Isolamento e Evolução Isolamento - um dos principais fatores para que ocorram mudanças evolutivas Ilhas - papel central no estudo da evolução O Isolam

Transcrição

1 Biogeografia de Ilhas Vida e morte nas ilhas Maratona de Biogeografia Fundamentos de Ecologia e Modelagem Ambiental Aplicados à Conservação da Biodiversidade Vivian F. Renó 12/04/2012

2 Isolamento e Evolução Isolamento - um dos principais fatores para que ocorram mudanças evolutivas Ilhas - papel central no estudo da evolução O Isolamento geográfico dos Tentilhões de Darwin das Ilhas Galápagos produziram mais de uma dúzia de espécies.

3 Acesso dos seres vivos a ilhas isoladas Os oceanos são barreiras eficazes para a distribuição de todos os animais terrestres, exceto aqueles capazes voar longas distâncias.

4 Acesso dos seres vivos a ilhas isoladas Ilhas flutuantes Cuba (1969) - ilha flutuante de vegetação (13m diâmetro) árvores de até 12 metros de altura 160 km em 11 dias Ao longo do tempo geológico muitas dessas ilhas podem ter atingido ilhas isoladas

5 Acesso dos seres vivos a ilhas isoladas As plantas são mais adaptadas a viagens de longa distância: Necessárias poucas sementes x fêmea prenha ou casal São transportadas e podem germinar depois ~ 2 semanas no trato digestivo Flutuam longas distâncias no oceano Voam longas distâncias Aderem a pelos / penas

6 Acesso dos seres vivos a ilhas isoladas Ex. Ilhas Galápagos Flora - América do Sul 378 colonizações 60% por aves 31% pelo vento 9% pelo mar

7 Efeitos do isolamento Ilhas são mais pobres em ssp que as comunidades continentais equivalentes (fontes) Riqueza da ilha depende da riqueza da fonte Riqueza da ilha aumenta com o seu tamanho (disponibilidade de habitats) Riqueza diminui com isolamento da ilha (dificuldade de acesso) (i 3 < i 1 ) i 3 i 1 (i 4 < i 2 ) i 4 i 2 (i 3 > i 4 ) (i 1 > i 2 ) Fonte > i 1,2,3,e 4

8 Efeitos do isolamento Porque a fonte tem sempre maior riqueza de ssp que as ilhas? Maior taxa de extinção Efeitos de catástrofes (erupções, tsunami, incêndios) mais duradouros Refúgios escassos Pouca oportunidade de fuga Difícil re-colonização após extinção Organismos que chegam podem não se adaptar aos diferentes estresses bióticos e climáticos da ilha População podem não possuir a diversidade genética necessária para lidar com mudanças ambientais Pequenas populações são mais suscetíveis a mudanças genéticas aleatórias não-adaptativas

9 Efeitos do isolamento 90% das extinções de aves (desde 1600) ocorreram em ilhas Taxa 50 vezes > que no continente (fonte) Dessas extinções, 75% ocorreram em pequenas ilhas Fauna de ilhas tende a ser desequilibrada Menor quantidade e variedade de predadores Maior risco de extinções estocásticas

10 A teoria da biogeografia de ilhas * O numero de espécies numa ilha depende do equilíbrio entre a taxa de colonização de novas ssp e da taxa de extinção de ssp já existentes 1. tamanho da ilha 2. topografia e elevação da ilha 3. distância da fonte 4. riqueza da fonte * MacArthur, R.H. and Wilson, E.O The theory of island biogeography

11 A teoria da biogeografia de ilhas * Tamanho da ilha 1. Alta taxa de colonização - Maioria das ssp são novas - Ilha pode ser alcançada por organismos adeptos a dispersão 2. Diminuição da taxa de colonização - Maioria de ssp já existem 3. Aumento da taxa de extinção - Competição 4. Equilíbrio entre as taxas de colonização e extinção Distância da fonte * MacArthur, R.H. and Wilson, E.O The theory of island biogeography

12 A teoria da biogeografia de ilhas * Aplicações da teoria: Topos de montanhas Cavernas Fragmentos de vegetação Plantas isoladas em desertos * MacArthur, R.H. and Wilson, E.O The theory of island biogeography

13 Oportunidades para radiação adaptativa Conquista de um novo nicho ecológico, em que não há competidores, permitindo que a espécie se torne permanentemente adaptada a um novo modo de vida (hábitos alimentares, comportamentais) Processo requer longos períodos ilhas grandes e estáveis Ex. Tentilhões de Darwin Ciclideos africanos Rubiaceae de Samoa (Sarcopygme)

14 As ilhas havaianas

15 As ilhas havaianas Resultado de extrema isolação Grupos ausentes: Peixes de água doce Anfíbios Répteis Mamíferos (exceto morcegos) Pássaros: 15 colonizações Maioria origem americana Fauna e Flora Maioria origem indo-malaia Gradiente oeste > leste

16 As ilhas havaianas Hawaiian Honeycreepers Originalmente nectívoros Radiação adaptativa nas ilhas Variadas dietas: - néctar - néctar-insetos - insetos

17 Conclusão As ilhas proporcionam uma oportunidade única no estudo da evolução. Sua fauna e flora, relativamente pequena e empobrecida, favorecem a ocorrência de rápidas modificações evolutivas e de radiações adaptativas. Ao mesmo tempo, a vida nas ilhas é surpreendentemente perigosa, de modo que existe uma interação complexa entre os processos de colonização, imigração e extinção. Análises quantitativas começam a fornecer informações extremamente valiosas para a compreensão da história e estrutura dos ecossistemas, tanto dos continentes quanto de ilhas.