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M it lé d é iMuito além das espécies...
Filogenia, traços funcionais e a l i d id decologia de comunidades
Marcus V CianciarusoMarcus V. Cianciaruso
Laboratório de Ecologia e Funcionamento de Comunidades
1
Departamento de Ecologia, Universidade Federal de Goiás
o que veremos nos próximos 30-40 i tminutos…
1) d “ ” b d d di id d1) duas “novas” abordagens de diversidade
2) algumas coisas que podemos fazer com elas2) algumas coisas que podemos fazer com elas
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ECOLOGIA É UMA CIÊNCIAECOLOGIA É UMA CIÊNCIA
COMPREENDER O MUNDO NATURAL
CONHECERCONHECER
PREVER
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RESOLVER PROBLEMAS
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RESOLVER PROBLEMAS
PRÁTICOS TEÓRICOSECOLOGIA
OPERACIONALIZAÇÃOOPERACIONALIZAÇÃO(como fazer)
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OPERACIONALIZAÇÃOOPERACIONALIZAÇÃO
INVESTIGAR DIVERSIDADE INVESTIGAR PROCESSOS OU
FUNÇÕES
DIVERSIDADE BIOLÓGICA
FUNÇÕES
- produtividade - riqueza- sequestro de carbono
-- ciclagem de nutrientes
riqueza- equabilidade
í di-- ciclagem de nutrientes-- estabilidade
- índices
- interações
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previsõesp• seria importante conseguir prever as funções se a po a e co segu p e e as u ções
da comunidade, com base em algum descritor da diversidade biológicada diversidade biológica
medidas tradicionais de diversidade como a• medidas tradicionais de diversidade, como a riqueza de espécies, são as ferramentas mais
ili d dutilizadas para descrever a estrutura e o funcionamento das comunidades
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quantificação tradicional da diversidade
espécie Aespécie A
espécie B
espécie C
espécie B
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quando usamos a riqueza de espécies...
1. todas as espécies tem o mesmo peso no1. todas as espécies tem o mesmo peso no cálculo da diversidade
Elaenia cristataRhea americana
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Rhea americana
1. todas as espécies tem o mesmo peso no cálculo da diversidadeda diversidade
Distância Evolutiva
10(Hacket et al. 2008 Science)
1. todas as espécies tem o mesmo peso no cálculo da diversidadeda diversidade
massa = aprox. 60g
insetívora
arborícola
Distância Ecológica
massa = aprox. 35kg
onívora
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terrícola
quando usamos riqueza de espécies ou índices “tradicionais” de diversidade
2 todos os indi íd os de ma mesma
tradicionais de diversidade...
2. todos os indivíduos de uma mesma espécie são idênticos
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tendo em vista essas limitações as medidas tendo em vista essas limitações, as medidas tradicionais tendem a explicar pouco e prever fracamente
fraco poder de generalização
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Ecologia de comunidadesEcologia de comunidades
ORGANISMOSORGANISMOS
Relações Evolutivas
Relações Ecológicas
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Como incorporar as informaçõesComo incorporar as informaçõesevolutivas (filogenéticas)?
Qual a idade?Qual a idade?
Clado das monocotiledôneas(fonte: www.tolweb.org)
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Como saber a idade?
• Registro fóssil (famílias e ordens)
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Como saber a idade?
Relógios moleculares – assume-se que a taxa de mutação de uma molécula é constante
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Como quantificar a diversidade filogenética ?
diversidade filogenética (PD):soma dos comprimentos dos braços da árvore
filogenética que conectam todas as19
filogenética que conectam todas as espécies de uma comunidade
Qual a mais diversa ?
comunidade Acomunidade AS = 4
comunidade BS = 4
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“Como espécies do mesmo gênero têm normalmente algumas similaridades em hábito e constituição ealgumas similaridades em hábito e constituição, e sempre em estrutura, a luta será mais severa entre espécies do mesmo gênero, quando elas competemespécies do mesmo gênero, quando elas competem entre si, do que entre espécies de gêneros distintos”
espécies mais aparentadasp pdevem ser ecologicamente
mais similaresmais similares
competição é maior entre espécies mais similares
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espécies mais similares
regras de montagem (assembly rules)regras de montagem (assembly rules)
(W bb t l 2002)23
(Webb et al. 2002)
Se isso for verdade então a diversidade filogenética é uma boa substituta da diversidade
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filogenética é uma boa substituta da diversidade de características ecológicas das espécies...
o que nem sempre é o caso ...q p
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Por que não incorporar q p(diretamente) as diferenças ecológicas entre as espécies
did dem uma medida de diversidade??
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O que é diversidade funcional?O que é diversidade funcional?
a diversidade funcional envolve o conhecimento das comunidades baseado no que os organismos “fazem” sem se preocupar com a sua história evolutivacom a sua história evolutiva
essa abordagem baseia-se portanto, nas características funcionais dos organismoscaracterísticas funcionais dos organismos
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diversidade funcional
ó iornitocórica anemocóricaur
a
quiropterocóricaaltu
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diversidade funcional
a diversidade funcional é dada pela t ã d dif d t í tiextensão das diferenças das características
funcionais entre as espécies de uma comunidade (Tilman 2001)
características funcionais são características funcionais são características consideradas relevantes por
t bi t l isuas respostas ao ambiente ou pela maneira que afetam o funcionamento/processos das
29comunidades
como calcular a diversidade funcional?
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como calcular a diversidade funcional?
comunidade 1: espécies C e A; comunidade 2: espécies L S H comunidade 2: espécies L, S, H
ísp Características funcionais
X Y Z
C 2 2 3C 2 2 3L 2 3 3A 1 6 31 6 3S 4 7 8H 8 4 16
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matriz de distânciamatriz de distância
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a partir daquela matriz constrói se um a partir daquela matriz, constrói-se um dendrograma
Unweighted pair-group averageEuclidean distances
C
A
L
S
H
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0 2 4 6 8 10 12 14
Distance
Porém...
... todos indivíduos AINDA são... todos indivíduos AINDA são considerados idênticos!!
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(Cianciaruso et al. 2009 Ecology)
Ao invés de nos preocuparmos com espécies, porque não incluir as diferenças espéc es, po que o c u s d e e ç s
entre indivíduos?
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Existem duas propriedades interessantes nessa abordagemabordagem
a) inclusão da variação intra-específica das t í ti f i i ã i t tcaracterísticas funcionais, que são importantes
para vários processos das comunidades
b) d d d f i i i d ib) uso de dados funcionais mais acurados e mais adequados para responder várias hipóteses
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• é possível incluir a variação intra-específica de duas formas:
1)spFD quando a característica das espécies está rotulada as diversas áreas em que ela ocorrerotulada as diversas áreas em que ela ocorre
ou
2) iFD quando também incluímos a variabilidade2) iFD quando também incluímos a variabilidade dentro das áreas de estudo
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Ok… e o que podemos fazer com essas medidas?Ok… e o que podemos fazer com essas medidas?
Di id d F i tDiversidade vs. Funcionamento
Regras de montagem (assembly rules)
Consequência de extinçõesq ç
Ecologia da Conservação (seleção de reservas, áreas prioritárias etc)
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p )
Diversidade vs. Funcionamento
Dí & C bid (2001) t d Díaz & Cabido (2001) encontraram grande número de trabalhos onde a diversidade funcional
l i f i t dse relacionou com o funcionamento das comunidades enquanto que a diversidade
“t di i l” ã l i39
“tradicional” não se relacionou
Diversidade vs. Funcionamento
(Cadotte et al. 2010)(Cadotte et al. 2010)
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Regras de montagem (assembly rules)
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Regras de montagem (assembly rules)
(Loiola et al. 2010 Flora)
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áreas de cerrado com diferentes regimes de fogo Parque Nacional das Emas (GO)Parque Nacional das Emas (GO)
anual trienal
protegida
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fogo não altera a diversidade funcional das assembléias herbáceas...e b ce s...
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... mas a composição de espécies é diferente
Regras de montagem (assembly rules)
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Conservação
(Meijaard et al. 2008 Biotropica)
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Conservação
(Ernst et al. 2006 Biological Conservation)
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ambientes florestais
aves
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ambientes savânicos \ campestres
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Extinção \ Conservação
(Purvis et al 2000 Science)
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(Purvis et al. 2000 Science)
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(Loyola et al. submetido)
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55(Loyola et al. submetido)
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banco regional de espécies
(fogo) (competição)
filtros ambientais similaridade limitante
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filtros ambientais
comunidades
