Ecossistemas. Engenharia Ambiental DEBIO/UFOP Prof. Dr. Roberth Fagundes

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Ayrton Almada Padilha
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1 Ecossistemas Engenharia Ambiental DEBIO/UFOP Prof. Dr. Roberth Fagundes

2 BIODIVERSIDADE PROCESSOS SERVIÇOS

3 PROCESSOS

4 SERVIÇOS

5 BIODIVERSIDADE

6 Mineração de bauxita

7 Fase inicial

8 Fase final

10 Redes de interação Prof. Dr. Roberth Fagundes

12 Aulas 1.Teias tróficas 2.Espécies chave 3.Espécies exóticas 4.Mutualistas

13 Conceitos As teias tróficas resumem as relações alimentares entre as espécies. As espécies-chave estruturam as teias tróficas ao manter a estabilidade e direcionar os fluxos energéticos. Espécies exóticas desestruturam as terias tróficas podem causar colapso das interações e extinção de espécies. Espécies mutualistas são espécies fundamentais em teias tróficas.

18 Propriedades emergentes

20 COMO ESTUDAR ECOLOGIA DE REDES DE INTERAÇÃO PASSO 1: REPRESENTAR A REDE PASSO 2: DESCREVER OS COMPONENTES DA REDE PASSO 3: DESCREVER AS INTERAÇÕES DA REDE PASSO 4: AVALIAR OS MECANISMOS DA REDE PASSO 5: AVALIAR AS PROPRIEDADES EMERGENTES DA REDE

21 PASSO 1 REPRESENTAR A REDE

32 PASSO 2 DESCREVER OS COMPONENTES DA REDE

33 Rede mutualística em Canga ferruginosa

37 16 sp. 16 sp. 16sp.

39 ?

40 ?

41 ?

42 6 sp. 5 sp. 20 sp.

47 6 sp.

48 7 sp.

49 15 sp.

51 "What escapes the eye, is a much more insidious kind of extinction: the extinction of ecological interactions" Daniel H. Janzen (1974)

58 PASSO 3 DESCREVER AS INTERAÇÕES DA REDE

59 Centralizado Descentralizado Distribuído

60 Padrões de Interação Aninhado Aleatório Modular

61 ANINHAMENTO (N)

62 MODULARIDADE (M)

63 PASSO 4 AVALIAR OS MECANISMOS ESTRUTURANTES DA REDE

64 ABUNDÂNCIA

65 INCOMPATIBILIDADE

66 CO-OCORRÊNCIA

67 FILOGENIA

68 FATORES ABIÓTICOS Dattilo et al 2013

69 FATORES BIÓTICOS Dattilo et al 2013

70 PASSO 5 AVALIAR AS PROPRIEDADES EMERGENTES DA REDE

71 Propriedade emergentes

72 Swarming

73 Clustering

74 Clonning

75 Crashing

ANINHAMENTO (ANINHADO) NODF = 75,85 NODFr = 65.

78 ANINHAMENTO (ANINHADO) NODF = 75,85 NODFr = P(MONTE CARLO) = 0.02 MODULARIDADE (MODULAR) M= 0.08 P(MONTE CARLO) = 0.9

79 PEIT OURO PRETO

80 PEIT SP = 14 OURO PRETO SP = 13 C = 0.91 C = 0.71 Links = 4.03 Links = 2.2 H2 = 0.02 PROTEÇÃO = 0.95 VULNERAVEL = 2.9 H2= 0.2 PROTEÇÃO = 0.57 VULNERAVEL = 4.9

81 EFEITO CASCATA tudo peit op

82 Teias tróficas As teias tróficas resumem as relações alimentares entre as espécies.

84 Complexidade das teias tróficas

86 orca foca-leopardo moleiro foca-de-ross leão-marinho grandes peixes pinguim imperador baleia azul gaivotas focacaranguejeira pinguimdeadélia peixes pequenos e lula Krill Teia trófica na Antártica Fitoplâncton

87 Interações fortes e Interações fracas (Paine 1980) baseado em observações baseado em fluxo de energia baseado em experimentação

88 Variação temporal e espacial nas redes tróficas de peixes tropicais (Winemiller 1990) sp. Ilanos

91 Compartimentalização Conectância Presa/Predador Predador/Presa

92 espécies comuns (95%) sem interações fracas (1%)

$espécies comuns (95%) sem interações fracas (1%) Rede de interações tróficas entre$

93 espécies comuns (95%) sem interações fracas (1%) Rede de interações tróficas entre 10 espécies de peixes e suas presas Rede simplificada pela remoção de interações fracas

94 Interações fortes e fracas (Tscharntke 1992)

96 Aula 2 Espécie-chave As espécies-chave estruturam as teias tróficas ao manter a estabilidade e direcionar os fluxos energéticos.

97 Espécies-chave Espécies dominantes Espécies-raras ou especialistas

98 PREDADORES MUTUALISTAS ESPÉCIES INVASORAS

99 Predadores

100

101 Rede trófica ambiente temperado predador de topo consumidores (3sp.) As teias tróficas dos ambientes temperados possuem baixa proporção de predadores, pequeno tamanho, baixo grau e baixa densidade herbívoros (9sp.)

102 Rede trófica ambiente subtropical predador de topo consumidores (11sp.) A rede subtropical possui muitos predadores, tem grande tamanho, alto grau, alta densidade herbívoros (36sp.)

103

104 Predadores (Paine 1966,1969) Predação causa aumento da biodiversidade por reduzir competição Predadores mantém as populações de presa abaixo da capacidade suporte. Exclusão competitiva é mais baixa próximo à capacidade suporte

105 Nicho P1 Nicho P2 Nicho P3 bottom-up produtividade P1 P2 P3

106 Abundância Nicho A Nicho B A predação top-down B capacidade suporte bottom-up produtividade P1 P2 P3 Tempo

107 Abundância capacidade suporte bottom-up produtividade Tempo

108 TOP-DOWN DIVERSIDADE BOTTOM-UP

109 TOP- DOWN BOTTOM -UP

110 Uma montanha de espécie-chave?

111 Efeito da remoção do predador-de-topo (Paine 1966, 1971) A remoção do predador reduziu a riqueza de espécies A remoção da estrelado-mar causou redução de 15 para 8 espécies Nesse costão, a redução foi de 20 para 14 espécies 2 anos 2 anos

112 Algas Esponjas

113 CASCATA

114 (Power 1990)

115 Sem predador Com predador Sem predador Com predador Sem predador Com predador A presença dos peixes levou ao aumento da abundância de larvas de quironomídeos......e diminuiu a densidades dos insetos predadores......e diminuiu a densidades dos alevinos...

116 Condicionalidade

117 Diversidade e Abundância de consumidores

118 Condicionalidade 1. preferência alimentar dos predadores 2. a competitividade entre as presas 3. contexto ambiental

119

120

121 Littorina littorea (Lubchencko 1978)

122 Littorina littorea (Lubchencko 1978)

123

124 condicionalidade Nas poças de maré, a riqueza de algas é maior em densidades intermediárias de Littorina Em substrato emergente, a riqueza de algas é maior onde a densidade de Littorina é menor

125 Aula 3 Espécies invasoras As espécies exóticas podem simplificar e colapsar a estrutura das teias tróficas.

126 espécies exótica dispersão estabelecimento crescimento invasão

127 espécies exótica dispersão estabelecimento crescimento invasão

128 espécies exótica dispersão estabelecimento crescimento invasão

129 espécies exótica dispersão estabelecimento crescimento invasão

130 espécies exótica dispersão estabelecimento crescimento invasão

131 As espécies exóticas podem simplificar e colapsar a estrutura das teias tróficas.

132 Rede trófica do Lago Vitória (Ligtvoet 1991) Ciclídeos e bagres Mais de 400 espécies nativas de peixes Omena Insetívoros gastrófagos Ciclídeos zooplâncton larva de inseto Ciclídeos adultos Fitoplâncton

133 Rede trófica do Lago Vitória após invasão da perca e tilápia (Ligtvoet 1991) perca-do-nilo 3 espécies dominam a rede Omena percado-nilo (jovem) tilápiado-nilo Redução da oxigenação

134 Revisão Porque predadores exóticos causam maior impacto do que predadores nativos nas populações de presas nativas? Como a redução da diversidade de peixes herbívoros por predação pela perca pode ter levado à redução da taxa de oxigênio?

135 Aula 4 Mutualistas Mutualistas são espécies chaves em redes tróficas.

136 mutualismo proteção nutrição

137

138

139

140 Labroides dimitiatus

141 Mudança na riqueza de espécies de peixes (%) A diversidade de peixes é regulada pela presença de limpadores Removido Peixe-limpador Adicionado

142 Bshary 2003

143 Bshary 2003

144 MUTUALISMO DE PROTEÇÃO

145 Solenopsis spp.

146

147

148

149

150

151

152

153 Formigas dispersoras de sementes (Cristian 2001)

154

155 Linepithema humile

156

157 sementes grandes

158 sementes pequenas

159 MUTUALISMO DE NUTRIÇÃO MUTUALISMO DE TRANSPORTE

160 HOMEM

161 Caça 14 milhões de mamíferos (80-93%) 5 milhões de aves (70-94%) Comércio 4 milhões de animais Estimativa 60 milhões de animais/ano

162

163 FLORESTA VAZIA

164 Questões de revisão 1. Como é representada uma teia trófica? 2. Quais são as vantagens de se incluir apenas as ligações fortes em uma rede trófica? 3. Como podemos comprovar que um predador é uma espécie chave em uma comunidade? 4. Ao remover o predador do sistema a diversidade de presas reduziu de 5 para 1. Explique como isso é possível? 5. Onde o efeito de um predador especialista na biodiversidade é maior: onde sua presa é rara ou onde ela é comum? Explique

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