Competição e a estrutura de comunidades

Transcrição

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2 Competição e a estrutura de comunidades 1. Interações ecológicas e comunidades 2. Competição: definição, pressupostos e previsões 3. Evidências 4. Quebrando os pressupostos 5. Resumo 6. Para saber mais

3 Ao final da aula, nós deveremos: 1. Definir competição interespecífica 2. Compreender em que condições espera-se que competição organize as comunidades ecológicas 3. Entender processos ecológicos que geram co-existência

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8 +/- +/+

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10 Mutualismo (+/+) Comensalismo (0/+)

11 Parasitismo (-/+) Predação (-/+)

12 Competição (-/-)

14 Competição interespecífica é: uma interação entre indivíduos de espécies diferentes que causa redução na fecundidade, sobrevivência ou crescimento dos indivíduos que interagem

15 E se competição interespecífica organizasse a natureza?

16 O princípio da exclusão competitiva Paramecium Georgy Gause

17 O princípio da exclusão competitiva Duas espécies competidoras Georgy Gause com nichos idênticos Paramecium não podem coexistir em um ambiente estável

18 Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte

20 Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte 2. O ambiente é estável As populações podem atingir o equilíbrio O recurso é o fator limitante

21 Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte 2. O ambiente é estável As populações podem atingir o equilíbrio O recurso é o fator limitante 3. Indivíduos se distribuem de forma homogênea 4. Competição interespecífica é mais importante que outras interações

22 Como espécies coexistem?

23 Previsão Duas espécies competidoras Georgy Gause com nichos idênticos Paramecium não podem coexistir em um ambiente estável

24 Previsões 1. Competidores potenciais devem apresentar diferenciação de nichos 2. A ocorrência de potenciais competidores que usam os mesmos recursos deve estar negativamente correlacionada 3. Diferenciação de nicho poderá implicar em diferenciação morfológica

27 Evidência experimental 1. Experimentos de remoção de espécies:

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29 Evidência experimental 1. Experimentos de remoção de espécies: a. Competição aparentemente comum em plantas, vertebrados, organismos marinhos b. Competição aparentemente rara em herbívoros 2. Mas cuidado: a. Resultados negativos tendem a não ser publicados b. Sistemas escolhidos (evidência com muitas espécies) c. O fantasma da competição passada

30 O fantasma da competição passada Joseph H. Connell

31 O fantasma da competição passada Se a competição for forte: 1. Nichos devem se diferenciar 2. Competição atual deve ser rara Joseph H. Connell

32 Competição é transiente Se a competição for forte: 1. Nichos devem se diferenciar 2. Competição atual deve ser rara 3. Competidoras fracas devem extinguir 4. Ocasional: momentos de grande crescimento populacional Joseph H. Connell

34 Padrões espaciais

35 Padrões espaciais 100 Freqüência

36 Diferenciação de nichos dimensão do nicho 1

37 espaço Diferenciação de nichos dimensão do nicho 1

38 dimensão do nicho 2 Complementaridade de nicho dimensão do nicho 1

39 Padrões temporais experimentos Tenodera sinensis Mantis religiosa

40 dimensão do nicho 2 Diferenciação de nichos dimensão do nicho 1

41 dimensão do nicho 2 Diferenciação de nichos Mas esses padrões não poderiam surgir ao acaso? Daniel Simberloff dimensão do nicho 1

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44 Como saber se não seria esperado ao acaso?

45 Modelos nulos 1. A pattern-generating model that is based on randomization of ecological data or random sampling from a known or imagined distribution (Gotelli & Graves 1996)

46 Modelos nulos 1. A pattern-generating model that is based on randomization of ecological data or random sampling from a known or imagined distribution (Gotelli & Graves 1996) 2. A idéia: descobrir a distribuição esperada na ausência de um processo de interesse

47 Modelos nulos 1. A pattern-generating model that is based on randomization of ecological data or random sampling from a known or imagined distribution (Gotelli & Graves 1996) 2. A idéia: descobrir a distribuição esperada na ausência de um processo de interesse 3. No caso: descobrir o padrão de co-ocorrência na ausência de competição

48 Modelos nulos 1. A pattern-generating model that is based on randomization of ecological data or random sampling from a known or imagined distribution (Gotelli & Graves 1996) 2. A idéia: descobrir a distribuição esperada na ausência de um processo de interesse. 3. No caso: descobrir o padrão de co-ocorrência na ausência de competição 4. Um experimento mental (simulação numérica)

49 O algoritmo 1. Caracterizar o sistema 2. Estimar o parâmetro de interesse 3. Permutar os elementos do sistema 4. Computar o parâmetro de interesse 5. Refazer 2-4 muitas vezes 6. Verificar se o modelo reproduz o padrão

50 1. Caracterizar o sistema

51 a. Contar locais Locais =

52 b. Contar ocorrências Locais = Peixe 1 =

53 b. Contar ocorrências Locais = Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

54 2. Estimar o parâmetro de interesse Locais = 12 Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

56 2. Estimar co-ocorrência Locais = 12 Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

57 2. Estimar co-ocorrência Locais = 12 1 Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6 Co-ocorrência = 2 2

58 3. Permutar os elementos do sistema Locais = 12 Peixe 1 = 8 8 Peixe 2 = 6 Co-ocorrência = 2 6

59 3. Permutar as ocorrências Locais = 12 Peixe 1 = 8 8 Peixe 2 = 6 Co-ocorrência = 2 6

60 3. Permutar as ocorrências

61 4. Computar co-ocorrências

62 4. Computar co-ocorrências Locais = Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6 3 Co-ocorrência = 2 COO-esperada = 4 4

63 O algoritmo 1. Caracterizar o sistema 2. Estimar o parâmetro de interesse 3. Permutar os elementos do sistema 4. Computar o parâmetro de interesse 5. Refazer 2-4 muitas vezes 6. Verificar se o modelo reproduz o padrão

64 6. Calcular a probabilidade do modelo reproduzir o padrão Texto # de co-ocorrências

65 6. Verificar se o modelo reproduz o padrão Freqüência Texto # de co-ocorrências

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67 Stuart Pimm Biogegrafia: extinções

70 Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte 2. O ambiente é estável As populações podem atingir o equilíbrio O recurso é o fator limitante 3. Indivíduos se distribuem de forma homogênea 4. Competição interespecífica é mais importante que outras interações