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Ecologia de Populações e Comunidades
Profa. Isabel Belloni Schmidt
Dept. Ecologia – UnB
Biogeografia
O que é Biogeografia
O que é Ecologia?
Estudo de padrões de distribuição e abundância de organismos; interações entre organismos e destes com o meio abiótico.
O que é Biogeografia?
Estudo de padrões de distribuição da diversidade biológica considerando fatores geográficos e históricos (tempo ecológico e geológico).
Padrões de diversidade • Relação espécie-área
– ↑ área → ↑ populações → ↓ risco extinções
– ↑ área → ↑ heterogeneidade → ↑ nichos disponíveis
↑ heterogeneidade amb. → ↑diversid. de recursos
↓
↑ diversid. de nichos = diversidade de espécies
O que é Biogeografia? Estudo de padrões de distribuição da diversidade biológica considerando fatores geográficos e históricos (tempo ecológico e geológico).
Variações climáticas
Como são feitas medidas de temperatura do ar há 400.000 anos atrás?
[CO2] = 270ppm
[CO2] = 370ppm
E as taxas de extinção atuais de espécies?
• 6o evento geológico de extinção em massa;
• Causado por humanos;
• Taxa 2 ou 3x maior que a taxa de extinção de fundo típica da
histórica geológica da Terra;
• Predição: extinção de 50% das espécies em 100 anos;
• Atualmente, usos antrópicos correspondem a 50% da energia
disponível para a vida no planeta;
• Taxa de extinção em décadas e não em milhares de anos.
Hipótese do tempo (Wallace 1878) Eoceno: - 54 mi. anos Oligoceno: - 38 mi. anos
Mioceno: - 24 mi. anos Último máx. glacial: ~10 mil anos atrás
Presente
Trópicos vs. áreas temperadas
Diferenças em: - Produtividade primária; - Condições extremas (não só temperatura: mangues,
alagados, desertos...)
• Quantidade de recursos (luz, água, temperatura, nutrientes);
• Heterogeneidade espacial (topografia, geologia, microhabitats);
• Heterogeneidade climática (diária e anual);
• Interações biológicas.
O que influencia padrões de biodiversidade?
Fatores filogenéticos
• Inércia evolutiva;
• Por que só há mamíferos marsupiais na Austrália?
Mamíferos placentados e marsupiais têm nichos ecológicos necessariamente diferentes?
Teoria de Biogeografia de Ilhas
• Robert MacArthur & E. O. Wilson 1960s
• Tenta explicar diferenças na riqueza de espécies em ilhas
E. O. Wilson
Robert MacArthur
O que é uma ilha? Qualquer fragmento de um ecossistema/habitat isolado de outro ecosistema/habitat similar
Terra rodeada de água Topos de morros rodeados por áreas baixas
Lagos rodeados por terra
Vegetação natural rodeada por monocultura
Kipukas – florestas não destruídas por lava vulcânica
Campos úmidos do Cerrado
Predições:
- Número esperados de espécies em equilíbrio numa ilha depende das taxas de imigração e extinção;
- Equilíbrio: taxa de imigração = taxa de extinção;
- Ou seja: para cada espécie extinta, uma nova espécie coloniza a ilh.
Teoria de Biogeografia de Ilhas
Premissas e parâmetros do modelo
• Premissas: - Existe um ‘continente’ = fonte de espécies imigrantes; - Extinções e migrações de espécies são aleatórias (não há superioridade competitiva ou de dispersão entre espécies)
• Parâmetros (efeitos) : 1) Tamanho de ilha (pequena vs. grande); 2) Proximidade com o continente: (longe vs. perto).
Taxa de imigração & distância entre ilha e continente
• Imigrantes vindos do continente;
• Distância da ilha (isolamento) afeta taxas de colonização (imigração);
• Ilhas + próximas maior taxa de imigração
• Por que? – Maior probabilidade de
chegada Number of resident species
Imm
igra
tio
n r
ate
Near
island
Far
island
Com o aumento no número de espécies na ilha, diminui a taxa de imigração. Por que?
↑ número de espécies ↓ probabilidade de chegada de spp. novas
• Tamanho da ilha afeta taxa de extinção:
• Ilhas menores maiores taxas de extinção
• Por que? – Menor diversidade de habitats
– Área menor populações menores maior risco de extinção
• Com aumento do número de espécies na ilha, aumentam as taxas de extinção. Por que?
Taxa de extinção & tamanho da ilha
Number of resident species E
xti
ncti
on
rate
Large
island
Small
island
↑ número de espécies ↑ competição; ↑ número de espécies ↑ número de espécies que podem se extinguir
• Quais ilhas têm a menor e a maior riqueza de espécies?
• Equilíbrio dinâmico – composição de spp. pode variar;
• Ou seja, no equilíbrio o número de spp. é constante mas a composição de espécies da comunidade não.
Equilíbrio = conjunto das taxas de imigração e extinção:
Teoria de Biogeografia de Ilhas
Número de espécies
Taxas d
e im
igra
ção
ou
exti
nção
Ilha
longe
Ilha
pequena Ilha
perto
Ilha
grande
• Efeito resgate: Ilhas mais próximas do continente
podem ter menos extinções porque a chegada de novos indivíduos da mesma espécie é muito frequente.
• Efeito do alvo: ilhas maiores são ‘alvos’ mais fáceis de ser atingidos
Number of resident species E
xti
ncti
on
or
imm
igra
tio
n r
ate
Teoria de Biogeografia de Ilhas
Biogeografia de ilhas e conservação
• Modelo conceitual para entender processos resultantes da fragmentação de habitats em populações e comunidades;
• Sugere ferramentas para a conservação.
Área antes contínua é subdividida e isolada, por ações antrópicas
Área antes contínua é subdividida e isolada, por ações antrópicas.
Fragmento = ilha
Número de espécies
Taxas d
e im
igra
ção
ou
exti
nção
Ilha
longe
Ilha
pequena Ilha
perto
Ilha
grande
Quão rápida é a extinção de espécies em novos fragmentos? Ponto de equilíbrio demora para ser atingido (décadas ou séculos); Déficit de extinção
Consequências da fragmentação: efeito de borda
• Interior ≠ da borda do fragmento:
– Umidade;
– Luz
– Temperatura
– Vento
– Parasitas e predadores.
• Borda com qualidade reduzida → redução do tamanho efetivo do fragmento → riqueza de spp. menor que o esperado.
Ferramentas de conservação
Efeito resgate, reduz o isolamento entre fragmentos menor extinção e maior número de espécies em
equilíbrio
Corredores ecológicos
Aumenta o tamanho efetivo dos fragmentos potencial aumento do número de espécies no equilíbrio
Restauração
Ferramentas de conservação
Padrões de diversidade
• Dispersão e vicariância
• Por que só há mamíferos marsupiais na Austrália?
Mamíferos placentados e marsupiais têm nichos ecológicos necessariamente diferentes?
Último máx. glacial: ~10 mil anos atrás
Dispersão vs. vicariância
Mesmas espécies ocorrendo em áreas disjuntas de savana na América do Sul. O que explica este padrão biogeográfico: Dispersão ou Vicariância?
Complexo Maui Nui: 1 único vulcão, ilhas interconectadas
Dispersão vs. vicariância
Dispersão Vicariância
Planejamento • Próxima aula – 31 outubro: PROVA 2 (25% da nota)
Capítulos: 14 a 21
+ material no Moodle
Relatório 2ª prática:
- dados dos censos de plantio
- faltantes
Terceiro módulo: Ecologia aplicada
- Invasões biológicas, restauração, extrativismo, mudanças climáticas, etc.