Invasões biológicas. Conservação da Biodiversidade 2011
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- Norma Azeredo Sales
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1 Invasões biológicas Conservação da Biodiversidade 2011
2 O que é?? Invasão biológica: Instalação, seguida de grande proliferação de uma espécie não-nativa do ambiente, levando a desequilíbrios na comunidade, podendo afetar também processos ecológicos, o meio físico, e trazer danos econômicos HOMEM!
3 Invasões modernas: homem rotas e vetores de dispersão Introduções: domesticação (agricultura, silvicultura, pecuária, aquicultura, ornamentação, medicamentos, utilitários) acidentais (ervas-daninhas, parasitas, pragas, patógenos, controle biológico)
4 Só atualmente existem as invasões biológicas? Invasões paleontológicas naturais Ex: mamíferos nas Américas fenômenos evolutivos
5 Invasões modernas = fenômenos ecológicos! O processo envolve: remoção de barreiras migração dispersão colonização competição evolução escala temporal!!
6 Nomenclatura conforme origem e função: visão biogeográfica NATIVAS visão antropocêntrica COLONIZADORAS PRAGAS (ruderais, (ervas-daninhas) pioneiras) visão ecológica EXÓTICAS
7 Nomenclatura conforme origem e função: visão biogeográfica NATIVAS visão antropocêntrica COLONIZADORAS PRAGAS (ruderais, (ervas-daninhas) pioneiras) visão ecológica INVASORAS CASUAIS EXÓTICAS
8 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem.
9 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem. Exótica casual: não forma população persistente.
10 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem. Exótica casual: não forma população persistente. Exótica naturalizada: forma população persistente mas não invade ecossistema natural ou antrópico
11 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem. Exótica casual: não forma população persistente. Exótica naturalizada: forma população persistente mas não invade ecossistema natural ou antrópico Praga: exótica ou não, indesejável no local
12 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem Exótica casual: não forma população persistente Exótica naturalizada: forma população persistente mas não invade ecossistema natural ou antrópico Praga: exótica ou não, indesejável no local Invasora: exótica, (naturalizada), tem alta taxa de reprodução e dispersão, coloniza ecossistema natural ou antrópico
13 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem Exótica casual: não forma população persistente Exótica naturalizada: forma população persistente mas não invade ecossistema natural ou antrópico Praga: exótica ou não, indesejável no local Invasora: exótica, (naturalizada), tem alta taxa de reprodução e dispersão, coloniza ecossistema natural ou antrópico Super-dominantes: nativas que se comportam como invasoras, mediante desequilíbrio
14 Definições e nomenclatura: (Richardson et al. 2000) Espécie exótica ou introduzida: proveniente de um ambiente diferente, por ação do homem Exótica casual: não forma população persistente Exótica naturalizada: forma população persistente mas não invade ecossistema natural ou antrópico Praga: exótica ou não, indesejável no local Invasora: exótica, (naturalizada), tem alta taxa de reprodução e dispersão, coloniza ecossistema natural ou antrópico Super-dominantes: nativas que se comportam como invasoras, mediante desequilíbrio fenômeno ecológico e não descrição taxonômica (!)
15 Você conhece alguma espécie invasora??
16 Maria-sem-vergonha: invasora clássica Impatiens: 850 spp 4 invasoras
17 Expansão de Impatiens parviflora: a = jardins botânicos c = parques e cemitérios d = pátios industriais e = jardins domésticos f = terrenos baldios h = matas nativas No Brasil: clareiras e bordas de matas
18 No cerrado: gramíneas africanas Panicum maximum Melinis minutiflora e também: Brachiaria humidicola, Hyparrhenia rufa, Andropogon gayanus, etc.
19 Ex.: gramíneas invasoras nos cerrados de São Paulo: Melinis minutiflora Brachiaria decumbens LOCAl PIRASSUNUNGA, SP - campo cerrado (1) STA. RITA PASSA QUATRO, SP - cerrado sensu stricto (2) STA. RITA PASSA QUATRO, SP - campo cerrado (2) ITIRAPINA, SP campo cerrado (3) ITIRAPINA, SP - cerrado sensu stricto (3) frequencia relativa Valor de importância Frequencia relativa Valor de importância 2º / 52 2 º / 52 4 º / 52 4 º / 52 3 º / 85 2 º / 85 1 º / 36 1 º / 36 1 º / 42 1 º / 42 4 º / 42 5 º / 42 1 º / 41 1 º / 41 7 º / 41 6 º/ 41
20 Pé-de-Gigante: associações interespecíficas entre graminóides Espécie X Espécie Fisionomia de cerrado Tipo de associação Qui-quadrado Spearman Melinis minutiflora Echinolaena inflexa campo cerrado - - Melinis minutiflora Loudetiopsis chrysothrix campo cerrado - NS Melinis minutiflora Ichnanthus sericeus campo cerrado - - Melinis minutiflora Rhynchospora exaltata campo cerrado - - Melinis minutiflora Axonopus barbigerus campo cerrado - - Melinis minutiflora Axonopus marginatus campo cerrado - - Echinolaena inflexa Loudetiopsis chrysothrix campo cerrado + - Urochloa decumbens Rhynchospora exaltata cerrado sensu stricto - - Urochloa decumbens Ichnanthus sericeus cerrado sensu stricto - - Urochloa decumbens Loudetiopsis chrysothrix cerrado sensu stricto - - Rhynchospora exaltata Axonopus barbigerus cerrado sensu stricto - - Rhynchospora exaltata Loudetiopsis chrysothrix cerrado sensu stricto - - Pivello, V.R.; Shida, C.N. & Meirelles, S.T Alien grasses in Brazilian savannas: a threat to the biodiversity. Biodiversity and Conservation, 8:
21 Barbosa, E.G.; Pivello, V.R. & Meirelles, S.T.Allelopathic evidence in Brachiaria decumbens and its potential to invade the Brazilian cerrados (no prelo) Brazilian Archives of Biology and Technology. Efeito alelopático de B. decumbens Evidência de substâncias alelopáticas em U. decumbens a) inibição da germinação de M. minutiflora e espécies-padrão (alpiste e alface) por sementes de B. decumbens b) inibição da germinação das espécies testadas por extratos aquosos de folhas (verdes e senescentes) e raízes de B. decumbens, em diferentes concentrações
22 Alterações no ambiente Urochloa decumbens Leucaena leucocephala incentivos: alimento animal, lenha Pterydium aquilinum Pteridium aquilinum espécies transformadoras!
23 Arbóreas Frutíferas Pinus spp: Norte América Sul América (incentivos governamentais) Artocarpus heterophyllus - Jaqueira (Ásia) Eriobotrya japonica nêspera (China) dispersão por aves
24 Reserva Florestal do IB-USP Invasora: Archontophoenix cunninghamiana - palmeira imperial australiana, seafórtia, palmeira real
25 Estrutura e dinâmica do componente arbóreo nos levantamentos de 1999 (R. Dislich), 2002 (F.B. Russo) e 2005 (T. Zupo) Número de indivíduos (plot de 2,1 ha; DAP > 9.5 cm) 310 inds. 368 inds. 464 inds Other spp. A. cunningh. Other spp. A. cunningh. Other spp. A. cunningh. (Dados de Ricardo Dislich, Felipe B. Russo e Talita Zupo)
26 % years % year Taxas de crescimento, recrutamento e mortalidade (plot de 2,1 ha; DAP > 9.5 cm) A. cunninghamiana Árvores nativas growth trate recruit. rate mortal. rate growth trate recruit. rate mortal. rate Extinção de espécies nativas?? Extinção da própria mata?? (Dados de Ricardo Dislich, Felipe B. Russo e Talita Zupo)
27 Plantas aquáticas invasoras Eichornia crassipes: pior invasora aquática! - Bacia Amazônica invadiu + de 50 países Salvinia molesta: Brasil sul da África, Europa - corpos lênticos, eutrofizados - flutuações populacionais e reprodução assexuada: muita biomassa, anóxia
28 Exemplos de animais: Rattus rattus (rato preto ou de navio) índia Invasores + disseminados e antigos : peste bubônica Columba livia -pombo europeu) excrementos; + de 60 doenças Limnoperna fortunei - mexilhão dourado (China) 1991: bacia do Prata; 240 km/ano cascos de navios, turbinas em hidrelétricas
29 Controle biológico:
30 Organismos geneticamente modificados - potenciais invasores? OGMs são potencializados em seu fitness transgenes têm maior probabilidade de escape e maior chance de naturalização OGMs podem facilmente hibridizar com organismos selvagens e propiciar o surgimento de espécies resistentes, também com maior fitness
31 Invasões biológicas em ilhas: Havaí polinésios (há anos): ratos, minhocas e plantas X pássaros europeus (1778): ratos, cachorros, bois, cavalo, cabras, artrópodos X pássaros, insetos e plantas Galápagos: porcos + javalis X répteis + aves (ovos) gatos X aves + iguana terrestre: erradicação pombos: programa de erradicação goiaba, mandioca, cítricos X nativas grau de isolamento biogeográfico (histórico) + regime de perturbação suscetibilidade à invasão!
32 O processo de invasão: chegada e estabelecimento expansão equilíbrio ecologicamente negativo!! HOMEM
33 Geográfica Ambiental (local) Reprodutiva Dispersão Ambiental (áreas perturbadas) Ambiental (áreas não perturbadas) O processo de invasão: a b c Principais barreiras limitantes (A-F) para a disseminação de espécies introduzidas (Richardson et al. 2000, modificado) d e f Barreiras A B C D E F exótica casual naturalizada invasora
34 Capacidade de invadir Depende de características da espécie ou do local invadido??
35 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958)
36 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999)
37 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999) 3) riqueza em espécies > riqueza = > resistência Elton (1958), MacArthur (1970, 1972)
38 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999) 3) riqueza em espécies > riqueza = > resistência Elton (1958), MacArthur (1970, 1972) 4) nicho vazio usam recursos não usados pelas nativas Elton (1958), MacArthur (1970)
39 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999) 3) riqueza em espécies > riqueza = > resistência Elton (1958), MacArthur (1970, 1972) 4) nicho vazio usam recursos não usados pelas nativas Elton (1958), MacArthur (1970) 5) pressão de propágulo chegada de potenciais indivíduos di Castri (1989), Williamson (1996), Londsdale (1999)
40 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999) 3) riqueza em espécies > riqueza = > resistência Elton (1958), MacArthur (1970, 1972) 4) nicho vazio usam recursos não usados pelas nativas Elton (1958), MacArthur (1970) 5) pressão de propágulo chegada de potenciais indivíduos di Castri (1989), Williamson (1996), Londsdale (1999) 6) perturbação maior adaptação a perturbações (tipo e intensidade) Gray (1879), Baker (1974)
41 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999) 3) riqueza em espécies > riqueza = > resistência Elton (1958), MacArthur (1970, 1972) 4) nicho vazio usam recursos não usados pelas nativas Elton (1958), MacArthur (1970) 5) pressão de propágulo chegada de potenciais indivíduos di Castri (1989), Williamson (1996), Londsdale (1999) 6) perturbação maior adaptação a perturbações (tipo e intensidade) Gray (1879), Baker (1974) 7) evolução da capacidade de invasão = EICA (evolution of increased competitive ability) ausência de inimigos no novo ambiente - recursos direcionados para maior reprodução Blossey & Notzold (1995), Lee (2002)
42 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Definição Referências 1) inimigos naturais sem inimigos: menor controle populacional Darwin (1859), Elton (1958) 2) naturalização (distância taxonômica) novos gêneros têm maior sucesso que gêneros existentes Darwin (1859), Rejmánek (1999) 3) riqueza em espécies > riqueza = > resistência Elton (1958), MacArthur (1970, 1972) 4) nicho vazio usam recursos não usados pelas nativas Elton (1958), MacArthur (1970) 5) pressão de propágulo chegada de potenciais indivíduos di Castri (1989), Williamson (1996), Londsdale (1999) 6) perturbação maior adaptação a perturbações (tipo e intensidade) Gray (1879), Baker (1974) 7) evolução da capacidade de invasão = EICA (evolution of increased competitive ability) ausência de inimigos no novo ambiente - recursos direcionados para maior reprodução 8) novas armas quando exóticas = maior ação bioquímica (alelopatia) que quando nativas Blossey & Notzold (1995), Lee (2002) Callaway & Aschenhoug (2000), Bais et al.(2003)
43 As hipóteses (estabelecimento X dominância) Hipótese Evidência 1) inimigos naturais (só vale para especialistas) Siemann & Rogers 2003; Parker et al ) naturalização (distância Strauss et al taxonômica) 3) riqueza em espécies D Antonio & Levine 1999; Shea & Chesson 2002; Londsdale 1999 (ESCALA! controle de fatores extrínsecos) 4) nicho vazio Dukes 2002; Breton et al. 2005; indiretamente: 2); 3) em escala local 5) pressão de propágulo Lonsdale 1999; Rouget & Richardson 2003; Foxcroft et al 2004; Richardson ) perturbação Carino & Daehler 2002; Daehler 2003; Huston 2004; Alston & Richardson ) evolução da capacidade de invasão Garcia-Ramos & Rodriguez ) novas armas Vivanco et al. 2004
44 características da espécie: Capacidade de invadir X suscetibilidade à invasão ampla área de origem alta capacidade de reprodução sexuada e vegetativa ciclo de vida curto (geração curta) facilidade de polinização muitas sementes/filhotes, fácil dispersão altas taxas de germinação alta densidade/ cobertura alta capacidade de brotamento e regeneração tolerância ao desfolhamento e herbivoria eficiência fotossintética e no uso dos nutrientes heliófilas: metabolismo C4 altas taxas de crescimento individual (porte/ vigor) e populacional alelopatia alta variabilidade genética maior introdução de propágulos maior tempo no local características da comunidade/ ecossist. clima quente e úmido, LUZ habitat semelhante ao de origem disponibilidade de nutrientes (especialmente N) riqueza de espécies (?) relações interespecíficas fracas inimigos naturais isolamento taxonômico ausência de similar ecológico perturbações ambientes mésicos e abertos estádios iniciais de sucessão transpor para animais!
45 Conseqüências das invasões: alteração na produtividade do sistema alteração nos ciclos hídricos e água no solo alteração na disponibilidade de luz alteração no ciclo de fogo alteração na ciclagem de nutrientes alteração nas cadeias alimentares alteração nas relações interespecíficas hibridizações: novos taxa extinções e alterações na estrutura e função do ecossistema!!
46 Manejo: Como lidar? Erradicação, contenção ou controle? custo financeiro X custo ambiental X condições da invasão estratégias: preventivas ou remediadoras
47 Estratégias: preventivas ou remediadoras: Manejo de invasoras prevenção detecção precoce erradicação controle interceptação tratamento do material contaminado levantamentos, monitoramento informação proibição (legislação) controle mecânico manejo da paisagem (zoneamento, cortinas verdes, uso do entorno) controle químico manejo de habitat (fogo, pastejo, fertilidade, perturbações) caça controle biológico
48 Informação: educação, treinamento, pesquisa
49 Mecanismos internacionais para prevenção/ controle de invasoras: Convenção Internacional sobre a Diversidade Biológica (1992/93): Art. 8: prevenir a introdução de, controlar ou erradicar espécies exóticas que ameacem ecossistemas, habitats ou espécies Programa Global de Espécies Invasoras (GISP): facilitar e fornecer assistência na prevenção, controle e manejo de espécies invasoras em todo o mundo
50 Legislação brasileira: Lei de Crimes Ambientais (LF 9605/1998) - Condena como crime ambiental disseminar doença, praga ou espécies que possam causar dano à agricultura. pecuária, fauna, flora ou ecossistemas. Política Nacional da Biodiversidade (com base na Convenção Internacional sobre Diversidade Biológica) recomenda a adoção de medidas preventivas, de erradicação e controle de invasoras. SNUC (LF 9985/2000), Art. 31: É proibida a introdução, nas UC, de espécies não autóctones. Instituto Ambiental do Paraná (Port. 192/2005) Normatiza o processo de eliminação e controle de espécies vegetais exóticas em UC de proteção integral sob administração do IAC. Informe Nacional sobre Espécies Exóticas Invasoras - primeiro diagnóstico nacional relacionado à distribuição destas espécies e à capacidade instalada no país para tratar do problema - lista com 543 spp, 2006 CONAMA (Res. 29/2006) - Permite a remoção de espécies exóticas invasoras em áreas de preservação permanente.
51 Legislação São Paulo: RESOLUÇÃO SMA-033 DE 22 DE MAIO DE Dispõe sobre a criação de Grupo de Trabalho para o desenvolvimento de proposta para Estratégia Estadual sobre Espécies Exóticas Invasoras. Lista já existente (revisão) + propostas de ação Portaria nº 154/SVMA Disciplina as medidas visando: à erradicação e ao controle de espécies vegetais exóticas invasoras por Plano de Manejo e institui a Lista de Espécies Vegetais Exóticas Invasoras do Município de São Paulo ernos%20da%20mata%20ciliar_3_especies_exoticas_invasoras.pdf Publicação da SMA - SP
52 Cuidados e Tratamento do material: cuidados: lavagem de calçados, veículos, equipamentos, introdução de material (sementes, solo) material suspeito: quarentena, fumigação, tratamento térmico, irradiação invasoras arrancadas: matar, incinerar, picar, enterrar solo: esterilizar, estocar
53 Estratégias: preventivas ou remediadoras: Manejo de invasoras prevenção detecção precoce erradicação controle interceptação tratamento do material contaminado levantamentos, monitoramento informação proibição (legislação) controle mecânico manejo da paisagem (zoneamento, cortinas verdes, uso do entorno) controle químico manejo de habitat (fogo, pastejo, fertilidade, perturbações) caça controle biológico
54 Detecção de invasão Levantamentos: gerais específicos (local, espécie)
55 Detecção de invasão: levantamentos - Caracterização da comunidade: fisionômica e estrutural (padrão) composição específica (plantas e animais) fitossociológica (relações de abundância) espacial (mapeamento: ocorrência, dominância, área de vida) temporal (dinâmica) processos afetados
56 Levantamentos Detecção de invasão - Formação de bancos de dados - Treinamento de pessoal (instituições públicas e privadas) - Planos de ação
57 Estratégias: preventivas ou remediadoras: Manejo de invasoras prevenção detecção precoce erradicação controle interceptação tratamento do material contaminado levantamentos, monitoramento informação proibição (legislação) controle mecânico manejo da paisagem (zoneamento, cortinas verdes, uso do entorno) controle químico manejo de habitat (fogo, pastejo, fertilidade, perturbações) caça controle biológico
58 Estratégias: preventivas ou remediadoras: Manejo de invasoras prevenção detecção precoce? erradicação controle interceptação tratamento do material contaminado levantamentos + monitoramento informação proibição (legislação) controle mecânico manejo da paisagem (zoneamento, cortinas verdes, uso do entorno) controle químico manejo de habitat (fogo, pastejo, fertilidade, perturbações) caça controle biológico
59 fogo pastejo Manejo do habitat: Enfoque = aumento da competitividade das nativas (ou diminuição p/ invasoras) na comunidade fertilidade do solo outras perturbações (revolvimento)
60 Performance de nativas X invasoras (Daehler, 2003) Modelo conceitual prevendo o desempenho relativo de nativas X invasoras. (Xadrez = perturbações não naturais que possam favorecer nativas.)
61 Modelos: fatores ambientais (recursos + perturbações), história de vida, adaptações gênicas são importantes controladores do desempenho da exótica resistência abiótica X resistência biótica + resiliência do ecossistema manipulação da produtividade e diversidade do sistema e de perturbações oportunidades de manejo para redução de invasoras
62 Modelos: fatores ambientais (recursos + perturbações), história de vida, adaptações gênicas são importantes controladores do desempenho da exótica resistência abiótica X resistência biótica + resiliência do ecossistema manipulação da produtividade e diversidade do sistema e de perturbações oportunidades de manejo para redução de invasoras dificuldade: INTERAÇÕES
63 Manejo da paisagem: entorno zoneamento do uso das terras: dispersão das sementes planejamento de uso no entorno cortinas verdes práticas agrícolas (fazendas vizinhas) trânsito de veículos e pessoas
64 Sucesso do manejo: corpo técnico bem treinado informação correta e suficiente recursos financeiros monitoramento planos de ação
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