um conceito mais complexo do que parece

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1 um conceito mais complexo do que parece Thomas Lewinsohn Unicamp Biota Educação Fapesp 21 / 2/2013

2 Biodiversidade uma nova ideia antiga reunião nos EUA, 1988 Edward O. Wilson Rio 92 a Convenção de Diversidade Biológica

3 Definição de biodiversidade na CDB três níveis distintos > diversidade > variedade ou > diversidade de Jakob Sturm, 1796

4 devia ser fácil Lineu sistematiza as espécies vivas conhecidas devia ser fácil aumento de espécies descritas em 280 anos grupos terrestres (espécies) grupos marinhos (espécies) terrestres marinhos ano Costello, M. et al Systematic Biology

5 Uma separação prática dos seres vivos Uma separação prática dos seres vivos

6 grupos melhor conhecidos aves mamíferos répteis anfíbios plantas superiores borboletas formigas, abelhas peixes marinhos crustáceos moluscos grupos conhecidos... mas ainda com novidades

7 grupos conhecidos...? amostras de plantas no estado de São Paulo até 1992 Campos do Jordão Campinas Oeste / Noroeste S.Paulo Ubatuba George Shepherd, in Avaliação do Conhecimento da Biodiversidade Brasileira, 2006 Uma separação prática dos seres vivos

8 Espécies novas em locais conhecidos Invertebrados do litoral raso norte de SP 70 novas espécies de poliquetos (anelídeos) A.C.Z. Amaral et al (2005). Bentos Marinho Relatório Final. Biota-FAPESP Os curculionídeos: a maior família de besouros Lineu (1758): 95 espécies Schoenherr ( ): 16 volumes Hoje: espécies (5.800 gêneros)

9 Uma separação prática dos seres vivos Diversidade microbiana métodos independentes de cultivo Amostra ambiental Extração de ac. nucléicos PCR rdna 16S Clonagem Transformação Banco rdna 16S Inferência filogenética Alinhamento (ClustalX) Seqüenciamento Bacterium 1 Bacterium 2 Bacterium 3 Eucaryote 1 Eucaryote 2 Eucaryote 3 Eucaryote 4 Diagrama: Fabiana F. Garboggini (Divisão de Recursos Microbianos, CPQBA/UNICAMP)

10 Diversidade microbiana em meia xícara de solo Mais de diferentes genomas em meia xícara de sedimento marinho não poluído Torsvik et al. (2002). Prokaryotic Diversity--Magnitude, Dynamics, and Controlling Factors. Science 296: Bactérias da filosfera na Mata Atlântica biotas da superfície foliar Estudo inicial em nove espécies de árvores Extrapolação para espécies da Mata Atlântica: 2-13 milhões de novas espécies de bactérias Trichilia catigua (homol) x T. clausenii C xant Tca Tcl Campomanesia xanthocarpa (homol) x T. catigua PCR-DGGE of 16S rrna Lambais et al Science

11 Espécies conhecidas a ponta do iceberg TOTAL 1,75 milhão milhares de espécies dados: Lewinsohn e Prado, in Avaliação do Conhecimento da Biodiversidade Brasileira. MMA, Brasília.

12 Espécies desconhecidas a parte invisível do iceberg conhecidas: 1,75 milhão milhares de espécies ? por descobrir: 12 milhões as escalas de baixo e de cima são diferentes Como avaliar o que não se conhece? extrapolando: dos grupos mais para os menos estudados das regiões mais para as menos conhecidas calculando: taxas de descoberta e descrição de novas espécies ajustando para o número de taxonomistas

13 Descrever todas as espécies por mais 800 anos ou por mais Prado, Norrbom e Lewinsohn (2004). New species of Tomoplagia... Neotropical Entomology. Código de barras de DNA a impressão digital única de cada espécie Uma região do gene mitocondrial da enzima Citocromo-Oxidase I (CO1) presente em todos organismos Astraptes fulgerator uma espécie espécies distintas Hebert et al (2003). Biological identifications through DNA barcodes. Proc R Soc Lond B S 270:

14 Quanto custaria descrever tudo?

15 Fronteiras pouco conhecidas a copa das florestas tropicais Projeto IBISCA, Panamá Fronteiras: vida marinha Censo de Vida Marinha 2010

16 Fronteiras quase desconhecidas inquilinos interiores: fungos endofíticos A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Uma folha de cacau com 22 tipos de fungos E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7.1 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 Em 200 folhas de 15 árvores, mais de 1400 tipos de fungos Arnold et al. (2000). Are tropical fungal endophytes hyperdiverse? Ecology Letters Fronteiras sob nossos pés a mesofauna do solo

17 Biodiversidade brasileira como está o conhecimento Editora Contexto / Conservação Internacional Brasil, 2003 MMA, volumes > PROBIO >Publicações

18 quantas espécies há no Brasil? Lewinsohn e Prado, in Avaliação do Conhecimento da Biodiversidade Brasileira. MMA, Brasília. inventários faunísticos conhecimento desigual dos ecossistemas Fonte: Zoological Record. Total publicações: 395. Lewinsohn e Prado, in Avaliação do Conhecimento da Biodiversidade Brasileira. MMA, Brasília.

19 amostragem de plantas na Amazônia mais coletado menos coletado Schulman et al. (2007) Analysing botanical collecting effort in Amazonia. J Biogeogr A Calha Norte do Pará O Estado de S. Paulo, 20/2/2013

20 Lourival Sant Anna, O Estado de S. Paulo, 25/11/2007 A biodiversidade é inútil segundo um eminente físico brasileiro

21 A biodiversidade inútil na Argentina ervas daninhas comestíveis La Nación, 13 de agosto de 2010 A biodiversidade inútil na Argentina ervas daninhas comestíveis yuyo = erva daninha no idioma quechua

22 Biodiversidade não é coleção de selos Experimento de Cedar Creek biodiversidade e funções de ecossistemas

23 Experimento de Cedar Creek biodiversidade e funções de ecossistemas sete níveis de diversidade combinação aleatória de espécies de plantas Tilman et al Nature 379: Espécies iguais são redundantes?

24 Espécies iguais são redundantes? segurança parafusos Funções desconhecidas fazem falta? Às vezes, não.?? O rádio apagou. O carro continua andando normalmente.

25 Funções desconhecidas fazem falta? Às vezes, não. Até você precisar delas. O carro continua andando normalmente.?? Começou a chover forte. O limpador não funciona. Você não enxerga nada. Diversidade de interações redes de interações planta-animal Plantas e insetos herbívoros - Campos do Jordão 112 amostras, 121 interações Adriana Almeida, tese doutorado

26 desmatamento em Mato Grosso foto Yann-Arthus Bertrand grandes vetores de mudanças globais mudanças climáticas perda, ou conversão de habitat invasões biológicas poluição e sobrecarga de nutrientes Avaliação Ecossistêmica do Milênio, 2006

27 Perda de habitat ocupação recente da floresta em Rondônia 2000 Imagem de satélite MODIS - NASA Perda de habitat ocupação recente da floresta em Rondônia 2002 Imagem de satélite MODIS - NASA

28 Perda de habitat ocupação recente da floresta em Rondônia 2004 Imagem de satélite MODIS - NASA Perda de habitat ocupação recente da floresta em Rondônia 2006 Imagem de satélite MODIS - NASA

29 Perda de habitat ocupação recente da floresta em Rondônia 2008 Imagem de satélite MODIS - NASA Perda de habitat ocupação recente da floresta em Rondônia 2008 Imagem de satélite MODIS - NASA

30 Degradação afeta redes interativas plantas e insetos em um gradiente de cerrados número de espécies y = x x R 2 = 0.493; P = grau de perturbação gradiente de perturbação Almeida Neto, M., Prado, P.I., Lewinsohn, T.M Oecologia, 4: Degradação afeta redes interativas plantas e insetos em um gradiente de cerrados número de interações Índice de perturbação gradiente de perturbação

31 Clima faz espécies se deslocarem borboletas na Grã Bretanha presença constante ocorrências a partir de 1940 desapareceu depois de 1940 Parmesan et al., Nature 379:579. Hill et al Ecol. Lett. 4:313 Espécies invasoras alteram polinização interações deslocadas Invasão fase inicial plantas polinizadores Invasão fase tardia plantas polinizadores Aizen et al (2008) Invasive mutualists erode native pollination webs. PLoS Biol 6(2): e31

32 omas Lewinsohn (Unicamp) Biodiversidade Biota-Fapesp Educação 21 fev 2013 Diversidade feita por humanos Variedades maias de milho crioulo, Chiapas, México Foto Thomas Lewinsohn omas Lewinsohn (Unicamp) Biodiversidade Biota-Fapesp Educação 21 fev 2013 Diversidade biológica e cultural ligações profundas ambas ameaçadas temperos, remédios, cosméticos no Mercado de Ver-O-Peso, Belém, Pará temperos e especiarias, Marrocos Foto Thomas Lewinsohn

33 Biodiversidade é (pelo menos): acervo biológico de uma região ou país capital ambiental reserva para bioprospecção componente funcional de ecossistemas provedor de serviços ambientais

34 Biodiversidade como patrimônio não existe ainda um catálogo da vida na Terra não sabemos nem aproximadamente quantas espécies existem se 8, 15 ou mesmo 100 milhões a coleta e reconhecimento dessas espécies é um dos maiores desafios para a humanidade Biodiversidade e conservação só os grupos melhor conhecidos permitem levantamentos rápidos levantamentos repetidos e padronizados são essenciais para detectar mudanças a perda de habitats é a principal causa de perda de biodiversidade no Brasil

35 Funções e serviços ecossistêmicos interações ecológicas são a base de muitos processos importantes organismos pequenos e interações microbianas são importantes em todos os processos e serviços ecossistêmicos há grandes riscos em perder biodiversidade sem conhecer seus efeitos e consequencias Heliconia cf. rostrata Foto Thomas Lewinsohn