Teoria da Biogeografia de Ilhas

Transcrição

1 Teoria da Biogeografia de Ilhas

2 Tema 1 Teorias Biogeográficas Teoria da Biogeografia de Ilhas (TEBI) Aula de campo Sábado (16/09) Técnicas de estudo da vegetação: Decifrando a planta Desenho do perfil da vegetação Levantamento florístico e fitossociológico em parcelas fixas Levantamento florístico e fitossociológico por quadrante centrado

3 Teoria da Biogeografia de Ilhas (MacArthur e Wilson, 1963;1967)

4 1. Importância da Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular - TEBI Compreensão dos processos que auxiliam o entendimento da distribuição das espécies no tempo e no espaço (objeto de estudo da biogeografia) Compreensão dos mecanismo de manutenção de espécies em ambientes pequenos e isolados (objeto da conservação de paisagens fragmentadas)

5 Teoria da Evolução (Charles Darwin, 1859)

6 Teoria de Tectônica de Placas (Wegener, 1915)

7 Teoria dos Redutos e Refúgios Florestais na América do Sul (Haffer, 1969/1974; Ab Sáber e Vanzolini, 1970)

8 Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular (MacArthur & Wilson, 1963;1967) Robert H. MacArthur Edward O. Wilson

9 Ilhas Oceânicas 3 classificações Origem Continentais Ambientais

10 Ilhas 3 classificações Embasamento Rochosas Sedimentares Coralígenas Mistas

11 Ilhas Oceânicas: surgem nos oceanos como resultado da atividade vulcânica ou do crescimento de formações coralígenas. Ex: Arquipélago de Fernando de Noronha. Surgem sem formas de vida e precisam ser colonizadas.

12 Fonte: Motoki, A. et al. Rem: Rev. Esc. Minas vol.62 no.3 Ouro Preto July/Sept. 2009

13 B) lhas Continentais Porções que se destacaram do continente em épocas mais ou menos remotas. Ex: Ilha Anchieta. Já estiveram em contato com o continente e suas formas de vida.

14 2. Ilhas: Por Que Estudá-las? As ilhas são importantes objetos de estudo. Representam em menor escala os fenômenos biológicos que ocorrem no continente em situação de isolamento (fragmentação). Ilhas, topos de montanhas, fontes, lagos e cavernas são ideais para experimentos naturais. são bem definidas possuem menos ambientes que os continentes isoladas numerosas

15 Ilhas: Por Que Estudá-las? Ilhas e arquipélagos são, em muitos aspectos, microcosmos do resto do mundo. Muitos sistemas ecológicos possuem atributos de ilhas (Losos e Ricklefs, 2010) Desde o tempo de Darwin, ilhas são laboratórios naturais para o estudo da evolução dos seres vivos. (história da colonização, teste de hipóteses entre competição e adaptação, imigração e extinção) Representam experimentos naturais sobre os efeitos do isolamento geográfico na especiação e extinção.

16 Ilhas Ambientais Qualquer área natural isolada por uma mudança do uso da terra que resulta num ambiente diferente. Ex: topos de montanhas, lagos, fragmentos de Floresta Estacional Semidecidua cercada por atividade agropecuária como o P.E Morro do Diabo..

17 3. A Teoria do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas TEBI - (MacArthur e Wilson, 1963;1967) Antecedentes da TEBI A Teoria Biogeografia Experimental Pontos Fracos e Fortes

18 3.1 Antecedentes da TEBI Arquipélago Indonésia

19 3.1 Antecedentes da TEBI Ilhas são laboratórios lógicos da biogeografia e evolução eu disse. Existem milhares delas, por exemplo, as dez mil ilhas da Baía da Flórida. Existem diversos arranjos faunas e floras isoladas vivendo nelas. Cada uma é um experimento esperando por analise da ecologia e evolução (Wilson, 2010)

20 A Teoria (TEBI) Padrões Insulares 1- a tendência do aumento do número de espécies com o aumento da área das ilhas, (Relação Espécie X Área). 2- a tendência da diminuição de espécies com o isolamento. (Relação Espécie X Distância) A inovação de MacArthur e Wilson foi reconhecer os temascomuns

21 Relação Espécie-Área O número de espécies tende a aumentar com o aumento da área. Relação espécies/área para as angiospermas da Inglaterra, (Williams & Began). Está relacionada diretamente às taxas de extinção de espécies, pela competição dos espaços de vida.

22 Relações Espécie-Isolamento Desde 1800 conhecia-se o fato de que o número de espécies tende a diminuir conforme o isolamento de um local. Está relacionado diretamente ao potencial de dispersão das espécies e, conseqüentemente, às taxas de imigração.

23 A TEBI, se fundamentou em três observações principais: 1. Comunidades insulares são mais pobres em espécies do que as comunidades continentais equivalentes Sc>S1; 2. Esta riqueza aumenta com o tamanho da ilha; 3. Esta riqueza diminui com o aumento do isolamento da ilha;

24 Retorno das espécies (turnover) Renovação É a taxa de renovação (troca), dada pela constante chegada de espécies. Baseados no fenômeno de Krakatoa, MacArthur e Wilson observaram que o número de espécies de aves aumentou rapidamente poucos anos após o extermínio total da vida nessas ilhas pela erupção vulcânica. O número total de espécies permaneceu relativamente constante, apesar das mudanças na composição da avifauna. Existindo uma taxa de renovação (turnover) constante. A Teoria (TEBI) Parênteses: O Fenômeno de Krakatoa

25 Krakatau - ilha de Rakata (Indonésia) Erupção e extinção total aranha espécies de plantas espécies de plantas 30 aves marinhas (o mesmo) 30% das plantas já eram diferentes da composição inicial

26 Dispersão de Espécies: O organismos se dispersam pelas mais variadas formas e estratégias, ativamente ou passivamente. Organismos dispersores possuem adaptações que os permitem alcançar ilhas distantes.

27 Hipóteses para dispersão a longa distância: - Pontes ( landbridge ) entre os continentes. - Grandes ilhas de vegetação flutuantes com árvores e até pequenos mamíferos já foram avistadas a várias milhas dos continentes

28 Hipóteses para dispersão a longa distância:

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30 A Teoria (TEBI) Retomando... O Modelo de Processo de Colonização de Ilhas

31 Taxa Taxa O que ocorre com uma ilha oceânica recém formada? 1º momento Área Fonte Ilha sendo colonizada Imigração Extinção núm ero de espécies 1º Momento: Alta taxa de imigração núm ero de espécies 1º momento: Baixa velocidade de extinção

32 Arquipélago de Fernando de Noronha.

33 2º momento taxa Área Fonte Ilha colonizada Imigração Extinção número d e esp écies núm ero de espécies A velocidade de colonização cai drasticamente. Enquanto a velocidade de extinção sobe na mesma proporção.

34 Ponto de Equilíbrio (S e ) O número de espécies chegará ao equilíbrio (S e ) quando a extinção for balanceada pela imigração (Wilson e MacArthur, 1963/1967)

35 Ponto de Equilíbrio (tendências) No equilíbrio, o número de espécies deve ser constante; O número de espécies de uma ilha continua o mesmo ao longo do tempo, embora a composição específica possa variar; Um certo número de espécies está continuamente sendo extinta nas ilhas.

36 Diferentes Áreas. (Taxa de extinção) Área Fonte Quanto maior a área, maior o número de espécies Quanto menor for a área, maior será a chance de extinção

37 Ilha de São Sebastião (Municipio de Ilhabela) - 347,5 Km2

38 Ilha Anchieta (Municipio de Ubatuba) - 83 Km2

39 Diferentes Distâncias (Taxa de imigração) Área Fonte Quanto maior a distância de uma ilha em relação à área fonte, menor será o fluxo de imigração. Portanto, quanto mais próxima da área fonte, mais espécies terá a ilha.

40 Arquipélago de Trindade e Martim Vaz Área 10,4 Km2 - distância = 1200 Km a leste.

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42 Teoria (TEBI) MacArthur e Wilson (1963, 1967) com base na relação espécie-área, a relação espécie-isolamento e a renovação (turnover) de espécies, propuseram que: O número de espécies que habitam uma ilha representa um equilíbrio dinâmico entre as taxas opostas de imigração e de extinção.

43 Biogeografia de Ilhas Experimental A melhor abordagem para a biogeografia de ilhas experimental, pensei, seria começar com muitas ilhas pequenas, ecologicamente similares, mas variando em área e distância, depois torná-las miniaturas de Krakatoas, ou seja, achar um jeito de eliminar a fauna e depois seguir o processo de recolonização (Wilson, 2010)

44 Biogeografia de Ilhas Experimental Em dois anos o número de espécies em todas as ilhas havia retornado para os níveis pré-exterminação. A ilha mais distante (E1) que tinha um baixo número de espécies, como esperado retornou ao mesmo nível. Assim a existência de um equilíbrio de espécies foi demonstrada (Wilson, 2010) No entanto, em um nível incrível, a composição de espécies diferia entre as ilhas e na mesma ilha antes e depois e da defaunação (Simberloff e Wilson, 1971).

45 Pontos Fracos e Fortes da Teoria Pontos Fracos Muitas ilhas podem não estar em equilíbrio independentemente das taxas de colonização e extinção, por causa de fatores como: origem da ilha e processos de ocupação humana. A teoria ignora as diferenças existente entre as espécies e suas estratégias ecológicas.

46 Pontos Fracos e Fortes da Teoria Pontos Fracos Podem existir diversas fontes, incluindo a dispersão sobre as águas, de outras ilhas, conexões pretéritas e especiação endêmica na ilha, o que tornaria o modelo mais complexo. As áreas das ilhas são relativas: ilhas montanhosas podem ser muito diferentes em número de habitat em relação a ilhas planas.

47 Ilhas e habitats Ilha Comprida L. Sul São Paulo) 192 km2 Itaparica L. Nordeste Bahia) 347, 5 Km

48 Pontos Fracos Pouco conhecimento sobre as formas precisas das curvas de extinção e de imigração, dificultando as previsões numéricas. Simples distinção entre imigração e extinção. Um equilíbrio perfeito entre imigração e extinção pode nunca ser alcançado, mas esta suposição nos capacitou a fazer previsões novas e válidas, o conceito de equilíbrio é útil.

49 Pontos Fortes: Auxiliou no estímulo de novas ideias, juntando a biogeografia tradicional à ecológica O modelo é simples e acessível a pessoas sem profundos conhecimentos matemáticos As previsões do modelo são claras e testáveis O modelo prevê tendências qualitativas (acréscimo e decréscimo) no número de espécies e nas taxas de retorno em diferentes ilhas, que podem ser testadas com simples listas de espécies de tempos diferentes.

50 A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970) 1 As populações tem uma estrutura espacial, no senso de que amplas paisagens consistem de populações locais mais ou menos distintas. 2 Essas populações locais podem ter mais ou menos fatos demográficos independentes, que possuem consequências para a dinâmica da população regional como um todo.

51 A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970)

52 Aplicações no Planejamento Ambiental O estudo de ilhas pode trazer um melhor entendimento sobre a relação área e biodiversidade juntamente com estudos sobre área mínima e efeito de borda pode dar valiosa contribuição para a conservação de ecossistemas artificialmente fragmentados, como parques e reservas continentais.

53 4 Aplicações no Planejamento Ambiental Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF)

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56 Efeito de Borda resultado da separação de duas áreas de um ecossistema por uma transição abrupta. Efeitos físicos mudança nos ventos, penetração de luz, temperatura e umidade. Efeitos biológicos proliferação de vegetação secundária, invasão de vegetação e animais generalistas e alteração dos processos ecológicos (Laurance, 1997). Forma A forma é importante por indicar qual fração está sujeita ao efeito de borda. Em fragmentos arredondados a razão borda/interior é baixa, ao contrário de fragmentos alongados (Vianna, 1990). Conectividade Caracteriza a capacidade de uma paisagem de facilitar ou impedir movimentos entre manchas florestais, favorecendo a troca de organismos e genes entre as populações (Taylor et al, 1993)

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59 Aplicações no Planejamento Ambiental Unidades de conservação têm sido criadas, mas com pouco conhecimento sobre as relações entre a área e a diversidade de espécies, bem como a área mínima para a sua conservação. (Angelo Furlan, 1992, 1996) O entendimento dessas relações são fundamentais como subsídios pra o estudos sobre o desenho da conservação.

60 Aplicações no planejamento ambiental

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63 Estou muito contente que essa pesquisa (Teoria da Biogeografia de Ilhas) não tenha se tornado totalmente obsoleta. O que nós descobrimos e dissemos em 1960 apresenta-se, geralmente, como verdade. E isso é o melhor que qualquer cientista pode esperar. (Wilson, 2010)

64 Bibliografia BROWN J. H. & LOMOLINO M. V., Biogeografia, 2006 CARBONARI, M. P., Ecossistema Insular: importância de seu estudo, in: Caderno de Ciências da Terra, FURLAN S. A., As Ilhas do Litoral Paulista: turismo e áreas protegidas, in: Ilhas e Sociedades Insulares, org. Antônio Carlos Diegues, ZUNINO M. & ZULINI A., Biogeografía: la dimensión espacial de la evolución, LOSOS J. B & RICKLEFS R. E., The Theory of Island Biogeografy Revisited