Ecologia de comunidades. Padrões e processos. Alexandre Palma

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1 Ecologia de comunidades Padrões e processos Alexandre Palma

2 Comunidades Definição Conjunto de organismos de diferentes espécies vivendo em um dado local e tempo. Ecologia de comunidades Estudo dos padrões de diversidade, de abundância e de composição de espécies em comunidades e dos processos que geram estes padrões.

3 Padrões Estudamos os padrões das comunidades e agora? 2,4 TEMP_MIN TEMP_MEDIA LATITUDE TEMP_MAX 1,6 Rhi Axis 2 0,8 0,0-0,8 Mar Mic Thr Map Pse Tri Mon Eur Gra Nec Phi Ory Hol Met Abr Clr Did Oec Cly Bib Ako Jul Oli Thp Phy Cal Pro Bol ClmThy Tha Oxy ALTITUDE PLUVIOSIDA -1,6 Rat Del -2,4 Sca -3,2-4,0-3,0-2,4-1,8-1,2-0,6 0,0 0,6 1,2 1,8 2,4 Axis 1

4 Padrões 1. Composição: a) Mudanças de composição ao longo de gradientes ambientais b) Mudanças temporais na composição (ex.: sucessão) 2. Abundância: a) Distribuição das abundâncias relativas das espécies. 3. Diversidade: a) Relação entre diversidade e... área, latitude, altitude/profundidade, produtividade, Intensidade / frequência de distúrbios Heterogeneidade / complexidade espacial b) Relação entre diversidade local e diversidade regional c) Propriedades de teias tróficas (conectividade, etc...)

5 Padrões Padrões são observados na natureza e depois procuram-se os processos. Na ecologia de comunidades, muitos padrões tem múltiplas explicações, não revelando diretamente os processos envolvidos. 120 hipóteses para explicar a manutenção da diversidade de espécies (Palmer 1994). Ex.: Relação espécies x área Teoria da biogeografia de ilhas (deriva): correlação negativa - taxa de extinção (por deriva) x área Áreas maiores são alvos maiores (dispersão): correlação positiva - taxa de imigração x área Heterogeneidade ambiental (seleção): correlação positiva - heterogeneidade x área correlação positiva - heterogeneidade x nichos (espécies). Especiação em áreas heterogêneas (especiação): correlação positiva heterogeneidade x área. correlação positiva heterogeneidade x taxa de especiação

6 Processos 4 tipos de processos em ecologia de comunidades: 1. Seleção 2. Deriva ecológica 3. Especiação 4. Dispersão Extinção como consequência de processos determinísticos (seleção) ou estocásticos (deriva), não como processo em si. Adição Remoção Determinístico Especiação Seleção Estocástico Dispersão Deriva

7 Processos 4 processos em ecologia de comunidades: 1. Seleção 2. Deriva ecológica 3. Especiação 4. Dispersão 4 processos em genética de populações: 1. Seleção 2. Deriva gênica 3. Mutação 4. Fluxo gênico

8 1. Seleção Processos Diferenças (determinísticas) de fitness entre indivíduos (de uma mesma espécie ou de diferentes espécies). Pode ser: Constante Densidade-dependente Variável no espaço e no tempo Padrões: Relação entre composição de comunidades e variáveis ambientais.

9 2. Deriva ecológica: Processos Mudanças aleatórias nas abundâncias relativas das espécies em comunidades com um número finito de indivíduos. Processos populacionais estocásticos (aleatórios): Nascimento (sexo?) Fecundidade (n?) Mortalidade (quem?, quando?) Eles induzem mudanças estocásticas em comunidades com número finito de indivíduos. Se todas as espécies forem iguais quanto aos parâmetros demográficos, eventualmente mudanças estocásticas podem conduzir todas, exceto uma, à extinção. Mais acentuada, quanto menor for a comunidade (n indivíduos). Padrões: Relação entre composição de comunidades e distância entre comunidades.

10 Processos 2. Deriva ecológica: Mudanças aleatórias nas abundâncias relativas das espécies em comunidades com um número finito de indivíduos.

11 3. Especiação Processos Embora seja um processo que ocorra em escala regional, tem consequências sobre os padrões em escala local. Padrões: Diferenças de diversidade entre comunidades relacionadas a regiões geográficas, mas não a variáveis ambientais. Correlação entre diversidade local e diversidade regional. Correlação entre diversidade e gradientes ambientais locais.

12 4. Dispersão Processos Movimentos de indivíduos pelo espaço afetam a dinâmica das comunidades. Modelos continente-ilha: Assume dispersão unidirecional a partir da comunidade-fonte, de tamanho infinito. Modelos de ilhas: Assume pequenas comunidades ligadas por dispersão (metacomunidades). Teoria da biogeografia de ilhas (MacArthur & Wilson 1967) Padrões: Correlação entre diversidade local e isolamento. Relação entre composição e isolamento, devido a diferenças na capacidade de dispersão.

13 Pontos de vista 4 diferentes visões em ecologia de comunidades: Determinística comunidades como resultado de interações locais (ex.: competição). Processo primordial: seleção. Lotka (1925) e Gause (1934) Hutchinson (1959) e MacArthur (1969) Tilman (1982) Ecologia histórica/regional comunidades como resultado de processos evolutivo-biogeográficos. Processo primordial: especiação. Ricklefs (1987) e Brown (1995) Teoria neutra comunidades como resultado de processos estocásticos. Processo primordial: deriva ecológica. Hubbell (2001) Metacomunidades - comunidades como resultado de dispersão de indivíduos entre comunidades locais. Processo primordial: dispersão. Holyoak et al. (2005)

14 Pontos de vista Teoria geral da ecologia de comunidades (Vellend 2010): Comunidades ganham espécies por especiação e dispersão, enquanto que as abundâncias relativas delas são modificadas por seleção, deriva e contínua dispersão. Especiação Dispersão Comunidade Seleção Deriva

15 Pontos de vista Teoria geral da ecologia de comunidades: Processos e escalas em ecologia de comunidades

16 Referências Referências Vellend, M Conceptual synthesis in community ecology. Quarterly Review of Biology.