazonian forest vertebrates.

Superfícies necessárias para caça sustentável

Áreas de 100 a 500 km2 para a maioria das espécies, 2000 km2 para a anta (Tapirus terrestris)

Superfícies necessárias para caça sustentável

Sem caça

Com caça

Tamanho do fragmento (ha)

Núm

ero

de e

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os

Importância da matriz

Floresta secundária menos agressiva do que áreas de pastagem.

Várias espécies recolonizam os fragmentos após o crescimento da floresta secundária.

Certos tipos de floresta secundária, como as dominadas por Cecropia, mais altas e diversas, são usadas por um número maior de espécies da fauna.

Armadilhas ecológicasFragmentos que atendem a chave de seleção de hábitat para certas espécies mas que apresentam níveis de mortalidade anormalmente altos ou taxas de reprodução particularmente baixas.

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Degrada-se lentamente, acumulando-se na cadeia alimentar.

Interfere no metabolismo do cálcio, produzindo adelgaçamento na

casca dos ovos de aves de rapina.

As causas da extinção: Contaminação

DDT

• A temperatura média global já aumentou em 0,7o. C em relação à média do século XIX.

Idéia centralMUDANÇA CLIMÁTICA GLOBAL

- Perda de hábitats terrestres e de água doce- Desajuste climático com solos e vegetação- Barreiras à movimentação.- Mudanças nas interações entre espécies.- Mudanças na sazonalidade climática.

MCG - Impactos na biodiversidade

Extinção de espécies e populações

Mudanças na temperatura do ar e oceanosMudanças na pluviosidadeAumento do nível dos oceanos

Biodiversidade e MCG

J. ALAN POUNDS & ROBERT PUSCHENDORF. 2004. Global warming is altering the distribution and abundance of plant and

animal species. Application of a basic law of ecology predicts that many will vanish if temperatures continue to rise.

Nature 427, 107–109.

15 a 37% das espécies estarão extintas até 2050. Ecossistemas mais vulneráveis:

- Área úmidas- Lagoas costeiras - Manguezais- Florestas em geral- Ecossistemas montanos- Florestas boreais- Hábitats do ártico- Ilhas planas e atóis de coral- Barreiras de coral- Ecossistemas áridos e semi-áridos

Biodiversidade e MCG

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As causas da extinção: exploração direta

Caça comercial e caça de subsistência.

EXPLORAÇÃO COMERCIAL

Baleias: A indústria foi baixando o tamanho da espécie conforme o declínio das espécies maiores

REORGANIZANDO A DISTRIBUÇÃO DE PLANTAS E ANIMAIS

Castor canadensis (castor) na ilha da Terra do Fogo (Argentina e Chile)

Vinte e cinco casais de castores introduzidos na Terra do Fogo (Argentina) em novembro de 1946. Atualmente a espécie ocupa 20.000 km², 53 bacias e 91% dos rios.

InvasõesInvasões biológicasbiológicas

Acordo sobre a Diversidade Biológica (Rio de Janeiro, 1992)

Promover a conservação da diversidade biológica, a utilização sustentável de seus componentes e a participação justa e equitativa nos benefícios derivados do seu uso.

EfeitosEfeitos sobre o ambientesobre o ambiente

Diagnóstico

Tradicionalmente as espécies exóticas invasoras têm sido menos consideradas no planejamento da conservação do que outros fatores de degradação da biodiversidade.

EfeitosEfeitos sobre o ambientesobre o ambiente

Diagnóstico

Hoje sabemos que as espécies exóticas invasoras se converteram na segunda causa de perda de biodiversidade a nível global e na primeira no caso de ilhas oceânicas e reservas naturais.

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Impactos sobre a Impactos sobre a biodiversidadebiodiversidade

Diagnóstico

As espécies exóticas invasoras não são somadas às espécies presentes em um ambiente?

Considerando as espécies introduzidas pelo homem, Havaí, Nova Zelândia e ilhas Mauricio têm hoje um número muito maior de espécies do que ao longo de toda a sua história.

Mas, quais espécies são somadas e quais são perdidas?

Impactos sobre a Impactos sobre a biodiversidadebiodiversidade

Diagnóstico

A nivel global, um conjunto de espécies cosmopolitas, adaptadas a conviver com os distúrbios produzidos pelo homem substituem as espécies nativas

“HOMOGEOCENO”

Impactos sobre a Impactos sobre a biodiversidadebiodiversidade

Diagnóstico

A diferença para outros agentes de perda de biodiversidade é que as EEI produzem mudanças permanentes uma vez estabelecidas em um novo ambiente.

AS INVASÕES BIOLÓGICAS SÃO PARA SEMPRE.

Impactos sobre a Impactos sobre a biodiversidadebiodiversidade

Diagnóstico

Como as EEI afetam a biodiversidade?

�Efeitos sobre outras espécies.

�Efeitos sobre as funções dos ecossistemas.

O rato-de-esgoto (Ratus novergicus) e a ratazana (Rattus rattus) foram introduzidos na maioria das ilhas, onde encontraram presas que haviam evoluído na ausência de predadores terrestres.

Em Galápagos, as duas espécies predam ovos e filhotes de aves marinhas (petréis) e tartarugas gigantes.

RatosRatos

Predadores e

herbívoros

O rato polinésio (Rattus exulans) foi introduzido há cerca de 1000 anos na Nova Zelândia pelos maoris. Durante 800 anos foi o único predador terrestre junto com o homem.

Provocou a extinção ou retração de numerosas espécies de aves, morcegos e invertebrados.

RatosRatos

Predadores e

herbívoros

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-Comportamento agressivo-Tolerância a extremos ambientais-Amplo nicho trófico-Reprodução semipermanente e precoce-Cuidados parentais

PeixesPeixes

A tilápia, um predador

africano

RãRã--tourotouro

Patógenos e

parasitas

Por vezes, espécies exóticas crescem desproporcionalmente e deslocam espécies nativas. Este fenômeno é denominado dominância, ou “swamping”, em inglês.

DominânciaDominância ouou swampingswamping

Competição

Pinus exóticos crescendo em campos naturais da Argentina, “afogam” a vegetação subjacente.

Gramíneas africanas no BrasilGramíneas africanas no Brasil

Aumentam a temperatura e a frequência do fogo produzido em incêndios em ambientes naturais. Matam plantas e sementes nativas e geram um mecanismo de retroalimentação positiva que promove seu próprio avanço.

Por que se dão tão bem?

As espécies exóticas deixam seus inimigos para trás.

Por que se dão tão bem?

Muitas vezes fazem algo que nenhuma outra espécie “sabe fazer” no novo ambiente.

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Causas próximas e causas últimas da perda de biodiversidade

FORÇAS MOTRIZES:

MUDANÇAS NO USO HUMANO DOS RECURSOS:

IMPACTOS NOS ECOSSISTEMAS E PAISAGENS:

EFEITOS NA ESTRUTURA E DINÂMICA DAS POPULAÇÕES:

EXTINÇÃO

Crescimento populacionalCrescimento do consumoDesenvolvimento tecnológicoModelo econômico

Expansão e intensificação agrícolaExpansão urbano-industrialExtrativismo, pesca, caça

Perda, fragmentação e degradação dos hábitatsIntrodução de espécies exóticasContaminaçãoExploração diretaMudança climática global

Estocasticidade ambientalEstocasticidade demográficaPerda da variabilidade genéticaQuebra da estrutura de interaçõesPerda da estrutura social/aprendizado

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Demografia de populações pequenas

Quais são as condições mínimas para a persistência de uma população a longo prazo?

Quantos indivíduos são necessários?

Procesos demográficos

Componentes determinísticos e estocásticos ou de incerteza

Componentes determinísticos: perda de hábitat, falta de polinizadores, dificuldades para encontrar par, incapacidade de evitar predadores.

Fontes de incerteza

- Demográfica

- Ambiental

- De catástrofes

- Genética

Incerteza demográfica

Mudanças na taxa de crescimento populacional derivados de variações individuais em sobrevivência

e reprodução.

Pode ocorrer ainda se as taxas esperadas de sobrevivência e reprodução não mudam de uma geração para a geração seguinte.

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Fontes de incerteza

Abundância

Tempo de

persistência

De catástrofes

Ambiental

Demográfica

50

20 anos

100

∞∞∞∞

(relevante só à

baixa densidade)

Incerteza demográfica

Por exemplo proporção de sexos:

Probabilidade de que todos os individuos sejam do mesmo sexo p = 2 1-N

Si N = 100, p = 1,6 . 10-30

Mas se N = 6, p = 0,03

Incerteza demográfica

Extinto em 1987.

Os últimos seis indivíduos são todos machos.

Ammodramus

nigrescens

Incerteza ambiental

Mudanças interanuais nas taxas de nascimento e mortalidade em resposta ao clima, enfermidades,

competição, predação ou outros fatores externos à população.

Pode afetar populações grandes.

Fontes de incerteza

Abundância

Tempo de

persistência

De catástrofes

Ambiental

Demográfica

Afeta populações

pequenas e grandes.

Incerteza de catástrofes

Las catástrofes son una forma extrema de estocasticidad ambiental, se las considera por

separado porque:

Son eventos que ocurren a intervalos aleatorios de tiempo en los que una porporción importante de los individuos de la población muere.

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Incerteza de catástrofes

Muchas veces son ignoradas en la planificación (en muchos casos es improbable que el investigador

pueda siquiera presenciar una). Sin embargo, podrían representar la máxima amenaza para una población, aún cuando ocurrieran cada 50 ó 100 años.

Fuentes de incerteza

Abundancia

Tiempo de

persistencia

De catástrofes

Ambiental

Demográfica

(importante aún con

alta densidad)

Vórtices de extinção:

Retroalimentação positiva entre diferentes tipos de incerteza que leva uma população à extinção.

Variabilidade genética em populações naturais:

As populações divergem como consequência de deriva gênica, mutação e seleção.

O fluxo gênico vai contra essa tendência e depende da taxa de migração (m: número de indivíduos intercambiados entre populações por geração).

O fluxo gênico aumenta a variabilidade intrapopulacional e reduz a divergência entre populações.

O isolamento completo geralmente é uma situação extraordinária, em geral as populações estão conectadas em função de sua proximidade e da mobilidade dos organismos.

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A atividade humana tipicamente reduz a taxa de migração (m) como consequência da fragmentação.

Muitas populações encontram-se agora

mais isoladas mais do que nunca antes estiveram e a isto se soma a redução do tamanho de suas

populações (particularmente de Ne!).

Limitações do enfoque genético:

Genética “ajuste fino” em conservação depois de ter resolvido os problemas em nível de hábitat.

Secundário frente à disponibilidade de hábitat e interações e processos biológicos