DIVERSIDADE. Priscila Rosa PGECOL Outubro 2007

Transcrição

1 DIVERSIDADE Priscila Rosa PGECOL Outubro 2007

2 O QUE É DIVERSIDADE? Número de espécies encontradas em uma comunidade -RIQUEZA UNIFORMIDADE medida da distribuição no número de indivíduos entre as espécies

3 Em 1 a uniformidade é maior do que em 2 Comunidade 1- abundância de indivíduos distribuídos de forma homogênea entre as diferentes espécies Comunidade 2- abundância de indivíduos distribuídos heterogeneamente entre as diferentes espécies

4 DIVERSIDADE α -, γ -e β DIVERSIDADE α - número de espécies (riqueza) em uma área limitada com habitat relativamente uniforme depende dos limites da comunidade, do esforço amostral. Ex: diversidade de organismos de uma Mata de Galeria DIVERSIDADE γ - diversidade para uma grande área regional. Ex: diversidade de organismos do Cerrado. DIVERSIDADE β - diversidade entre habitats. Quanto maior a diferença de espécies entre habitats maior será esta diversidade.

5 PADRÕES GLOBAIS DE DIVERSIDADE Primeiras observações feitas por grandes exploradores naturalistas como Charles Darwin, Henry Bates e Alfred Wallace

6 PADRÕES GLOBAIS DE DIVERSIDADE Wallace- distribuição geográfica das espécies associada a mudanças geográficas...teoria que explica o surgimento e a perpetuação de variedades e formas específicas no nosso planeta... Darwin- A origem da espécies evolução a partir de um ancestral comum

7 PADRÕES GLOBAIS DE DIVERSIDADE Henry Bates - mimetismo batesiano - Amazônia: mariposa imita formas de beija-flor = força. - Seleção natural evidenciando evolução.

8 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM GRADIENTES DE LATITUDE (NO ESPAÇO) Diversidade biológica = variáveis ambientais correlacionadas com a latitude. Áreas das zonas climáticas: As zonas terrestres tropicais possuem uma área superficial total similar climaticamente maior que as zonas terrestres em latitudes mais altas, com flutuações de temperatura de mesma magnitude (Rosenzweig 1992) níveis mais altos de especiação e níveis mais baixos de extinção nos trópicos (Rosenzweig 1992, Gaston 2000, Buzas et al. 2002)

9 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM GRADIENTES DE LATITUDE (NO ESPAÇO) Terciário: maior parte da superfície da Terra foi tropical ou subtropical = maior diversidade atual nos trópicos como resultado de processos evolucionários e históricos (Ricklefs 2004). Temperaturas mais altas podem representar menores tempos de geração e maiores taxas de mutação = aumento da especiação nos trópicos (Rohde 1992).

10 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM GRADIENTES DE LATITUDE (NO ESPAÇO)

11 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM GRADIENTES DE LONGITUDE (NO ESPAÇO) Região Ocidental Indo-Pacífica = riqueza de fauna superior a região do Atlântico Ocidental e Oriental, e ainda que o Pacífico Oriental (Briggs, 1985) Diversidade variando de acordo com heterogeneidade do substrato, proximidade da costa e distúrbios físicos. Eixo Indo- Pacífico Ocidental= triângulo centro de radiação evolucionária o número de espécies tende a cair em todas as direções.

12 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM GRADIENTES DE LONGITUDE (NO ESPAÇO)

13 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM GRADIENTES DE PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA Em uma mesma região, a diversidade pode variar de acordo com a produtividade primária

14 PADRÕES DE DIVERSIDADE EM RELAÇÃO À HETEROGENEIDADE DE HABITATS E CONDIÇÕES AMBIENTAIS Em uma mesma região, a diversidade pode variar de acordo com a heterogeneidade de habitats, com condições ambientais particulares particulares (sub-climas) e com a distância do centro de dispersão (efeito de borda).

15 Os padrões são claros porém, quais os fatores que determinam a biodiversidade em escala local e regional? Então, tantos fatores regionais como locais influenciam na biodiversidade

16 COMO ANALISAR A DIVERSIDADE DE ESPÉCIES? 1) Curvas de abundância relativa do componente dominância da diversidade 2) Índices de Diversidade

17 Curvas do componente dominância da diversidade Curva A- menor uniformidade Curva B- maior uniformidade Curva C- uniformidade intermediária Curva A- série geométrica com ocupação preferencial de nichos. Curva B- limites aleatórios, e não superpostos de nicho. Curva C- padrão sigmoidal intermediário, com múltiplas dimensões de nicho e superposição, que geram uma distribuição lognormal de importância de espécies.

18 Índice de Riqueza Índices de Diversidade Índice de Dominância ( Simpson) Índice de Diversidade (Shannon-Weaver) Índice de Uniformidade (Pielou) J= H/ LogS

19 Poluição= distúrbio gerador de baixa diversidade. Indíces de Shannon: não-poluído, 3,31; moderamente poluído, 2,80; poluído, 2,45

20 Estresses agudos causam diminuição na riqueza e diversidade. Em relação a uniformidade, essa pode ser aumentada caso espécies de topo de cadeia sejam prejudicadas de forma a permitir o desenvolvimento de outras espécies antes afetadas pela anterior. O maior número de amostras determina um incremento na riqueza, mas nem tanto na diversidade devido a abundância de indivíduos que tem a sua variação minimizada.

21 Diversidade de Padrão : -Estratificação -Zonação -Atividade -Redes alimentares -Reprodutivos -Sociais -Interação -Efeito de Borda Diversidade Genética: -manutenção de heterozigose genotípica -Polimorfismo

22 Diversidade de Padrão Diferentes tipos de espécies são adaptadas a diferentes gradientes de profundidade de acordo com as características do meio.

23 Populações e Comunidades em Gradientes Geográficos: ECÓTONOS Quão diferentes duas comunidade devem ser para serem consideradas distintas? BORDAS: Lugar onde se encontram dois ou mais tipos de comunidades ECÓTONO: Zona de transição entre duas comunidades estruturalmente diferentes e onde a reposição de espécies ao longo do gradiente é muito rápida

24 A= borda B, C, D= ecótono= grande número de espécies e de nichos ecológicos

25 Quanto maior o contraste entre duas comunidades maior será a riqueza

26 Curvas mais abertas significam espécies adaptadas a uma variação de condições ambientais maiores, logo, presente em diferentes comunidades

27 BIODIVERSIDADE Função da quantidade de nichos e da amplitude de cada nicho Amplitude do nicho Sobreposição de nicho e Exclusão Competitiva

28 Como aumentar a biodiversidade de um dado lugar? Como alguns lugares suportam maior diversidade de espécies que outros?

29 Influência do número de nichos sobre a diversidade de espécies de uma comunidade

30 Influência do número de nichos sobre a diversidade de morfologias de uma comunidade

31 Influência da predação e herbivoria Influência dos recursos

32 Influência de distúrbios intermediários. Mantém em uma dada área, organismos pioneiros, intermediários e de final de desenvolvimento sucessional.. A ausência de distúrbio eliminaria os organismos pioneiros, enquanto que distúrbios muito intensos eliminaria os organismos clímax.

33 Influência da competição. Em regiões climaticamente mais estáveis, as comunidades são geralmente mais cheias, a competição tende a ser intensa entre as espécies, aumentando o grau de especialização- aumento na diversidade. Especialização- adaptação ao meio biótico.. Em regiões climaticamente menos estáveis, as comunidades tendem a ser mais vazias devido às necessidades adaptativas de cada espécie. Neste caso, as comunidades são mais vazias, os organismos mais generalistas, com nichos mais amplos. Generalismo- adaptação ao meio abiótico.

34 Finalmente... Biodiversidade:. Regulada por vários fatores em várias escalas. Pouco provável que um fator apenas determine o padrão de diversidade de organismos em uma determinada comunidade;. Portanto, tanto fatores locais Competição, predação, herbivoria, distúrbios, heterogeneidade de habitats, produção primária.como fatores regionais Estabilidade climática e tamanho da região determinam a biodiversidade.

35 BIODIVERSIDADE ESTABILIDADE CLIMÁTICA MOSAICO DE NUTRIENTES COMPETIÇÃO DISTÚRBIO INTERMEDIÁRIO

36 SUCESSÃO ECOLÓGICA

37 SUCESSÃO ECOLÓGICA Desde a Antiguidade que o homem se apercebe de alterações nas paisagens naturais à sua volta. A sucessão ecológica é uma dessas transformações e conduz as comunidades a estádios de equilíbrio dinâmico com o ambiente.

38 SUCESSÃO ECOLÓGICA. Característica comum a todos os ecossistemas: mudança de estrutura constante em resposta as mudanças nas condições ambientais!!. É a gradual mudança na composição das espécies em uma dada área e envolve uma complexa mudança na interação entre espécies durante todo o tempo.

39 SUCESSÃO ECOLÓGICA Dividida em três fases: Comunidade pioneira ou ecese primeiros seres vivos a ocupar o substrato Comunidade intermediária ou séries- nível maior de diversificação Comunidade clímax- comunidade atingindo grau máximo de desenvolvimento e equilíbrio

40 SUCESSÃO ECOLÓGICA A Organização B Tempo Trajetória da sucessão ecológica num ambiente benigno, com baixa probabilidade de perturbações (curva A) e num ambiente estressado sujeito a perturbações periódicas, que interrompem e fazem retroceder o processo de desenvolvimento (curva B). As setas indicam dois circuitos de retrocesso que se seguem a perturbações; a comunidade biótica pode se tornar adaptativamente dependente de perturbações, mantendo um nível mais baixo de organização.

41 SUCESSÃO ECOLÓGICA. Sucessão primária: Gradual estabelecimento de comunidades bióticas em uma área sem que essa tenha sido ocupada por vida antes. Exemplo: áreas áridas, rochas expostas por retração glacial, áreas que recebem lava, estradas abandonadas, reservatórios.. Sucessão secundária: Restabelecimento de uma comunidade biótica em uma área onde uma outra comunidade esteve previamente presente (mais comum). Exemplos: fazendas de cultivo abandonadas, florestas queimadas ou desmatadas, rios fortemente poluídos

42 Sucessão Primária Sucessão Secundária

43 SUCESSÃO ECOLÓGICA Características de ecossistemas em estágios inicial e tardio de Sucessão Ecológica Característica Ecossistema imaturo (Estado sucessional inicial) Ecossistema maduro (Estado sucessional tardio) Estrutura do Ecossistema Tamanho das plantas pequena grande Diversidade de espécies baixa alta maioria produtores, poucos Estrutura trófica decompositores Nichos ecológicos poucos, marioria generalista muitos, maioria especialista Organização da comunidade baixa alta misto de produtores, consumidores e decompositores Funcionamento do Ecossistema Biomassa baixa alta Produtividade Primaria Líquida alta baixa Cadeias alimentares simples, maioria plantas e herbívoros, com poucos decompositores complexa, dominada por decompositores Eficiência na reciclagem de nutrientes baixa alta Eficiência energética baixa alta