Ecologia de Populações e Comunidades - Aprender

15/10/2013
Ecologia de Populações e
Comunidades
Efeito na espécie 1
Efeito na espécie 2
+
-
Consumidor-recurso
-
-
Competição
+
+
Mutualismo
+
0
Comensalismo
-
0
Amensalismo
Profa. Isabel Belloni Schmidt
Dept. Ecologia – UnB
[email protected]
Comunidades – recapitulando:
Interações interespecíficas
Sucessão
Interações - Regulações populacionais
4º
3º
2º
Nível Trófico
Controle
Tam. Pop. Relativo
Predadores (topo)
Disponibilidade de recursos
Alto (próximo a k)
Herbívoros
Predação
Baixo (abaixo de K)
Plantas (base)
Disponibilidade de recursos
Alto (próximo a k)
Decompositores
Disponibilidade de recursos
Alto (próximo a k)
1º
Mundo verde
Mundo marrom
Mundo verde
Mundo marrom
Interações - Regulações populacionais
Nível Trófico
Controle
Tam. Pop. Relativo
Predadores (topo)
Disponibilidade de recursos
Alto (próximo a k)
Herbívoros
Predação
Baixo (abaixo de K)
Plantas (base)
Disponibilidade de recursos
Alto (próximo a k)
Decompositores
Disponibilidade de recursos
Alto (próximo a k)
Defesas contra herbivoria
-Fuga no tempo ou espaço;
- Defesas químicas e mecânicas.
1
15/10/2013
Defesas contra herbivoria
Atração de predadores;
Herbivoria no Cerrado
• Alta diversidade (2-3 x mais espécies que numa
savana temperada – Arizona, USA);
• Baixa densidade (11 x menor que no Arizona);
• Plantas com lagartas – Cerrado: 12% vs. 49%
Arizona.
Marquis et al. 2002
Outros herbívoros?
Interações tri-tróficas
Herbivoria por formigas
89 colônias de formigas:
>15 toneladas de biomassa/ano
825 kg de biomassa/ha/ano!
Consumo de folhas verdes:
558 kg/ha/ano → ≈ 15% da produção total!
Efeito na espécie 1
Efeito na espécie 2
+
-
Consumidor-recurso
-
-
Competição
+
+
Mutualismo
+
0
Comensalismo
-
0
Amensalismo
• Herbivoria
• Predação
• Parasitismo – parasitas vs. parasitóides
Costa et al. 2008
2
15/10/2013
O aumento da população de predadores
ocorre em média dois anos após o
aumento da população de presas.
Efeito da predação na evolução
Variável “X”
Espécie A
não preda B
Morrem
Espécie A
preda B
Morrem
Espécie B não é
predada por A
Tempo
Estratégias de fuga
Efeito na espécie 1
Efeito na espécie 2
Coloração críptica
+
-
Consumidor-recurso
-
-
Competição
+
+
Mutualismo
+
0
Comensalismo
-
0
Amensalismo
Coloração de advertência
Mimetismo
-
Proteção
Velocidade
+
-
Tamanho
+
-
Competição intraguilda
Competição aparente
Aumento na população de 1 sp. de pulgão
pode prejudicar a população da outra
espécie de pulgão
Pardal e joaninha estão na mesma guilda
(consumidores primários)
Mas o pardal pode também predar a joaninha
+
+
-
+
-
+
-
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
+
+
-
+
-
+
-
-
+
+
-
+
+
-
3
15/10/2013
Competição explorativa
Exclusão competitiva
Competição por interferência
Efeito da competição na evolução
Processo de exclusão
competitiva
Parasita
Gasto de energia com competição
-
-
Predador
-
Nicho ecológico
Nicho A
Competição por
interferência
-
-
Espécie A é melhor
competidora que
espécie B
-
Baixa reprodução
Competição
aparente
Alta reprodução
Tempo
Nicho B
Espécie B não está
competindo com a
espécie A
Tempo
-
-
Predador
-
-
Baixa reprodução
Competição
aparente
Alta reprodução
+
Mutualista
+
Tempo
Disponibilidade
de recurso
Competição por
interferência
-
-
+
-
Amensalismo
Processo de exclusão
competitiva
Competição
intraguilda
Parasita
-
-
Predador
-
Baixa reprodução
Competição
aparente
Alta reprodução
Descendentes
adaptados
+
Mutualista
+
Disponibilidade
de recurso
Competição por
interferência
-
Tempo
Comensalismo
Competição
intraguilda
-
Nicho ecológico
Processo de exclusão
competitiva
Parasita
Nicho ecológico
Recurso “X”
Espécie A
sobrevive
Competição
intraguilda
+
-
Comensalismo
Amensalismo
4
15/10/2013
Riqueza X Diversidade
Espécie-chave
É uma espécie que exerce influência no ecossistema de forma desproporcional
à sua densidade relativa.
É uma espécie que exerce influência nos níveis tróficos inferiores impedindo
que as espécies competitivamente superiores monopolizem os recursos críticos
Riqueza = nº de espécies
Diversidade = nº de espécies + abundância relativa das espécies
Sucessão ecológica
Espécie pioneira vs. espécie tardia
• Processo de mudança de espécies e estrutura
de uma comunidade ao longo do tempo;
- Influência de fatores bióticos e abióticos nas
condições ambientais que permitem a
colonização por diferentes tipos de espécies
Sucessão primária ou secundária?
• Sucessão primária (hábitats recém-formados)
• Sucessão secundária
5
15/10/2013
Sucessão
Sucessão – comunidade clímax
• Comunidades climax (na ausência de perturbação)
tendem a se manter estáveis
“última instância do desenvolvimento da comunidade”
• Se perturbadas (incêndio, desmatamento, furacões,
etc) podem se recuperar
Sucessão – comunidade clímax
Sucessão – comunidade clímax
Perturbações
Hipótese do distúrbio intermediário
Nível de perturbação
Nível de perturbação
Resiliência = Velocidade com que a comunidade retorna ao seu estado de origem
após uma perturbação.
Riqueza de espécies
Nível de perturbação
Efeitos no sistema
Efeitos no sistema
Efeitos no sistema
Riqueza máxima
Distúrbio
Tempo
6
15/10/2013
Padrões de biodiversidade
Padrões de biodiversidade
Nos cinturões latitudinais: temperatura; produtividade; heterogeneidade topográfica
Padrões de diversidade
Padrões de diversidade
• Relação espécie-área
– ↑ área → ↑ populações → ↓ risco extinções
– ↑ área → ↑ heterogeneidade → ↑ nichos disponíveis
↑ heterogeneidade amb. → ↑diversid. de recursos
↑ produtividade → ↑diversidade de espécies?
Não necessariamente = paradoxo da produtividade
↓
Número de espécies local
↑ diversid. de nichos = diversidade de espécies
Nº de sp Abundância
Muita competição
1
100%
2
50%
3
33%
4
25%
Espécies melhores competidoras dominam:
Exclusão competitiva
Padrões de biodiversidade
Numa região a diversidade parece ser influênciada pela
complexidade estrutural dos habitats locais.
Pouca competição
Número de espécies regional
Morfologia = indicador de
Papel ecológico
7
15/10/2013
Países megadiversos
Países megadiversos
Hotspots de Biodiversidade
Conceito de comunidade: Conjunto de populações em uma
mesma área.
- Comunidade de uma área de campo limpo de Cerrado;
- Comunidade de uma área de mata de galeria;
- Comunidade vegetal;
- Comunidade de gramíneas;
- Comunidade animal;
- Comunidade de predadores, etc.
F. E. Clements (1900’s) – “comunidade
são como unidades discretas com
fronteiras nítidas e uma organização
única.”
Comunidade fechada
Comunidade aberta
Abundância
• H. A. Gleason (1920’s)– “comunidade é uma
associação fortuita de organismos cujas adaptações
os capacitam a viver juntos sob condições físicas e
biológicas particulares que caracterizam um
determinado lugar.”
Abundância
Gradiente ambiental
Gradiente ambiental
8
15/10/2013
Abundância
Clements vs. Gleason (1900-1950/60)
Gradiente ambiental
- Sucessão
determinística;
- Comunidade como
um organismo;
- Sucessão em direção
clímax, estável.
Equilíbrio dinâmico (1950/60 - )
Ecótono
Robert Whittaker; John Curtis, J. Connell, et. al.
• Sucessão como processo complexo, influenciado
por diversos mecanismos;
• Abandono da ideia (fixa) de comunidade clímax;
• Sucessão multidirecional (e não unidirecional)
- Sucessão nãodeterminística;
- Associações
interespecíficas
casuais;
- Grande influencia de
acaso e distúrbios;
- Sucessão em direção
clímax, estável.
• Fronteiras entre comunidades, aonde há uma
substituição de espécies ao longo de um
gradiente.
Equilíbrio dinâmico
Padrões de biodiversidade
Formações florestais
Numa região a diversidade parece ser influênciada pela
complexidade estrutural dos habitats locais.
Mata de Galeria
9
15/10/2013
Tipos Fisionômicos do Cerrado
Tipos Fisionômicos do Cerrado
Mata Ciliar
Cerradão
Formações savânicas
Mata Seca
• Cerrado
Denso
Típico
• Cerrado rupestre
Parque Cerrado
Presença de árvores
agrupadas em
pequenas elevações do
terreno - murundus ou
monchões.
Trechos com árvores: 36 m, cobertura de 5% a
20% ou 50% a 70% (só
os trechos com árvores)
10
15/10/2013
Guerobal: Syagrus
oleracea (gueroba);
Babaçual: Attalea
speciosa (babaçu);
Macaubal: Acrocomia
aculeata (macaúba).
Veredas
Palmeirais
Presença marcante de uma única espécie de palmeira arbórea
praticamente não há destaque das árvores dicotiledôneas.
Podem ser encontrados pelo menos 4 subtipos
Em geral os Palmeirais do Cerrado são encontrados em terrenos
bem drenados, embora um dos subtipos (Buritizal) ocorra em
terrenos mal drenados, onde pode haver a formação de galerias
acompanhando as linhas de drenagem, em uma típica estrutura
de floresta.
• Campo Limpo – Campo sujo
Vegetação em mosaico
• Campo rupestre
Alguns exemplos...
11
15/10/2013
Alguns exemplos...
Determinantes da vegetação no Cerrado
• Precipitação sazonal (Clima),
• Fertilidade e drenagem do solo (geologia +clima),
• Regime de fogo (natural e antrópico)
- frequência, época, tipo, combustível
(quantidade e qualidade) e comunidade vegetal
• Flutuações climáticas do especialmente
quaternário (1,8 m.a.)
Cerrado – tipo de vegetação
Savanas em geral são classificadas em 4 tipos:
(1) Baixa disponibilidade de água e alto suprimento de
nutrientes
(2) Alta disponibilidade de água com pobreza extrema de
nutrientes no solo
(3) Limitação tanto de água quanto nutrientes
(4) Sem limitação de água ou nutrientes
Em qual destes se enquadra o Cerrado?
A maior parte da vegetação do Cerrado pode ser
incluída no tipo 2 (raramente no tipo 3)
Espécies acumuladoras de Alumínio
• Alumínio em solos de pH≤ 5: Al+++ (predominante)
• Em pH>5: Al(OH)++; Al(OH)2+; Al(OH)3
Al+++
Possíveis benefícios da absorção de Al
Miconia albicans
é tóxico para > parte das plantas cultivadas
Espécies aluminiofílicas
- maior absorção de nutrientes, K e P
- Ex. Vochysiaceae que ‘acumulam’ Al
mesmo em solos calcários
E para as espécies do Cerrado?
Vochysia thyrsoidea
12
15/10/2013
Planejamento
• Próxima aula – 17 outubro: SAÍDA DE CAMPO
(Rebio Contagem, Parque Nacional)
Encontro 8h no estacionamento da L4 norte
Calça, bota/tenis, chapeu, capa de chuva!
Prova 2 - 31 outubro:
Capítulos: 14 a 21
+ material no Moodle
13