BIE-212: Ecologia Licenciatura em Geociências e Educação Ambiental. Comunidades I

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1 BIE-212: Ecologia Licenciatura em Geociências e Educação Ambiental Comunidades I

2 Programa Introdução Módulo I: Organismos Módulo II: Populações Módulo III: Comunidades - Padrões espaciais - Padrões temporais Módulo IV: Ecossistemas

3 Roteiro da aula Definição - Super-organismo - Individualista Padrões de riqueza - Produtividade - Heterogeneidade - Relação espécie cie-área - Biogeografia de ilhas Resumo da aula

4 Níveis de organização ECOSSISTEMA BIOSFERA COMUNIDADE POPULAÇÃO Comunidade é o conjunto das populações queco co- ocorrem emum dado local emum dado tempo ORGANISMO

5 Definição Ecologia de comunidades é a ciência que busca compreender a maneira pela qual agrupamentos de espécies estão distribuídos na natureza Super-organismo ou um punhado de espécies? Floresta tropical Floresta boreal

6 Super-organismo 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. CARACTERÍSTICAS Sistemas fechados Limites claros Frederic Clements ( )

7 Individualista A vegetação de uma área é meramente o resultado de dois fatores: a migração variável e fortuita das plantas e o ambiente, que é igualmente variável. Por isso, não há nenhuma razão inerente para que duas áreas da Terra tivessem exatamente a mesma vegetação. CARACTERÍSTICAS Sistemas abertos Limites pouco definidos Henry Gleason ( )

8 Diferenças Super-organismo Densidade populacional Ecótono Ecótono Gradiente ambiental Complexos co- evoluídos de espécies Espécies ocorrem juntas porque estão envolvidas em interações bióticas obrigatórias rias Individualista Densidade populacional Ecótonos? Gradiente ambiental Resultado da sobreposição fortuita de áreas de ocorrência Espécies ocorrem juntas porque possuem requerimentos abióticos similares

9 Limites claros ou pouco definidos? Planície pantaneira Cheia Vazante?! Peixes

10 Gradientes ambientais Ambiente A Ecótono Ambiente B Composição 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

11 Gradientes ambientais Robert Whittaker ( ) Vegetação em encostas no sul da Califórnia

12 Gradientes ambientais Montanhas Siskyou (Oregon) Densidade populacional Montanhas Santa Catalina (Arizona) Úmido Gradiente de umidade Seco Distribuições contínuas de espécies são a regra na natureza

13 Gradientes ambientais FATORES LIMITANTES Zona de intolerância Zona de estresse fisiológico Espécie abundante Zona de estresse fisiológico Zona de intolerância Espécie ausente Espécie rara Espécie rara Espécie ausente Limite inferior de tolerância Ótimo Limite superior de tolerância Gradiente ambiental Espécies se distribuem independentemente

14 Sistemas abertos

15 Sistemas abertos Efeito da presença a de peixes sobre... Abundância de libélulas na borda dos lagos Número de abelhas visitando flores Libélulas (indivíduos/5 min) Abelhas (visitantes/20 min) Com peixes Sem peixes Com peixes Sem peixes

16 Perguntas de U$ ,00 1. Hápadrões espaciais de riqueza de espécies? 2. Se existem padrões, quais seriam suas causas? 3. Por que algumas comunidades têm mais espécies que outras?

17 Propriedades emergentes Comunidade 1 Riqueza Número de espécies Comunidade 2 Abundância relativa Freqüência de indivíduos duos de cada espécie em relação ao total de indivíduos duos Diversidade Índice que integra a riqueza e abundância relativa das espécies

18 Padrões de riqueza de espécies Hápadrões 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

19 Padrões de riqueza de espécies Causas históricas Comunidades de zonas polares e temperadas são mais afetadas por eventos de extinção durante glaciações

20 Padrões de riqueza de espécies Causas ecológicas AVES CARAMUJOS MARINHOS Riqueza Riqueza Temperatura no verão (ºC)( Temperatura da água (ºC)(

21 Antes de avançarmos, é importante perguntar uma coisa... Número de mortes em acidentes com helicóptero nos EUA Número de filmes estrelados por Nicolas Cage CORRELAÇÃO NÃO IMPLICA RELAÇÃO DE CAUSA-EFEITO!!!

22 Produtividade e riqueza Relação causal entre produtividade e riqueza Aumento da temperatura Aumento da produtividade Mais alimento disponível Aumento da riqueza ESPÉCIES ESPÉCIES RECURSOS RECURSOS

23 Produtividade e riqueza Endotérmicos Riqueza de espécies Menor gasto com manutenção de temperatura corporal Mais energia para reprodução Ectotérmicos Melhor utilização de recursos Mais energia para reprodução Evapotranspiração (mm/ano) A evapotranspiraçãoéuma medida que informa sobre as condições de temperatura e umidade relativa

24 Produtividade e riqueza Paradoxo do enriquecimento Parcelas controle espécies Parcelas enriquecidas com N Dominância de um capim exótico

25 Produtividade e riqueza Paradoxo do enriquecimento Riqueza Riqueza Pluviosidade (mm/ano) K + P Espécies de roedores em Israel em função da precipitação anual Espécies de árvores em florestas da Malásia em função da disponibilidade de nutrientes no solo

26 Padrões de riqueza de espécies HETEROGENIDADE

27 Heterogeneidade e riqueza HETEROGENIDADE CLIMÁTICA Condições de extrema variação de temperatura limitam o número de espécies que podem viver em um dado local

28 Heterogeneidade e riqueza HETEROGENIDADE AMBIENTAL Campos Matas de galeria Diferentes fisionomias de cerrado possuem diferentes heterogeneidade Montanhas inserem heterogeneidade na paisagem

29 Heterogeneidade e riqueza Como a heterogeneidade ambiental pode aumentar a riqueza de espécies? Maior heterogeneidade = Maior diversidade de recursos

30 Heterogeneidade e riqueza A riqueza de espécies de insetos herbívoros aumenta em função do número n de espécies de plantas hospedeiras 21 Riqueza de insetos herbívoros Riqueza de plantas

31 Padrões de riqueza de espécies 1. Dificuldade de separar diferentes efeitos 2. Pelo menos 28 hipóteses para o gradiente latitudinal Gradiente latitudinal (temperatura e produtividade) Mamíferos da América do Norte Heterogeneidade ambiental Distância de dispersão

32 Padrões de riqueza de espécies Como comunidades podem comportar mais espécies? MODELO GERAL

33 Padrões de riqueza de espécies 1. Maior diversidade de recursos 2. Maior especialização das espécies no uso de recursos 3. Maior sobreposição no uso de recursos entre as espécies 4. Saturação (uso de toda a diversidade de recursos)

34 Padrões de riqueza de espécies Separação de microhabitat Separação de dieta

35 Relação espécie cie-área Áreas maiores possuem maior número n de espécies... Aves em parques nacionais dos EUA Mamíferos em topos de montanhas Número de espécies Área (hectares) Área (Km 2 )

36 Relação espécie cie-área...porque possuem maior heterogeneidade de habitats ou microhabitats... Riqueza de mamíferos australianos ln Riqueza de espécies ln Riqueza de espécies ln Área (hectares) Número de habitats

37 Relação espécie cie-área...ou simplesmente porque possuem mais espaço Bromélias-tanque Macroinvertebrados aquáticos ln Riqueza de espécies ln Volume de água (ml)

38 Relação espécie cie-área Mas será que só a área importa?

39 Biogeografia de ilhas MacArthur & Wilson (1963) Riqueza na ilha / Riqueza no continente Riquezas de plantas na ilha Dispersas pelo vento Dispersas por animais Dispersas pela água Distância (10 3 km) Anos

40 Biogeografia de ilhas

41 Biogeografia de ilhas

42 Desenho de reservas biológicas Melhor Pior 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

43 Desenhos de reservas biológicas Melhor Pior EFEITO DE BORDA Característica Fatores abióticos Maior na borda Menor na borda Por quê? Reservas circulares são melhores que reservas com outros formatos porque a relação borda / área é a menor possível Umidade relativa do ar Umidade do solo Temperatura do ar Luminosidade Vegetação Densidade de árvores Cobertura do dossel Densidade de lianas Mortalidade de árvores Riqueza de espécies Processos ecológicos Herbivoria Predação em ninhos de aves Dispersão por mamíferos e aves

44 Resumo da aula Comunidades são sistemas abertos, sem limites claros e resultado da sobreposição de espécies ocorrem juntas porque possuem requerimentos abióticos similares Densidade populacional Gradiente ambiental A riqueza de espécies em uma comunidade pode ser influenciada pela produtividade, heterogeneidade e pela área

45 Resumo da aula Como comunidades podem comportar mais espécies? 1. Maior diversidade de recursos 2. Maior especialização das espécies no uso de recursos 3. Maior sobreposição no uso de recursos entre as espécies

46 INTERVALO! VOLTAMOS EM 20 MINUTOS

47 Resumo da aula A teoria de biogeografia de ilhas faz previsões sobre como a riqueza de espécies em uma mancha ambiental deve variar em função da área e da distância até a fonte colonizadora

48 Biogeografia de ilhas Grande TAXA DE EXTINÇÃO (E) Colonização de novas espécies TAMANHO DA ILHA E Pequena Taxa E Grande Pequena S P S G Número de espécies na Ilha