Ecologia de Populações e Comunidades

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Luiz Guilherme Back Osório
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Ecologia de Populações e Comunidades Profa. Isabel Belloni Schmidt Dept. Ecologia UnB isabels@unb.

recapitulando: Interações interespecíficas Sucessão 4º Interações Regulações populacionais 3º Nível Trófico Controle Tam. Pop.

(base) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Decompositores Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Mundo verde

Pop. Relativo Fuga no tempo ou espaço; Defesas químicas e mecânicas.

1 Ecologia de Populações e Comunidades Profa. Isabel Belloni Schmidt Dept. Ecologia UnB isabels@unb.br Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 Consumidorrecurso Competição Mutualismo 0 Comensalismo 0 Amensalismo Comunidades recapitulando: Interações interespecíficas Sucessão 4º Interações Regulações populacionais 3º Nível Trófico Controle Tam. Pop. Relativo Predadores (topo) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) 2º 1º Herbívoros Predação Baixo (abaixo de K) Plantas (base) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Decompositores Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Mundo verde Mundo marrom Mundo verde Mundo marrom Interações Regulações populacionais Defesas contra herbivoria Nível Trófico Controle Tam. Pop. Relativo Fuga no tempo ou espaço; Defesas químicas e mecânicas. Predadores (topo) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Herbívoros Predação Baixo (abaixo de K) Plantas (base) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Decompositores Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) 1

Defesas contra herbivoria Herbivoria no Cerrado

no Arizona); Plantas com lagartas Cerrado: 12%

2002 Interações tritróficas Outros herbívoros?

formigas: >15 toneladas de biomassa/ano 825 kg

Consumo de folhas verdes: 558 kg/ha/ano 15% da

2 Defesas contra herbivoria Herbivoria no Cerrado Atração de predadores; Alta diversidade (23 x mais espécies que numa savana temperada Arizona, USA); Baixa densidade (11 x menor que no Arizona); Plantas com lagartas Cerrado: 12% vs. 49% Arizona. Marquis et al Interações tritróficas Outros herbívoros? Herbivoria por formigas 89 colônias de formigas: >15 toneladas de biomassa/ano 825 kg de biomassa/ha/ano! Consumo de folhas verdes: 558 kg/ha/ano 15% da produção total! Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 Consumidorrecurso Competição Mutualismo 0 Comensalismo 0 Amensalismo Herbivoria Predação Parasitismo parasitas vs. parasitóides Costa et al

dois anos após o aumento da população de

Efeito da predação na evolução Espécie A

de pulgão pode prejudicar a população da

3 Variável X 15/10/2013 O aumento da população de predadores ocorre em média dois anos após o aumento da população de presas. Efeito da predação na evolução Espécie A não preda B Morrem Espécie A preda B Morrem Espécie B não é predada por A Tempo Estratégias de fuga Coloração críptica Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 Consumidorrecurso Competição Mutualismo 0 Comensalismo 0 Amensalismo Coloração de advertência Mimetismo Proteção Velocidade Tamanho Competição aparente Aumento na população de 1 sp. de pulgão pode prejudicar a população da outra espécie de pulgão Competição intraguilda Pardal e joaninha estão na mesma guilda (consumidores primários) Mas o pardal pode também predar a joaninha 3

Nicho ecológico Nicho ecológico Recurso X Nicho ecológico 15/10/2013 Exclusão competitiva Competição explorativa Competição por interferência Efeito da competição na evolução Parasita Processo de

4 Nicho ecológico Nicho ecológico Recurso X Nicho ecológico 15/10/2013 Exclusão competitiva Competição explorativa Competição por interferência Efeito da competição na evolução Parasita Processo de exclusão competitiva Competição intraguilda Espécie A sobrevive Gasto de energia com competição Predador Competição por interferência Espécie A é melhor competidora que espécie B Nicho A Baixa reprodução Alta reprodução Competição aparente Nicho B Tempo Espécie B não está competindo com a espécie A Tempo Parasita Processo de exclusão competitiva Competição intraguilda Parasita Processo de exclusão competitiva Competição intraguilda Predador Competição por interferência Predador Competição por interferência Baixa reprodução Alta reprodução Competição aparente Baixa reprodução Alta reprodução Descendentes Competição aparente adaptados Disponibilidade de recurso Tempo Amensalismo Comensalismo Mutualista Disponibilidade de recurso Tempo Amensalismo Comensalismo Mutualista 4

5 Riqueza X Diversidade Espéciechave É uma espécie que exerce influência no ecossistema de forma desproporcional à sua densidade relativa. É uma espécie que exerce influência nos níveis tróficos inferiores impedindo que as espécies competitivamente superiores monopolizem os recursos críticos Riqueza = nº de espécies Diversidade = nº de espécies abundância relativa das espécies Sucessão ecológica Espécie pioneira vs. espécie tardia Processo de mudança de espécies e estrutura de uma comunidade ao longo do tempo; Influência de fatores bióticos e abióticos nas condições ambientais que permitem a colonização por diferentes tipos de espécies Sucessão primária ou secundária? Sucessão primária (hábitats recémformados) Sucessão secundária 5

Efeitos no sistema Efeitos no sistema Efeitos no

Comunidades climax (na ausência de perturbação)

desenvolvimento da comunidade Sucessão comunidade

furacões, etc) podem se recuperar Sucessão

Perturbações Hipótese do distúrbio intermediário

de perturbação Nível de perturbação Resiliência =

6 Efeitos no sistema Efeitos no sistema Efeitos no sistema Riqueza de espécies 15/10/2013 Sucessão Comunidades climax (na ausência de perturbação) tendem a se manter estáveis última instância do desenvolvimento da comunidade Sucessão comunidade clímax Se perturbadas (incêndio, desmatamento, furacões, etc) podem se recuperar Sucessão comunidade clímax Sucessão comunidade clímax Perturbações Hipótese do distúrbio intermediário Riqueza máxima Distúrbio Nível de perturbação Nível de perturbação Nível de perturbação Resiliência = Velocidade com que a comunidade retorna ao seu estado de origem após uma perturbação. Tempo 6

Número de espécies local 15/10/2013 Padrões de biodiversidade

produtividade; heterogeneidade topográfica Padrões de diversidade

heterogeneidade nichos disponíveis heterogeneidade amb. diversid.

de nichos = diversidade de espécies Padrões de diversidade

Não necessariamente = paradoxo da produtividade Espécies melhores

competição Nº de sp Abundância 1 100% 2 50% 3 33% 4 25% Padrões de

7 Número de espécies local 15/10/2013 Padrões de biodiversidade Padrões de biodiversidade Nos cinturões latitudinais: temperatura; produtividade; heterogeneidade topográfica Padrões de diversidade Relação espécieárea área populações risco extinções área heterogeneidade nichos disponíveis heterogeneidade amb. diversid. de recursos diversid. de nichos = diversidade de espécies Padrões de diversidade produtividade diversidade de espécies? Não necessariamente = paradoxo da produtividade Espécies melhores competidoras dominam: Exclusão competitiva Pouca competição Muita competição Nº de sp Abundância 1 100% 2 50% 3 33% 4 25% Padrões de biodiversidade Numa região a diversidade parece ser influênciada pela complexidade estrutural dos habitats locais. Número de espécies regional Morfologia = indicador de Papel ecológico 7

Abundância Abundância 15/10/2013 Países megadiversos Países megadiversos

de mata de galeria; Comunidade vegetal; Comunidade de gramíneas;

Clements (1900 s) comunidade são como unidades discretas com fronteiras

Gleason (1920 s) comunidade é uma associação fortuita de organismos cujas

8 Abundância Abundância 15/10/2013 Países megadiversos Países megadiversos Hotspots de Biodiversidade Conceito de comunidade: Conjunto de populações em uma mesma área. Comunidade de uma área de campo limpo de Cerrado; Comunidade de uma área de mata de galeria; Comunidade vegetal; Comunidade de gramíneas; Comunidade animal; Comunidade de predadores, etc. F. E. Clements (1900 s) comunidade são como unidades discretas com fronteiras nítidas e uma organização única. Comunidade fechada Comunidade aberta H. A. Gleason (1920 s) comunidade é uma associação fortuita de organismos cujas adaptações os capacitam a viver juntos sob condições físicas e biológicas particulares que caracterizam um determinado lugar. Gradiente ambiental Gradiente ambiental 8

um organismo; Sucessão em direção clímax, estável.

de acaso e distúrbios; Sucessão em direção clímax, estável.

Sucessão como processo complexo, influenciado por diversos mecanismos; Abandono da

Ecótono Fronteiras entre comunidades, aonde há uma substituição de espécies ao longo

9 Abundância 15/10/2013 Clements vs. Gleason ( /60) Gradiente ambiental Sucessão determinística; Comunidade como um organismo; Sucessão em direção clímax, estável. Sucessão nãodeterminística; Associações interespecíficas casuais; Grande influencia de acaso e distúrbios; Sucessão em direção clímax, estável. Equilíbrio dinâmico (1950/60 ) Robert Whittaker; John Curtis, J. Connell, et. al. Sucessão como processo complexo, influenciado por diversos mecanismos; Abandono da ideia (fixa) de comunidade clímax; Sucessão multidirecional (e não unidirecional) Ecótono Fronteiras entre comunidades, aonde há uma substituição de espécies ao longo de um gradiente. Equilíbrio dinâmico Padrões de biodiversidade Numa região a diversidade parece ser influênciada pela complexidade estrutural dos habitats locais. Formações florestais Mata de Galeria 9

10 Tipos Fisionômicos do Cerrado Tipos Fisionômicos do Cerrado Mata Ciliar Cerradão Mata Seca Formações savânicas Cerrado Denso Típico Cerrado rupestre Parque Cerrado Presença de árvores agrupadas em pequenas elevações do terreno murundus ou monchões. Trechos com árvores: 3 6 m, cobertura de 5% a 20% ou 50% a 70% (só os trechos com árvores) 10

formação de galerias acompanhando as linhas

11 Guerobal: Syagrus oleracea (gueroba); Babaçual: Attalea speciosa (babaçu); Macaubal: Acrocomia aculeata (macaúba). Veredas Palmeirais Presença marcante de uma única espécie de palmeira arbórea praticamente não há destaque das árvores dicotiledôneas. Podem ser encontrados pelo menos 4 subtipos Em geral os Palmeirais do Cerrado são encontrados em terrenos bem drenados, embora um dos subtipos (Buritizal) ocorra em terrenos mal drenados, onde pode haver a formação de galerias acompanhando as linhas de drenagem, em uma típica estrutura de floresta. Campo Limpo Campo sujo Campo rupestre Vegetação em mosaico Alguns exemplos... 11

(natural e antrópico) frequência, época, tipo, combustível (quantidade e qualidade) e comunidade vegetal Flutuações climáticas do

) Cerrado tipo de vegetação Savanas em geral são classificadas em 4 tipos: (1) Baixa disponibilidade de água e alto suprimento de nutrientes

12 Alguns exemplos... Determinantes da vegetação no Cerrado Precipitação sazonal (Clima), Fertilidade e drenagem do solo (geologia clima), Regime de fogo (natural e antrópico) frequência, época, tipo, combustível (quantidade e qualidade) e comunidade vegetal Flutuações climáticas do especialmente quaternário (1,8 m.a.) Cerrado tipo de vegetação Savanas em geral são classificadas em 4 tipos: (1) Baixa disponibilidade de água e alto suprimento de nutrientes (2) Alta disponibilidade de água com pobreza extrema de nutrientes no solo (3) Limitação tanto de água quanto nutrientes (4) Sem limitação de água ou nutrientes Em qual destes se enquadra o Cerrado? A maior parte da vegetação do Cerrado pode ser incluída no tipo 2 (raramente no tipo 3) Espécies acumuladoras de Alumínio Alumínio em solos de ph 5: Al (predominante) Em ph>5: Al(OH) ; Al(OH) 2 ; Al(OH) 3 Miconia albicans Espécies aluminiofílicas Possíveis benefícios da absorção de Al maior absorção de nutrientes, K e P Al é tóxico para > parte das plantas cultivadas Ex. Vochysiaceae que acumulam Al mesmo em solos calcários E para as espécies do Cerrado? Vochysia thyrsoidea 12

13 Planejamento Próxima aula 17 outubro: SAÍDA DE CAMPO (Rebio Contagem, Parque Nacional) Encontro 8h no estacionamento da L4 norte Calça, bota/tenis, chapeu, capa de chuva! Prova 2 31 outubro: Capítulos: 14 a 21 material no Moodle 13

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