Slides_aula_10_biogeografia Arquivo - Aprender

Ecologia de Populações e
Comunidades
Profa. Isabel Belloni Schmidt
Dept. Ecologia – UnB
[email protected]
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).
Extinções em massa – tempo geológico
Padrões de biodiversidade
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).
Regiões Biogeográficas
(Alfred R. Wallace)
Deriva Continental
Variações climáticas
Variações climáticas
Como são feitas medidas de temperatura
do ar há 400.000 anos atrás?
[CO2] = 270ppm
[CO2] = 370ppm
Se variações climáticas são naturais, então
as mudanças climáticas atuais são
naturais?
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.
Por que há mais espécies nos trópicos?
Hipótese:
- Relação espécie-área
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...)
O que influencia padrões de biodiversidade?
• Quantidade de recursos (luz, água, temperatura,
nutrientes);
• Heterogeneidade espacial (topografia, geologia,
microhabitats);
• Heterogeneidade climática (diária e anual);
• Interações biológicas.
Teoria de Janzen & Connell (1972)
Espécies abundantes vs. espécies raras
Fatores filogenéticos
• Inércia evolutiva;
• Por que só há mamíferos marsupiais na Austrália?
Mamíferos placentados e marsupiais têm nichos ecológicos
necessariamente diferentes?
Convergência Evolutiva
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
Vegetação natural rodeada
por monocultura
Kipukas – florestas não
destruídas por lava vulcânica
Lagos rodeados por terra
Campos úmidos do
Cerrado
Teoria de Biogeografia de Ilhas
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.
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).
• 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
Immigration rate
Taxa de imigração & distância entre ilha e continente
Near
island
Far
island
Number of resident species
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
Extinction rate
Taxa de extinção & tamanho da ilha
Small
island
Large
island
Number of resident species
• Com aumento do número de espécies na ilha,
aumentam as taxas de extinção. Por que?
↑ número de espécies  ↑ competição;
↑ número de espécies  ↑ número de espécies que podem se extinguir
Teoria de Biogeografia de Ilhas
Taxas de imigração
ou extinção
Equilíbrio = conjunto das taxas de
imigração e extinção:
Ilha
pequena
Ilha
perto
Ilha
longe
Ilha
grande
Número de espécies
• 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.
• Efeito do alvo: ilhas
maiores são ‘alvos’ mais
fáceis de ser atingidos
Extinction or immigration rate
Teoria de Biogeografia de Ilhas
Number of resident species
• Efeito resgate: Ilhas mais próximas do continente
podem ter menos extinções porque a chegada de
novos indivíduos da mesma espécie é muito frequente.
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
Fragmento = ilha
Taxas de imigração
ou extinção
Área antes contínua é subdividida e isolada, por ações
antrópicas.
Ilha
pequena
Ilha
perto
Ilha
longe
Quão rápida é a extinção de
espécies em novos
fragmentos?
Ponto de equilíbrio demora
para ser atingido (décadas ou
Ilha
séculos);
grande
 Déficit de extinção
Número de espécies
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
Corredores ecológicos
Efeito resgate, reduz o isolamento entre fragmentos
 menor extinção e maior número de espécies em
equilíbrio
Ferramentas de conservação
Restauração
Aumenta o tamanho efetivo dos fragmentos 
potencial aumento do número de espécies no
equilíbrio
Padrões de diversidade
• Dispersão e vicariância
• Por que só há mamíferos marsupiais na Austrália?
Mamíferos placentados e marsupiais têm nichos ecológicos
necessariamente diferentes?
Dispersão e vicariância
Dispersão vs. vicariância
Mesmas espécies ocorrendo em áreas
disjuntas de savana na América do Sul.
O que explica este padrão biogeográfico:
Dispersão ou Vicariância?
Último máx. glacial: ~10 mil anos atrás
Dispersão vs. vicariância
Complexo Maui Nui:
1 único vulcão, ilhas
interconectadas
Dispersão
Vicariância
Deriva Continental
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.
Sugestão
• Resumo da(s) aula(s)