Biodiversidade: Conceitos gerais e estudos sobre a coexistência Por que a diversidade biológica é tão alta em florestas tropicais? Uma visão pessoal e uma experiência pessoal Biodiversidade alta significa coexistência de muitas espécies. Coexistência de aranhas errantes e a importância da história natural comparada 1
Biodiversidade Fonte da imagem:jornal O Dia, RJ 2
Biodiversidade A biodiversidade é o grau de variação de vida. Isto pode referir-se à variação genética, à variação das espécies, ou à variação de ecossistemas dentro de uma área... Biodiversidade terrestre tende a ser mais elevada em baixas latitudes próximas ao equador, o que parece ser o resultado do clima quente e alta produtividade primária. Fonte: Wikipedia Fonte da imagem:jornal O Dia, RJ 3
Biodiversidade 4 tipos de fatores: 1) Fatores geográficos, latitude, altitude e profundidade (em ambientes aquáticos), continentes horizontais e verticais. Não são as causas em si, mas tem algo relacionado com eles. 4
Biodiversidade 2) Fatores correlacionados com latitude e altitude e profundidade: variabilidade climática, entrada de energia, produtividade do ambiente, idade do ambiente e dureza do ambiente. 5
Biodiversidade 3) Fatores independentes de latitude. Quantidade de perturbações, isolamento e tamanho do habitat (e.g. ilhas) e quanto possui de variabilidade física e química. 6
Biodiversidade 4) Atributos bióticos. Quantidade de predação e parasitismo e competição. A heterogeneidade espacial e de arquitetura. Seriam atributos secundários? 7
Biodiversidade Modelo conceitual: Diversidade de Recursos (DR), ocupação de nichos e biodiversidade: Efeito da DR maior Efeito da maior especialização Efeito da maior sobreposição Efeito da maior ocupação Fonte: Begon et al 2008 Fonte da imagem:jornal O Dia, RJ 8
Biodiversidade Fonte da imagem:jornal O Dia, RJ Diversidade é o resultado de um processo de evolução de biomas: leva tempo. 9
Biodiversidade Estabilidade climática nos trópicos: Glaciações e recomposição interglacial de Biomas. Efeito das glaciações também ocorreram nos trópicos (secas), mas com mais refúgios e menor impacto. Fonte da imagem:jornal O Dia, RJ 10
Biodiversidade Explicação suficiente? Há outros fatores contribuindo para a alta diversidade tropical? Além do efeito Museu haveria um efeito Acelerador nos trópicos? (ou freio longe deles). Mesmo que houvesse apenas o efeito Museu, qual o papel das interações? Fonte das imagens: (final apresentação) 11
Biodiversidade Biodiversidade terrestre tende a ser mais elevada... próximo ao equador,... resultado do clima quente e alta produtividade primária. (Wikipédia) Clima quente? Alta produtividade? Ou água e árvores? Fonte das imagens: (final apresentação) 12
Biodiversidade A presença de florestas está relacionada com suprimento regular e abundante de água. Um aspecto importante da diversidade tropical é a diversidade de árvores. Fonte das imagens: (final apresentação) Árvores aumentam a diversidade estrutural (Copas, troncos, raízes, serrapilheira) e sua diversidade em espécies leva a diversidade bioquímica de recursos. (Southwood, 2003) 13
Biodiversidade O papel das interações (mais discutidas) Competição: Exclusão competitiva ou diversificação de nichos. (Tendência a reduzir diversidade). Predação (& antibioses): Exclusão de espécies susceptíveis (redução) e redução da competição (aumento). Nas florestas, nascer próximo da planta mãe reduz chance de sobreviver. Fonte das imagens: (final apresentação) 14
Biodiversidade O papel das interações Os modelos mais discutidos em livros didáticos geralmente destacam apenas o papel da competição e das antibioses para explicar a diversidade. Será que outras interações são tão menos relevantes para não serem lembradas? Fonte das imagens: (final apresentação) 15
Biodiversidade O papel das interações (menos discutidas) Amensalismo: Em florestas, as árvores adultas sombreiam e assim matam jovens. Isto deve reduzir a competição entre adultos (Tendência a manter e ampliar diversidade). Mutualismos: Polinização ajudada por insetos, morcegos e aves possibilitam a coexistência de muitas espécies de árvores com indivíduos distantes. 16 Fonte das imagens: (final apresentação)
Biodiversidade O papel das interações As interações em geral, especialmente as mais complexas como o mutualismo e as antibioses podem levar muito tempo a se estabelecer, e isto deve ser parte da explicação da diversidade (efeito museu ). Fonte das imagens: (final apresentação) Mas elas poderiam estar aceleradas nos trópicos, onde o clima é mais favorável a animais e fungos (efeito acelerador ). 17
Biodiversidade O papel das interações na diversidade animal Diversidade de herbívoros, polinizadores e dispersores em resposta a diversidade florística. Diversidade de predadores e decompositores em resposta à diversidade vegetal? Ou nem tanto assim? Ainda há muito a se estudar. Fonte das imagens: (final apresentação) 18
Por que estudar aranhas errantes? 1) Aranhas são um grupo de predadores (de animais) com grande diversidade de espécies e com muitas espécies abundantes. São modelos para compreender diversos fenômenos biológicos; 2) Aranhas errantes tem mais semelhanças com predadores típicos (errantes, solitários); 3) Algumas espécies podem ser encontradas à noite em quantidades suficientes para estudar fatores que influem sobre suas abundâncias; 4) As quantidades potencializam a importância das interações relevantes, especialmente predação intra-guilda. 5) Toleram a presença de observadores sem mudar muito seu comportamento; é possível ver o que comem. 19
Uma experiência pessoal 1) Doutorado. O risco de uma questão sobre diversidade. Se tudo der errado tenho uma história natural comparada. 2) História natural: tudo que pudesse ser observado: variação espacial e temporal na abundância; variação espacial e temporal nos tamanhos; variação temporal na reprodução; dieta; variação da atividade ao longo da noite e efeito da lua; taxas de movimentação; taxa reprodutiva. 3) Restrição a um único gênero: Ctenus e identificação de jovens. (Estudo de caso de diversidade, não amplo) 4) Fase 2: frequência da passagem de formigas de correição; experimentos de capturas de cupins Syntermes; distribuição de cupins Syntermes; Experimentos de predação inter e intraespecíficos; 5) Proposta de um modelo integrado de coexistência (tese). 20
Uma experiência pessoal 1) Dificuldade de publicar em revistas o modelo integrado. 2) Tive de publicar padrões e outros aspectos, mas coexistência não. (Critérios das revistas ou limitação minha?) 21
Uma experiência pessoal Em dissertações com estudantes tivemos oportunidade de continuar... 22
Uma experiência pessoal Em dissertações com estudantes tivemos oportunidade de continuar...... E quando fizemos um experimento fomos autorizados a usar o termo coexistência. 23
A comparação mais importante Ctenus amphora Melo-Leitão, 1930 Ctenus crulsi Melo-Leitão, 1930 Tamanhos similares ao longo de seu desenvolvimento¹; Filogeneticamente próximas²; Ocorrem em simpatria³. 1. Rypstra e Samu, 2005; 2. Simó e Brescovit, 2001; 3. Höfer et al. 1994
A determinação de um padrão e a constatação de uma diferença relevante 25
1. Diferença na abundância está relacionada ao habitat C. amphora C. crulsi Campinarana (solo arenoso) Floresta ombrófila densa (latossolo) 1. Gasnier e Höfer, 2001
Outro padrão diferente inesperado: dieta 27
Cupins do gênero Syntermes são importantes componentes da dieta de C. crulsi 60% - C. crulsi 20% C. amphora (mesmo solo) Campinarana (arenoso) Latossolo (argiloso) Abundância de C. amphora ***** ** Abundância de C. crulsi ** ***** Abundância de Syntermes sp. ** ***** 28
Por quê? Comportamento? Não 29
Habilidade de captura de cupins Syntermes Experimento em cativeiro: realizado Jovens e fêmeas de C. crulsi têm maior habilidade para capturar cupins Syntermes que jovens e fêmeas de C. amphora¹ 1. Portela e Gasnier, dados não publicados 30
Hipótese C 31
Campinarana (arenoso) Latossolo (argiloso) Abundância de C. amphora ***** ** Abundância de C. crulsi ** ***** Abundância de Syntermes sp. ** ***** Estas duas espécies de aranhas são capazes de reconhecer o tipo de solo sobre o qual habitam? 32
Hipótese D 33
Avaliação de diferenças na preferência por tipo de solo 54 observações por aranha N: 37 C. amphora 30 C. crulsi Camada de solo: 1 cm de espessura 34
Proporção de registros sobre o solo argiloso C. amphora C. crulsi NS * Solo argiloso/ Solo arenoso Solo argiloso/ Solo arenoso Índices de permanência * = p<0,05; NS : Não significativo 35
A biodiversidade é um fenômeno complexo que apenas estamos começando a entender 36
Biodiversidade A biodiversidade é uma riqueza coletiva cujo valor é realmente inestimável. A nossa geração já usufrui dos produtos e serviços da biodiversidade. Mas deve ser uma fração mínima do que as próximas gerações tem o direito de desfrutar. Estudar a biodiversidade é importante para entendermos melhor como preservá-la, mas conhecê-la não basta. Houve uma importante mudança cultural na sociedade no sentido de reconhecer este valor. É necessário valorizar ainda mais e ajudar no que for possível na sua conservação. 37