Comunidades I - bie212.weebly.com · FATORES LIMITANTES Espécies se distribuem independentemente. ... Fatores abióticos Menor na borda Maior na borda Característica. Resumo da

Comunidades IComunidades I

BIE-212: Ecologia

Licenciatura em Geociências e Educação Ambiental

ProgramaPrograma

IntroduIntroduççãoão

MMóódulo I: Organismosdulo I: Organismos

MMóódulo II: Populadulo II: Populaççõesões

MMóódulo III: Comunidadesdulo III: Comunidades

-- Padrões espaciaisPadrões espaciais

-- Padrões temporaisPadrões temporais

MMóódulo IV: Ecossistemasdulo IV: Ecossistemas

•• DefiniDefiniççãoão

-- SuperSuper--organismoorganismo

-- IndividualistaIndividualista

•• Padrões de riquezaPadrões de riqueza

-- ProdutividadeProdutividade

-- HeterogeneidadeHeterogeneidade

-- RelaRelaçção espão espééciecie--áárearea

-- Biogeografia de ilhasBiogeografia de ilhas

•• Resumo da aulaResumo da aula

Roteiro da aulaRoteiro da aula

NNííveis de organizaveis de organizaççãoão

ORGANISMOORGANISMO

POPULAPOPULAÇÇÃOÃO

COMUNIDADECOMUNIDADE

ECOSSISTEMAECOSSISTEMA BIOSFERABIOSFERA

ComunidadeComunidade éé o o conjuntoconjuntodas das populapopulaççõesões queque coco--

ocorremocorrem emem um dado um dado local local emem um dado tempoum dado tempo

Floresta tropical Floresta boreal

Ecologia de comunidades é a ciência que busca compreender a maneira pela qual agrupamentos de espécies estão

distribuídos na natureza

DefiniDefiniççãoão

SuperSuper--organismo ou um punhado de esporganismo ou um punhado de espéécies?cies?

SuperSuper--organismoorganismo

Do mesmo modo que os organismos, as comunidades não só têm um crescimento e desenvolvimento próprios, como também evoluem de comunidades predecessoras. Elas possuem uma ontogenia que podemos

estudar, da mesma forma que fazemos com indivíduos e espécies.

Frederic Clements(1874-1945)

CARACTERCARACTERÍÍSTICASSTICAS

•• Sistemas fechadosSistemas fechados

•• Limites clarosLimites claros

Do mesmo modo que os organismos, as comunidades não só têm um crescimento e desenvolvimento próprios, como também evoluem de comunidades predecessoras. Elas possuem uma ontogenia que podemos

estudar, da mesma forma que fazemos com indivíduos e espécies.

IndividualistaIndividualista

A vegetação de uma área é meramente o resultado de dois fatores: a migração variável

e fortuita das plantas e o ambiente, que éigualmente variável. Por isso, não há nenhuma razão inerente para que duas áreas da Terra

tivessem exatamente a mesma vegetação.

Henry Gleason (1882-1975)

CARACTERCARACTERÍÍSTICASSTICAS

•• Sistemas abertosSistemas abertos

•• Limites pouco definidosLimites pouco definidos

DiferenDiferenççasas

Gradiente ambiental

Den

sid

ad

e

po

pu

laci

on

al

•• Resultado da Resultado da

sobreposisobreposiçção fortuita de ão fortuita de

ááreas de ocorrênciareas de ocorrência

•• EspEspéécies ocorrem cies ocorrem

juntas porque possuem juntas porque possuem

requerimentos abirequerimentos abióóticos ticos

similaressimilares

Individualista

Ecótonos?

Gradiente ambiental

Den

sid

ad

e

po

pu

laci

on

al

Super-organismo

Ecótono Ecótono

•• Complexos coComplexos co--

evoluevoluíídos de espdos de espééciescies

•• EspEspéécies ocorrem cies ocorrem

juntas porque estão juntas porque estão

envolvidas em envolvidas em

interainteraçções biões bióóticas ticas

obrigatobrigatóóriasrias

Limites claros ou pouco definidos?Limites claros ou pouco definidos?

Planície pantaneira

Cheia Vazante

Peixes

?? !!

Espécie 1

Espécie 2

Espécie 3

Espécie 4

Espécie 5

Espécie 6

Espécie 7

Espécie 8

Espécie 9

Espécie 10

Espécie 11

Espécie 12

Espécie 13

Espécie 14

Espécie 15

Gradiente ambiental

Ambiente A Ambiente BEcótono

Com

posi

ção

Gradientes ambientaisGradientes ambientais

Robert Whittaker(1920 -1980)

Vegetação em encostas no sul da Califórnia



Den

sida

de p

opul

acio

nal

Montanhas Siskyou (Oregon)

Montanhas Santa Catalina (Arizona)

Gradiente de umidadeÚmido Seco

Distribuições contínuas de

espécies são a regra na natureza


Zona de intolerância

Zona de estresse

fisiológico

Espécie ausente

Espécie rara

Limite inferior de tolerância

Gradiente ambiental

ÓtimoLimite superior de tolerância

Espécie abundante

Zona de estresse

fisiológico

Espécie rara

Zona de intolerância

Espécie ausente

FATORES LIMITANTESFATORES LIMITANTES

Espécies se distribuem independentemente

Sistemas abertosSistemas abertos

-

+-

-+

++

Sistemas abertosSistemas abertos

Efeito da presenEfeito da presen çça de peixes sobre...a de peixes sobre...

Com peixes

Sem peixes

Libé

lula

s

(indi

vídu

os/5

min

)

Com peixes

Sem peixes

Abe

lhas

(vis

itant

es/2

0 m

in)

Número de abelhas visitando flores

Abundância de libélulas na borda dos lagos

Perguntas de U$ 1.000.000,00Perguntas de U$ 1.000.000,00

1. Há padrões espaciais de riqueza de

espécies?

2. Se existem padrões, quais seriam suas

causas?

3. Por que algumas comunidades têm

mais espécies que outras?

Propriedades emergentesPropriedades emergentes

Comunidade 1Comunidade 1

Comunidade 2Comunidade 2

RiquezaRiqueza

NNúúmero de espmero de espééciescies

Abundância relativaAbundância relativa

FreqFreqüüência de indivência de indivííduos de cada duos de cada espespéécie em relacie em relaçção ao total de ão ao total de

indivindivííduosduos

DiversidadeDiversidade

ÍÍndice que integra a riqueza e ndice que integra a riqueza e abundância relativa das espabundância relativa das espééciescies

Padrões de riqueza de espPadrões de riqueza de espééciescies

Há padrões espaciais de riqueza de

espécies?

Riqueza Padrão global de riqueza de mamíferos

A riqueza de espécies geralmente aumenta das latitudes maiores para as latitudes menores


• Causas históricas

•• Comunidades de zonas polares e Comunidades de zonas polares e

temperadas são mais afetadas por temperadas são mais afetadas por

eventos de extineventos de extinçção durante ão durante

glaciaglaciaççõesões


• Causas ecológicas

Temperatura no verão (Temperatura no verão (ººC)C) Temperatura da Temperatura da áágua (gua (ººC)C)

Riq

ueza

Riq

ueza

Riq

ueza

Riq

ueza

AVESAVES CARAMUJOS MARINHOSCARAMUJOS MARINHOS

Antes de avançarmos, éimportante

perguntar uma coisa...

Nú

mero

de m

ort

es

em

aci

den

tes

com

h

elicó

pte

ro n

os

EU

A

Número de filmes estrelados por Nicolas Cage

CORRELAÇÃO NÃO IMPLICA RELAÇÃO DE

CAUSA-EFEITO !!!

Produtividade e riquezaProdutividade e riqueza

Aumento da Aumento da temperaturatemperatura

Aumento da Aumento da produtividadeprodutividade

Mais alimento Mais alimento dispondispon íívelvel

Aumento da Aumento da riquezariqueza

RelaRelaçção causal entre produtividade e riquezaão causal entre produtividade e riqueza

RECURSOS

ESPESPÉÉCIESCIES

RECURSOS

ESPESPÉÉCIESCIES

EvapotranspiraEvapotranspira ççãoão (mm/ano)(mm/ano)

Riq

ueza

de

esp

Riq

ueza

de

esp

éé cie

sci

es

Endotérmicos

Ectotérmicos

•• Melhor utilização de recursos

• Mais energia para reprodução

•• Menor gasto com manutenção de temperatura corporal

• Mais energia para reprodução


A evapotranspiração é uma medida que informa sobre as

condições de temperatura e umidade relativa

Paradoxo do enriquecimentoParadoxo do enriquecimento

Parcelas Parcelas controlecontrole

2020--30 esp30 espééciescies

Parcelas enriquecidas com NParcelas enriquecidas com N

Dominância de um Dominância de um capim excapim exóóticotico


Paradoxo do enriquecimentoParadoxo do enriquecimento

K + PK + P

Riq

ueza

Riq

ueza

Espécies de árvores em florestas da Malásia em função da

disponibilidade de nutrientes no solo

Pluviosidade (mm/ano)Pluviosidade (mm/ano)

Riq

ueza

Riq

ueza

Espécies de roedores em Israel em função da precipitação anual



HETEROGENIDADEHETEROGENIDADE

Heterogeneidade e riquezaHeterogeneidade e riqueza

HETEROGENIDADE CLIMHETEROGENIDADE CLIMÁÁTICATICA

CondiCondiçções de extrema variaões de extrema variaçção de temperatura limitam o ão de temperatura limitam o nnúúmero de espmero de espéécies que podem viver em um dado local cies que podem viver em um dado local

HETEROGENIDADE AMBIENTALHETEROGENIDADE AMBIENTAL

Montanhas inserem heterogeneidade na paisagem

Diferentes fisionomias de cerrado possuem diferentes heterogeneidade

CamposCampos

Matas de Matas de galeriagaleria


Como a heterogeneidade ambiental pode aumentar a Como a heterogeneidade ambiental pode aumentar a riqueza de espriqueza de espéécies?cies?

Maior heterogeneidade = Maior diversidade de recursos


10 20 30 40 50

3

6

9

12

15

18

21

Riqueza de plantasRiqueza de plantas

Riq

ueza

de i

nse

tos

Riq

ueza

de i

nse

tos

herb

herb

íí vo

ros

vo

ros

A riqueza de espA riqueza de espéécies de insetos herbcies de insetos herbíívoros aumenta em voros aumenta em funfunçção do não do núúmero de espmero de espéécies de plantas hospedeiras cies de plantas hospedeiras


1. Dificuldade de separar diferentes efeitos

2. Pelo menos 28 hipóteses para o gradiente latitudina l


Heterogeneidade Heterogeneidade ambientalambiental

Distância de Distância de dispersãodispersão

Gra

die

nte

lati

tud

inal

Gra

die

nte

lati

tud

inal

(tem

pera

tura

e p

rod

uti

vid

ad

e)

(tem

pera

tura

e p

rod

uti

vid

ad

e)

MamMamííferos da feros da AmAméérica do Norterica do Norte


Como comunidades podem comportar mais espComo comunidades podem comportar mais espéécies?cies?

MODELO GERALMODELO GERAL

1. Maior diversidade de recursos1. Maior diversidade de recursos

2. Maior especializa2. Maior especializa çção das ão das espesp éécies no uso de recursoscies no uso de recursos

3. Maior sobreposi3. Maior sobreposi çção no uso de ão no uso de recursos entre as esprecursos entre as esp ééciescies

4. Satura4. Satura çção (uso de toda a ão (uso de toda a diversidade de recursos)diversidade de recursos)



Separação de microhabitat

Separação de dieta

RelaRelaçção espão espééciecie--áárearea

ÁÁreas maiores possuem maior nreas maiores possuem maior n úúmero de espmero de esp éécies...cies...

ÁÁrea (hectares)rea (hectares)

NNúú

mer

o de

esp

mer

o de

esp

éé cie

sci

es

ÁÁrea (Kmrea (Km 22))

Aves em parques nacionais dos EUAAves em parques nacionais dos EUA MamMamííferos em topos de montanhasferos em topos de montanhas


...porque possuem maior heterogeneidade de habitats ou ...porque possuem maior heterogeneidade de habitats ou microhabitatsmicrohabitats ......

lnln ÁÁrea (hectares)rea (hectares) NNúúmero de habitatsmero de habitats

lnlnR

ique

za d

e es

pR

ique

za d

e es

p ééci

esci

es

lnlnR

ique

za d

e es

pR

ique

za d

e es

p ééci

esci

es

Riqueza de mamRiqueza de mamííferos australianosferos australianos


...ou simplesmente porque possuem mais espa...ou simplesmente porque possuem mais espa ççoo

ln Volume de água (ml)

lnR

ique

za d

e es

péci

es

Macroinvertebrados aquáticosBromélias-tanque


Mas será que sóa área importa?

Biogeografia de ilhasBiogeografia de ilhas

Distância (103 km)

Riq

ueza

na

ilha

/ Riq

ueza

no

cont

inen

te

Anos

Riq

ueza

s de

pla

ntas

na

ilha

Dispersas pelo vento

Dispersas por animais

Dispersas pela água

MacArthur & Wilson (1963)



Desenho de reservas biolDesenho de reservas biolóógicasgicas

MelhorMelhor PiorPior Por quê?Por quê?

Áreas maiores são melhores que áreas menores porque comportam mais espécies e mais indivíduos de cada espécie

Áreas intactas são melhores que áreas fragmentadas porque comportam mais espécies e não há problemas de dispersão

Áreas próximas são melhores que áreas isoladas porque facilitam dispersão e a colonização em caso de extinção local

Disposição agrupada é melhor que disposição linear porque facilitam dispersão entre áreas

Áreas conectadas por corredores são melhores do que áreas isoladas porque a dispersão é facilitada

Desenhos de reservas biolDesenhos de reservas biolóógicasgicas

MelhorMelhor PiorPior

Por quê?Por quê?Reservas circulares são melhores que reservas com outros formatos porque a relação borda / área é a menor possível

EFEITO DE BORDAEFEITO DE BORDA

Riqueza de espécies

Mortalidade de árvores

Herbivoria

Processos ecológicos

Dispersão por mamíferos e aves

Predação em ninhos de aves

Cobertura do dossel

Densidade de árvores

Vegetação

Densidade de lianas

Luminosidade

Temperatura do ar

Umidade do solo

Umidade relativa do ar

Fatores abióticos

Menor na borda

Maior na borda

Característica

Resumo da aulaResumo da aula

Gradiente ambiental

Den

sid

ad

e

po

pu

laci

on

al

• Comunidades são sistemas abertos, sem limites claros e resultado da sobreposição de espécies ocorrem juntas po rque possuem requerimentos abióticos similares

• A riqueza de espécies em uma comunidade pode ser influenciada pela produtividade, heterogeneidade e pe la área

1. Maior diversidade de recursos1. Maior diversidade de recursos

2. Maior especializa2. Maior especializa çção das ão das espesp éécies no uso de recursoscies no uso de recursos

3. Maior sobreposi3. Maior sobreposi çção no uso de ão no uso de recursos entre as esprecursos entre as esp ééciescies


Como comunidades podem comportar mais espComo comunidades podem comportar mais espéécies?cies?

INTERVALO!INTERVALO!

VOLTAMOS EM VOLTAMOS EM 20 MINUTOS20 MINUTOS


A teoria de biogeografia de ilhas faz previsões sobre c omo a riqueza de espécies em uma mancha ambiental deve vari ar em

função da área e da distância até a fonte colonizado ra

EGrande

EPequena

Grande

Pequena

Tax

a

Número de espécies na Ilha

SP SG

TAMANHO DA ILHA

TAXA DE EXTINÇÃO (E)


Colonização de novas espécies

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