Teoria da Biogeografia de Ilhas (MacArthur e Wilson, 1963;1967)

Transcrição

1 Teoria da Biogeografia de Ilhas (MacArthur e Wilson, 1963;1967)

2 1. Importância da Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular - TEBI - Compreensão dos processos que auxilíam o entendimento da distribuição das espécies no tempo e no espaço (objeto da biogeografia) - Compreensão dos mecanismo de manutenção de espécies em ambientes pequenos e isolados (objeto da conservação de paisagens fragmentadas)

3 Teoria da Evolução (Charles Darwin, 1859)

4 Teoria de Tectônica de Placas (Wegener, 1915)

5 Teoria dos Redutos e Refúgios Florestais na América do Sul (Haffer, 1969/1974; Ab Sáber e Vanzolini, 1970)

6 Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular (MacArthur & Wilson, 1963;1967) Robert H. MacArthur Edward O. Wilson

7 Ilhas 3 classificações: Oceânicas, Continentais e Ambientais A) Ilhas Oceânicas: surgem nos oceanos como resultado da atividade vulcânica ou do crescimento de formações coralígenas. Ex: Fernando de Noronha. Surgem sem formas de vida e precisam ser colonizadas.

8 B) lhas Continentais Porções que se destacaram do continente em épocas mais ou menos remotas. Ex: Ilha Anchieta. Já estiveram em contato com o continente e suas formas de vida.

9 c) Ilhas Ambientais Qualquer área natural isolada por uma ambiente diferente. Ex: topos de montanhas, lagos, fragmentos de mata cercados por atividade agropecuária como o P.E Morro do Diabo.

10 2. Ilhas, Por Que Estudá-las? As ilhas são importantes objetos de estudo. Representam em menor escala os fenômenos biológicos que ocorrem no continente. Ilhas, topos de montanhas, fontes, lagos e cavernas são ideais para experimentos naturais. - são bem definidas - possuem menos ambientes que os continentes - isoladas - numerosas

11 2. Ilhas, Por Que Estudá-las? Ilhas e arquipélagos são, em muitos aspectos, microcosmos do resto do mundo. São sistemas ecológicos e muitos sistemas ecológicos possuem atributos de ilhas (Losos e Ricklefs, 2010) - Desde o tempo de Darwin, ilhas são laboratórios para o estudo da evolução. (história da colonização, teste de hipóteses entre competição e adaptação, imigração e extinção) - Representam experimentos naturais sobre os efeitos do isolamento geográfico na especiação e extinção.

12 3. A Teoria Do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas TEBI - (MacArthur e Wilson, 1963;1967) 3.1 Cenário Histórico 3.2 Antecedentes da TEBI 3.3 A Teoria 3.4 Biogeografia Experimental 3.5 Pontos Fracos e Fortes

13 3.2 Antecedentes da TEBI Ilhas são laboratórios lógicos da biogeografia e evolução eu disse. Existem milhares delas, por exemplo, as dez mil ilhas da Baía da Flórida. Existem diversos arranjos faunas e floras isoladas vivendo nelas. Cada uma é um experimento esperando por analise da ecologia e evolução (Wilson, 2010)

14 3.3 A Teoria (TEBI) Padrões Insulares 1- a tendência do aumento do número de espécies com o aumento da área das ilhas, (Relação Espécie X Área). A inovação 2- a tendência de MacArthur da diminuição e Wilson de foi espécies reconhecer comos o isolamento. temascomuns (Relação Espécie X Distância)

15 Relação Espécie-Área -O número de espécies tende a aumentar com o aumento da área. Relação espécies/área para as angiospermas da Inglaterra, (Williams & Began). Está relacionada diretamente às taxas de extinção de espécies, pela competição dos espaços de vida.

16 Relações Espécie-Isolamento - Desde 1800 conhecia-se o fato de que o número de espécies tende a diminuir conforme o isolamento de um local. Está relacionado diretamente ao potencial de dispersão das espécies e, conseqüentemente, às taxas de imigração.

17 Retorno das espécies (turnover) Renovação - É a taxa de renovação (troca), dada pela constante chegada de espécies. Baseados no fenômeno de Krakatoa, MacArthur e Wilson observaram que o número de espécie de aves aumentou rapidamente poucos anos após o extermínio total da vida nessas ilhas pelo erupção vulcânica. O número total de espécies permaneceu relativamente constante, apesar das mudanças na composição da avifauna. Existindo uma taxa de renovação (turnover) constante. 3.3 A Teoria (TEBI) Parênteses O Fenômeno de Krakatoa

18 Krakatau - ilha de Rakata (Indonésia) Erupção e extinção total aranha espécies de plantas espécies de plantas 30 aves marinhas (o mesmo) 30% das plantas já eram diferentes da comp. inicial

19 Dispersão de Espécies: O organismos se dispersam pelas mais variadas formas e estratégias, ativamente ou passivamente. Organismos dispersores possuem adaptações que os permitem alcançar ilhas distantes.

20 Hipóteses para dispersão a longa distância: - Pontes ( landbridge ) entre o continente. - Grandes ilhas de vegetação flutuantes com árvores e até pequenos mamíferos já foram avistadas a várias milhas dos continentes

21 3.3 A Teoria (TEBI) Retomando, O Modelo de Processo de Colonização de Ilhas

22 O que ocorre com uma ilha oceânica recém formada? 1º momento Área Fonte Ilha sendo colonizada Imigração Extinção Taxa Taxa núm ero de espécies 1º Momento: Alta taxa de imigração núm ero de espécies 1º momento: Baixa velocidade de extinção

23 2º momento Área Fonte Ilha colonizada Extinção taxa núm ero de espécies A velocidade de colonização cai drasticamente. Enquanto a velocidade de extinção sobe na mesma proporção.

24 Ponto de Equilíbrio O número de espécies chegará ao equilíbrio (S) quando a extinção for balanceada pela imigração (Wilson e MacArthur, 1963/1967)

25 Ponto de Equilíbrio (tendências) No equilíbrio, o número de espécies deve ser constante; O número de espécies de uma ilha continua o mesmo ao longo do tempo, embora a composição específica possa variar; Um certo número de espécies está continuamente sendo extinta nas ilhas.

26 Diferentes Áreas. (Taxa de extinção) Área Fonte Quanto maior a área, maior o número de espécies Quanto menor for a área, maior será a chance de extinção

27 Diferentes Distâncias (Taxa de imigração) Área Fonte Quanto maior a distância de uma ilha em relação à área fonte, menor será o fluxo de imigração. Portanto, quanto mais próxima da área fonte, mais espécies terá a ilha.

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29 3.3 A Teoria (TEBI) MacArthur e Wilson (1963, 1967) com base na relação espécieárea, a relação espécie-isolamento e a renovação (turnover) de espécies, propuseram que: O número de espécies que habitam uma ilha representa um equilíbrio dinâmico entre as taxas opostas de imigração e de extinção.

30 3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental A melhor abordagem para a biogeografia de ilhas experimental, pensei, seria começar com muitas ilhas pequenas, ecologicamente similares, mas variando em área e distância, depois torná-las miniaturas de Krakatoas, ou seja, achar um jeito de eliminar a fauna e depois seguir o processo de recolonização (Wilson, 2010)

31 3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental Em dois anos o numero de espécies em todas as ilhas havia retornado para os níveis pré-exterminação. A ilha mais distante (E1) que tinha um baixo número de espécies, como esperado retornou ao mesmo nível. Assim a existência de um equilíbrio de espécies foi demonstrada (Wilson, 2010) No entanto, em um nível incrível, a composição de espécies diferia entre as ilhas e na mesma ilha antes e depois e da defaunação (Simberloff e Wilson, 1971).

32 Pontos Fracos 3.5 Pontos Fracos e Fortes - Muitas ilhas podem não estar em equilíbrio independentemente das taxas de colonização e extinção, por causa de fatores como: origem da ilha e processos de ocupação humana. - A teoria ignora as diferenças existente entre as espécies e suas estratégias ecológicas. - Podem existir diversas fontes, incluindo a dispersão sobre as águas, de outras ilhas, conexões pretéritas e especiação endêmica na ilha, o que tornaria o modelo mais complexo. - As áreas das ilhas são relativas: ilhas montanhosas podem ser muito diferentes em número de habitat em relação a ilhas planas.

33 Pontos Fracos - Pouco conhecimento sobre as formas precisas das curvas de extinção e de imigração, dificultando as previsões numéricas. - Simples distinção entre imigração e extinção. - Um equilíbrio perfeito entre imigração e extinção pode nunca ser alcançado, mas esta suposição nos capacitou a fazer previsões novas e válidas, o conceito de equilíbrio é útil.

34 Pontos Fortes: - Auxiliou no estímulo de novas ideias, juntando a biogeografia tradicional à ecológica - O modelo é simples e acessível a pessoas sem profundos conhecimentos matemáticos - As previsões do modelo são claras e testáveis - O modelo prevê tendências qualitativas (acréscimo e decréscimo) no número de espécies e nas taxas de retorno em diferentes ilhas, que podem ser testadas com simples listas de espécies de tempos diferentes.

35 A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970) 1 As populações tem uma estrutura espacial, no senso de que amplas paisagens consistem de populações locais mais ou menos distintas. 2 Essas populações locais podem ter mais ou menos fatos demográficos independentes, que possuem conseqüências para a dinâmica da população regional como um todo.

36 A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970)

37 4 Aplicações no Planejamento Ambiental O estudo de ilhas pode trazer um melhor entendimento sobre a relação área e biodiversidade juntamente com estudos sobre área mínima e efeito de borda pode dar valiosa contribuição para a conservação de ecossistemas artificialmente fragmentados, como parques e reservas continentais.

38 4 Aplicações no Planejamento Ambiental Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF)

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41 Efeito de Borda resultado da separação de duas áreas de um ecossistema por uma transição abrupta. Efeitos físicos mudança nos ventos, penetração de luz, temperatura e umidade. Efeitos biológicos proliferação de vegetação secundária, invasão de vegetação e animais generalistas e alteração dos processos ecológicos (Laurance, 1997). Forma A forma é importante por indicar qual fração está sujeita ao efeito de borda. Em fragmentos arredondados a razão borda/interior é baixa, ao contrário de fragmentos alongados (Vianna, 1990). Conectividade Caracteriza a capacidade de uma paisagem de facilitar ou impedir movimentos entre manchas florestais, favorecendo a troca de organismos e genes entre as populações (Taylor et al, 1993)

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43 4 Aplicações no Planejamento Ambiental Unidades de conservação têm sido criadas, mas com pouco conhecimento sobre as relações entre a área e a diversidade de espécies, bem como a área mínima para a sua conservação. (Angelo Furlan, 1992, 1996) O entendimento dessas relações são fundamentais como subsídios pra o estudos sobre o desenho da conservação.

44 Aplicações no planejamento ambiental

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47 Estou muito contente que essa pesquisa (Teoria da Biogeografia de Ilhas) não tenha se tornado totalmente obsoleta. O que nós descobrimos e dissemos em 1960 apresenta-se, geralmente, como verdade. E isso é o melhor que qualquer cientista pode esperar. (Wilson, 2010)

48 Bibliografia BROWN J. H. & LOMOLINO M. V., Biogeografia, 2006 CARBONARI, M. P., Ecossistema Insular: importância de seu estudo, in: Caderno de Ciências da Terra, FURLAN S. A., As Ilhas do Litoral Paulista: turismo e áreas protegidas, in: Ilhas e Sociedades Insulares, org. Antônio Carlos Diegues, ZUNINO M. & ZULINI A., Biogeografía: la dimensión espacial de la evolución, LOSOS J. B & RICKLEFS R. E., The Theory of Island Biogeografy Revisited