Competição e comunidades I

Competição e comunidades I Paulo R. Guimarães Jr (Miúdo) www.guimaraes.bio.br

Introdução

Hierakonpolis palette

Como a diversidade biológica coexiste?

Hydrocotyle ranunculoides

I am tempted to give one more instance showing how plants and animals, most remote in the scale of nature, are bound together by a web of complex relations Introdução

Competição e comunidades I 1. Definições e abordagens 2. A primeira lei da biologia 3. Competição: definição 4. Resumo 5. Para saber mais...

Ao final da aula, nós teremos: 1. revisado conceitos centrais em ecologia 2. aprendido uma das leis mais fundamentais da biologia 3. entendido o porquê de competição ser considerada uma força fundamental moldando a diversidade

Hierarquia

Definição: comunidade 1. Comunidade ecológica: um conjunto de populações de diferentes espécies que ocorrem juntas no espaço e no tempo (Begon et al. 2006).

1 ap-dão darwiniana rela-va Abundância relativa 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Sem divisões claras... 10 0 10 20 30 40 Temperatura ( o C) Henry Gleason 1882-1975 km

Definição: Ecologia de Comunidades 1. É a ciência que busca compreender a maneira pela qual agrupamentos de espécies estão distribuídos na natureza (Begon et al. 2006).

Nenhuma( arte( contempla( o( par/cular.(( O(par/cular(é(tão(infinitamente( indeterminado(que(dele(não(é( possível(nenhuma(ciência(

Definição: Padrão Pattern is an arrangement or sequence regularly found in comparable objects or events Oxford Dictionary

Propriedades coletivas 29

Introdução

Understanding patterns in terms of the processes that produced them is the essence of science Simon A. Levin

Como sistemas ecológicos adquirem ordem? 1. A ordem é imposta por fatores externos

Como sistemas ecológicos adquirem ordem? 1. A ordem é imposta por fatores externos 2. A ordem emerge por meio das interações entre os componentes do sistema

Padrões 45

Processos 46

Processos endógenos Processos exógenos Padrões

Processos endógenos Processos exógenos Padrões Passos lógicos Premissas Previsões

Problemas de: 1. Simplicidade 2. Complexidade desorganizada 3. Complexidade organizada

Simplicidade XVII - XIX

10 23 Complexidade desorganizada XX

10 23 Complexidade desorganizada XX 10 18-10 19

Complexidade organizada XX-XXI

Ecologia é uma bagunça! 1. Duas décadas atrás: 120 hipóteses para explicar a manutenção da diversidade! (Palmer, 1994)

Ecossistemas como... sistemas Clements Odum Margalef Lindeman

Espécies em nichos G. E. Hutchinson R. MacArthur Charles Elton

Nicho ecológico São todos os fatores necessários para que um indivíduo cresça e se reproduza Mas quantos são os fatores? G E. Hutchinson (1903-1991)

1 ap-dão darwiniana rela-va 0.8 0.6 0.4 0.2 Enyalioides palpebralis 0 10 0 10 20 30 40 Temperatura ( o C) Tewksbury et al. 2008. Science

Desempenho da espécie desempenho da indivíduo condição 2 condição 1 reprodução condição

Nicho ecológico São muitos os fatores: Multi-dimensional (N-dimensional) Nicho: É o volume definido nestas N dimensões G E. Hutchinson (1903-1991)

Nicho ecológico São muitos os fatores: Multi-dimensional (N-dimensional) Nicho: É o volume definido nestas N dimensões Hutchinson (1957) G E. Hutchinson (1903-1991) Nicho é o hiper-volume N-dimensional definido por todos os fatores que limitam a ocorrência de uma dada espécie

R. May J. Cohen R. T. Paine

Biogeografia de ilhas R. MacArthur E. O. Wilson

Teoria Neutra Hubbell

Ricklefs

Mas a bagunça é histórica, não uma verdade ecológica 1. Quatro processos unificam todas as explicações para a diversidade ecológica Vellend

Os quatro processos fundamentais: 1. Seleção 2. Deriva ecológica 3. Dispersão 4. Especiação Vellend

Competição: causas 1. Definições e abordagens 2. A primeira lei da biologia 3. Competição: definição 4. Resumo 5. Para saber mais...

Newton

Princípios fundamentais 1. É a tendência natural do sistema na ausência de qualquer limitação 2. O que acontece com o sistema quando nada acontece

Primeira Lei de Newton - Princípio da Inércia

Princípio de Hardy-Weinberg Weinberg Hardy Sem: Seleção Deriva Migração Mutação

Princípio de Hardy-Weinberg May the Hardy Weinberg Law stands as a kind of Newton s First Law (bodies remain in their state of rest or uniform motion in a straight line, except insofar as acted upon by external forces) for evolution: Gene frequencies in a population do not alter from generation to generation in the absence of migration, selection, statistical fluctuation, mutation, etc

Teoria Neutra Molecular Motoo Kimura

Ecologia Paraphrasing Hutchinson (1975): Populations preserve exponential growth unless they do not. Although sounding tautological, this bears, in my opinion, a meaning analogous to Newton s first law, describing what happens when nothing happens in the environment. Lev Ginzburg R. Ginzburg

I have deeply regretted that I did not proceed far enough at least to understand something of the great leading principles of mathematics 80

Competição intra-específica(-/-) 82

Competição interespecífica (-/-)

Os quatro processos fundamentais: 1. Seleção 2. Deriva ecológica 3. Dispersão 4. Especiação

Premissas simplificadoras 1. Indivíduos são todos equivalentes dentro de uma espécie 2. Evolução não importa (como processo ocorrendo em tempo ecológico)

Seleção 1. Definição: Diferenças determinísticas na aptidão entre indivíduos de espécies diferentes 2. Logo, diferenças determinísticas na aptidão média das espécies

Competição (-/-)

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

E se competição interespecífica organizasse a natureza?

O princípio da exclusão competitiva Paramecium Georgy Gause 1910-1986

O princípio da exclusão competitiva Duas espécies competidoras Georgy Gause com nichos idênticos 1910-1986 Paramecium não podem coexistir em um ambiente estável

Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte

O princípio da exclusão competitiva Duas espécies competidoras Georgy Gause com nichos idênticos 1910-1986 Paramecium não podem coexistir em um ambiente estável

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

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

Como a diversidade biológica coexiste?

Previsão Duas espécies competidoras Georgy Gause com nichos idênticos 1910-1986 Paramecium não podem coexistir em um ambiente estável

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 diferenciação morfológica

Padrões Processos

Padrões Processos Tendência natural

Padrões Processos Tendência natural Crescimento exponencial

Padrões Processos Tendência natural Crescimento exponencial Príncipio da Exclusão competitiva

Padrões Processos Tendência natural Crescimento exponencial Predições Príncipio da Exclusão competitiva

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