25/03/2012. Diversidade genética. Conceito de biodiversida de (Convenção da Diversidade Biológica)

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1 Aula 2A: Biodiversidade e manejo LCF 1581: Manejo de recursos naturais Prof. Pedro H. S. Brancalion Depto. de Ciências is Conceito de biodiversida de (Convenção da Diversidade Biológica) todas as espé cies, suas populações, indivíduos e genes, incluindo os ecossistemas e m que vivem, assim como suas interações biológicas Genes Diversidade genética Estima-se que já tenha perdido 68% da diversidade genética do mico-leão-dourado (19 linhagens maternas do passado haplótipos, contra 4 atuais). Espécies Interações entre espécies Ecossistemas Das sete sub-espécies de tigre (Panthera tigris), três já foram extintas. Transplante recíproco de juçara (Euterpe edulis) Ombrófila Densa Estacional Semidecidual Tigre do Cáspio: extinto na década de 70. Tigre de Bali: extinto na década de 40. Ombrófila Densa Estacional Semidecidual Tigre de Java: extinto na década de 80. 1

2 tamanho efetivo da população (Ne): tamanho que garante a representatividade genética de uma população coletada em relação a população parental. Diversidade de espécies Nede 50 a 100 cons. genética de 10 gerações Nede 500 a 1000 cons. genética de >100 gerações Espécies conhecidas: de 170 a 210 mil espécies (9,5% do total do mundo!) Espécies estimadas: de 1,4 a 1,8 milhões (13% do total). Estima-se existirem cerca de 100 vezes mais espécies de insetos e microorganismos que de plantas. Pesquisa realizada em uma cratera de vulcão em Papua Nova Guiné em 2008: Avaliação da comunidade bacteriana presente na filosferade espécies arbóreas da Mata Atlântica por meio de métodos genéticos Mais de mil novas espécies! (580 invertebrados, 218 plantas, 134 anfíbios, 71 peixes, 43 répteis, 12 mamíferos e 2 pássaros novos) Milhares de espécies novas, e com alta especificidade com hospedeiros. Se esse padrão se repetir para as espécies na Mata Atlântica, teríamos entre 2 e 13 milhões de novas espécies de bactérias (1,74 milhões atuais de espécies no mundo) 2

3 Bicudinho-do-brejo-paulista: espécie nova descoberta de ave em banhados de Mogi das Cruzes. Interações entre espécies What escapes the eye... is a much more insidious kind of extinction: the extinction of ecological interactions. Daniel Janzen Coevolução 265 ESPÉCIES(Árvores e Lianas) OUTROS I NSETOS 19% 98% da polinização é feita por animais! BORBOLETA S 5% BESOUROS 1% A BELHAS 44% MOSCAS 10% MAR IPOSA S 7% VESPAS 3% VENTO 2% BEIJA-FLORES 4% MORCEGOS 5% 3

4 As florestas tropicais se caracterizamporpossuíremum grande número de espécies, que normalmente ocorrem embaixadensidade. Raridade: escala geográfica(ampla ou restrita) tamanho local da população(escassa ou abundante) estima-se em o número de espécies arbóreas (indivíduos com mais de 10cm de DAP) na Amazônia brasileira.... Para as espécies com maior abundância estima-se uma população total de 3,89 bilhões de indivíuos que, apesar da sua abundância, correspondem a apenas 1,4% do total de árvores na Amazônia. Um grande número de espécies (3.248 espécies, ou 29% do total de espécies) podem ser consideradas abundantes, ou seja, apresentam populações com mais de um milhão de indivíduos por espécie na Amazônia. No outro extremo da abundância relativa, os autores estimam que mais de um terço de todas as espécies arbóreas (3.981 espécies, ou 35,5% do total de espécies) apresentam populações com menos de mil de indivíduos por espécie na Amazônia. Os autores estendem a sua análise e avaliam o risco de extinção no grupo das abundantes e no grupo das raras. Chegam a interessantes conclusões. Para as 3,248 espécies (29%) com mais de um milhão de indivíduos, a previsão é de que o risco de extinção é zero tanto no cenário otimista como pessimista. Entretanto, para o grupo de espécies com menos de indivíduos na Amazônia a estimativa do risco de extinção é de 50% no cenário pessimista, e de 37% no cenário otimista. DISTRIBUIÇÃO NATURAL DO CEDRO ROSA Cedrela fissilis(evolução?) DISTRIBUIÇÃO NATURAL DO JACARANDÁ DA BAHIA - Dalbergia nigra (evolução?) Escala geográfica ampla Escala geográfica restrita Tamanho local da população - escassa Tamanho local da população - abundante 4

5 Raridade(tamanholocal dapopulação) das espéciese características de polinização e dispersão FLUXO GÊNICO DE UMA ESPÉCIE RARA (CEDRO) E DE UMA ESPÉCIE COMUM (PALMITEIRO) Espécies Raras: de 1 indivíduoadultopor ha; -Raras (1/Ha- 1:10 Ha) e Muito Raras (< 1:10 Ha) EspéciesComuns: + de 1 indivíduoadultopor ha Spp Comuns (1/Ha a 10/Ha ) e Muito Comuns (> 10/Ha) Espécies Raras Dispersão de pólen e sementes a longas distâncias: i) abelhas grandese morcegos; ii) vento, mamíferos; Espécies Comuns Dispersão de pólene sementesa curtadistância; i) vento, moscas; ii) barocoriae formigas; ESPÉCIES Densidade Tx Cruzamento Dist. Pólen Poliniz CEDRO Cedrela fissilis 1: 8 Ha 0, M Mariposa PALMITEIRO Euterpe edulis 100 / Ha 0,99 56 M Abelha P Gandara (1996); Reis (1996). TAXA DE CRUZAMENTO DE ESPÉCIES ARBÓREAS DA MATA ATLÂNTICA (Genética Molecular) DISTÂNCIA DE ESPÉCIES TIPO TÉCNICA FLUXO GÊNICO ARBÓREAS POLINIZADOR GENÉTICA 54 M PALMITEIRO ABELHA PEQ ISOENZIMAS 300 M FREIJÓ ABELHA MED ISOENZIMAS 950 M CEDRO MARIPOSA ISOENZIMAS M TAUARI ABELHA GRDE ISOENZIMAS M JATOBÁ MORCEGO MICROSATÉLITES M SUMAÚMA MORCEGO MICROSATÉLITES FONTES: LARGEA E GRIBEL, R. FLUXO GÊNICO VIA PÓLEN EM ESPÉCIES ARBÓREAS POR MARCADORES MOLECULARES DISTÂNCIA DE ESPÉCIES TIPO TÉCNICA FLUXO GÊNICO ARBÓREAS POLINIZADOR GENÉTICA 54 M PALMITEIRO ABELHA PEQ ISOENZIMAS 300 M FREIJÓ ABELHA MED ISOENZIMAS 950 M CEDRO MARIPOSA ISOENZIMAS M TAUARI ABELHA GRDE ISOENZIMAS M JATOBÁ MORCEGO MICROSATÉLITES M SUMAÚMA MORCEGO MICROSATÉLITES FONTES: LARGEA E GRIBEL, R. DIVERSIDADE GENÉTICA DE CAIXETA POR CAIÇARAS NA MATA ATLÂNTICA População Diversidade Coeficiente de Taxa de Gênica (He) Endogamia (f)* Cruzamento (t) endozoocoria JURÉIA NÃO MANEJADA 0,253 0,192 0,90 IGUAPE MANEJADA 0,174 0,346 0,78-31% + 80% -33% Fonte : Seoane (2001) * Endogamia: consanguinidade Dispersão de sementes Almeida-Neto et al.,

6 COEXISTÊNCIA DE ESPÉCIES TROPICAIS E HIPÓTESE DE JANZEN/CONNELL Janzen, D.H Herbivores and the number of tree species in tropical forests. ETAPA 1: 5 espécies arbóreas com diferentes densidades de ocorrência Experimentos em viveiro: - solo coletado embaixo da mesma espécie, não esterilizado; - solo coletado embaixo da mesma espécie, esterilizado; - solo coletado embaixo de outra espécie, não esterilizado; -solo coletado embaixo de outra espécie, esterilizado; ETAPA 2 -Experimentos em campo: plantio de um mix de mudas das 5 espécies na proximidade de adultos dessas 5 espécies, e avaliação da mortalidade e crescimento. 6

7 ETAPA 3 -Simulações: dados obtidos nos experimentos e dados da parcela permanente de Barro Colorado, Panamá. 20 espécies arbóreas (10 pares congenéricos), sendo 10 espécies típicas de solo arenoso e 10 de solo argiloso (gênero A spp. 1 vsgênero A spp. 2); Transplante de todas as espécies nos dois tipos de solo. Parcelas com e sem proteção contra herbivoria; espécies típicas de solos argilosos cresceram mais rápido nos dois tipos de solo. Contudo, elas foram mais atacadas por pragas quando em solo arenoso; Resultado: quando não protegidas contra herbívoros, as espécies de solo argiloso dominaram a comunidade vegetal em solo argiloso, e as espécies de solo arenoso dominaram a comunidade vegetal em solo arenoso; Trade-off entre crescimento e proteção. Biodiversidade: produtos da evolução, nas suas mais diferentes formas 7