Ecologia de Comunidades

O que é uma comunidade?

� Assembléia de populações de espécies que ocorrem juntas no tempo e no espaço (Begon 1996; Krebs 2001)..

� Clements (1916, 1936): comunidades como unidades discretas, com limites abruptos e organização única.

Comunidades fechadas: as espécies são fortemente associadas e sua distribuição coincide com a distribuição da comunidade como um todo.

� Gleason (1926, 1939): comunidades como associações fortuitas entreorganismos cujas adaptações permitem a eles viverem juntos emcondições particulares.

Comunidades abertas: sem limites naturais, com as espécies se distribuindo de forma independente.

Comunidadesfechadas

Comunidadesabertas

Zonas de transição

Propriedades emergentes de comunidades

� Composição de espécies:

� Diversidade de espécies

Riqueza

No. de espécies que compõem a comunidade

Diversidade

Abundância

Quantidade de indivíduos de cada espécie dentro da

comunidade

Dominância

Maior abundância de

uma determinada espécie em

relação a outras na comunidade

Equitabilidade

Homogeneidade na ocorrência numérica das espécies na comunidade

Índices de diversidade

� Índice de Shannon-Weaver: ∑ pi lnpiH’ = -

Onde:

Pi é a abundância proporcional de cada espécie i; é obtida pela divisão do no. de indivíduos de cada espécie (ni) pelo no. total de indivíduos na amostra (N).

� Índice de Simpson (D) ∑ pi2D =

� Esta função indica a probabilidade de que dois quaisquer indivíduos amostrados na comunidade sejam da mesma espécie;

� O valor de D aumenta com a diminuição da diversidade. Desta forma, este índice é comumente expresso por 1-D ou 1/D;

Tipos de diversidade:

� Local ou alfa → número de espécies em um habitat;

� Regional ou gama → número de espécies em todos os habitats de umaregião;

� Beta → diferenças na composição de espécies entre habitats.

� Abundância relativa das espécies;

Diagramas de ranking de abundância de espécies

� Estrutura trófica

Teias tróficas

Riqueza:�No. de níveis tróficos;�No. de conexões;

Comprimento de cadeias tróficas

� Fluxo de energia: produtividade e eficiência ecológica.

� Estabilidade dinâmica: cadeias longas não são estáveis.

Capacidade de resistir a um distúrbio e de se recuperar após um distúrbio.

Proporção dos organismos em cada nível trófico

Desenvolvimento de comunidades: sucessão

� É o padrão de colonização e extinção não-sazonal, direcional e contínuode um local por populações de espécies (Begon 1996).

� Tipos de sucessão� Degradativa;� Alogênica → forças geoquímicas e físicas externas;� Autogênica → processos biológicos.

� Sucessão primária e secundária

� Sucessão secundária: floresta de carvalho

7 anos 15 anos

35 anos95 anos150 anos

Sucessão no Cerrado

Campo limpo

Campo sujo

Campo cerrado

Cerrado sensu strictu Cerradão

Sucessão e comunidades animais

Características das espécies

Pioneiras Tardias

Sementes Muitas Poucas

Tamanho das sementes Pequenas Grandes

Capacidade de dispersão Grande Pequena

Viabilidade no solo Longa Curta

Razão raiz/ramos Pequena Grande

Taxa de crescimento Rápida Devagar

Tamanho na maturidade Pequeno Grande

Tolerância à sombra Baixa Alta

Clímax

� É a comunidade final ou estável numa série sucessional (Krebs 2001).

É auto-perpetuada e em equilíbrio com o ambiente físico e biótico.

�Monoclímax: Clements (1936) → determinado unicamente pelo clima.

� Policlímax: Tansley (1939) → determinados por umidade e nutrientesdo solo, atividade de animais, etc.

�Whittaker (1953) → continuum de clímaxes determinados por um balanço dinâmico com gradientes ambientais.

Resultado do clima, solo, topografia, fatores bióticos, fogo, vento, salinidade e até acaso.

Padrões de riqueza de espécies

Fatores regionais/históricos

Diversidade: produto da evolução, dependente do tempo disponível para desenvolvimento da biota.

Regiões tropicais Mais antigasMais tempo

disponível para a evolução de uma

maior variedade de organismos.

Mais estáveis e livres de eventos

catastróficos, como glaciações.

Maior tempo ininterrupto para evolução dascomunidades.

Gradiente latidudinal

Fatores locais/ecológicos

Heterogeneidade espacial

Produtividade

Maior quantidade de recursos disponíveis

Maior diversidade

Populações maiores

Redução das taxas de extinção

Produtividade Maior em regiões tropicais

Maior faixa de recursos

disponíveis

Maior diversidade

Maior quantidade de recursos disponíveis

Menor diversidade

� Competição como força estruturadora: controverso

� Predições:

� Competidores que coexistem em uma comunidade devem exibirdiferenciação de nicho, ainda que mínima;

� Esta difereneciação de nicho se manifestará frequentemente comodiferenciação morfológica;

� Dentro de uma comunidade, é improvável que competidores potenciais com pouca ou nenhuma diferenciação de nicho coexistam. Suas distribuições no espaço seriam negativamente associadas.

Competição interespecífica

Seleção natural em regiões tropicais

Controlada principalmente por fatores bióticos

Maior influência da competição

interespecífica

Requerimentos de habitat mais restritos

Dietas mais restritas

Maior diversidade βMaior diversidade α

Competição interespecífica e gradiente latitudinal

Predação

Papel da predação na estrutura de comunidades

� Coexistência mediada por exploração:

Predação Maior em regiões tropicais

Redução da competição

interespecífica das presas

Distância (m)

Sobrevivência (%)

Indivíduo

parental

Novos indivíduos

Teoria da Biogeografia de Ilhas - área e isolamento

� O número de espécies em uma ilha é resultado do balanço entre as taxas de imigração e extinção.

Tamanho da ilha

S = cAz

S = número de espécies;

A = área da ilha;

c = constante que indica o número de espécies por unidade de área;

z = constante que indica a inclinaçãoda linha relacionando S e A;

Distância de fontes colonizadoras

Distúrbio

Dinâmica de manchas: comunidades controladas por dominância

Hipótese do Distúrbio Intermediário (Connell 1978)

Distúrbios: comunidades fora do equilíbrio

Comunidades controladas por fundadores

Loteria competitiva

Produçãode espécies

Diversidaderegional

Diversidadelocal

Exclusãocompetitiva

Seleção de

habitat

Intercâmbiobiótico

Extinçõesem massa

Exclusão porpredação

Extinçãoestocástica

Relação entre diversidades local e regional