Metapopulações: Conectividade e conservação da biodiversidade
Estrutura da aula Histórico sobre o tema Processos e Conceitos Modelos Aplicação
População População: compreende os indivíduos de uma espécie dentro de uma área determinada em um determinado tempo População: apresenta um comportamento dinâmico. Nascimentos, mortes, deslocamentos. Lemur catta
Populações Parâmetros populacionais Natalidade Imigração Densidade populacional Emigração Mortalidade
Metapopulações Conceito de manchas + movimentação entre manchas Metapopulações: as populações das populações Richard Levins,1970 Modelo metapopulações proposto por Levins (1969)
Metapopulações Conjunto de populações conectadas por indivíduos que se movem entre elas (Hanski 1991; 1997) População local é o grupo de indivíduos vivendo em uma mesma mancha de hábitat Cuidado com terminologia: Metapopulações Conjunto de populações e não de subpopulações (Paglia & Fernandez 2000)
O que caracteriza uma metapopulação?
Mancha Recursos para persistência - característica física do ambiente - história de vida dos organismos
Migração Entrada e saída de indivíduos da população local imigração A B colonização Afetada pelo hábitat Freqüência Persistência da metapopulação - colonizações recorrentes
Probabilidade de extinção Tamanho da população local Extinção Extinção local: todos os indivíduos da população local morrem Tamanho da população local Área da mancha Extinção por efeito demográfico Extinção por estocasticidade ambiental t 1 t 2 t 1 t 2
Metapopulações Em ambientes naturais Distribuição agregada característica intrínseca da espécie Tilia sp. Besouro Europa Tamanho: 2-4 cm Ranius, T. 2000. Minimum viable metapopulation size of a beetle, Osmoderma eremita, living in tree hollows. Animal Conservation 3: 37 43
Metapopulações Em ambientes antrópicos Formação de metapopulações favorecida Aumento fragmentação florestal Mosaico de habitat
Metapopulações Perigo! Reconhecer todas as populações como metapopulações
Como eu diferencio uma População de uma Metapopulação?
Habitat fragmentado Única população: facilidade igual de deslocamento dentro e entre manchas de habitat Metapopulação: deslocamento livre dentro dos fragmentos. Entre fragmentos mais difícil. Populações diferenciadas porém conectadas População relictual: Fluxo de indivíduos entre manchas de habitat impossível
Características importantes de uma Metapopulação Deve haver eventos de extinção e recolonização de manchas Populações devem possuir dinâmicas populacionais próprias, independentes e não sincrônicas
Histórico
Número de citações padronizadas Histórico Ano Fonte: Hanski e Gilpin (1997)
TEORIA DO EQUILÍBRIO DA BIOGEOGRAFIA DE ILHAS MACARTHUR & WILSON 1967
Abordagem do conceito Modelo Clássico de dinâmica de Metapopulações Populações panmítica (todos ind. tem a mesma chance de interagir) Não concedeu status especial de continente a nenhuma das suas manchas Nem sempre as manchas habitáveis são sempre habitadas Levins (1969,1970) Tamanho da metapopulação: Manchas vazias propensas a recolonização dp/dt = mp (1-p) - μp dp/dt: proporção de manchas ocupadas num determinado tempo (tamanho da metapopulação) m: taxa de recolonização de manchas vazias p: fração de manchas de habitat ocupadas (fornecer colonizadores) μ: taxa de extinção local de manchas
Modelo Clássico de dinâmica de Metapopulações Modelo Metapopulações (Levins 1969) Mede a velocidade que o número de populações (p: manchas ocupadas) em uma metapopulação aumenta em determinado período de tempo dp/dt = mp (1 p) μp K N Equação logística (Verhulst 1838) Mede a velocidade que a população aumenta de tamanho em determinado período de tempo dn/dt = rn (K N/K) Tempo t
Modelo de Levins Balanço entre extinções locais e colonização Disponibilidade de locais desocupados Probabilidade de colonização Locais ocupados Probabilidade de extinção Taxa de colonização Taxa de extinção Persistência
Modelo Clássico de dinâmica de Metapopulações Pouca aplicabilidade na natureza: 1- Metapopulações são um conjunto de populações equivalentes quanto a probabilidade de colonização e extinção - Colonização e extinção não muda com a distância das manchas 2- Manchas de habitat são similares quanto ao tamanho e fisionomia 3- Não existe variação na dinâmica das populações dentro de manchas individuais
Modelos alternativos (Harrison 1991) Modelo Continente-ilha (Boorman & Levitt 1973) População nuclear maior fonte de colonizadores Populações periféricas menores
Modelos alternativos (Harrison 1991) Populações em manchas Movimentação de indivíduos entre manchas muito freqüente não há extinção
Modelos alternativos (Harrison 1991) Metapopulação em desequilíbrio Não há fluxo de indivíduos entre fragmentos populações relictuais
Modelos alternativos (Harrison 1991) Combinação de Continente-ilha e populações em manchas Núcleo formado por pequenas populações que nunca se extinguem
Ampliação do Modelo de Metapopulações Metapopulação fonte e dreno (Pulliam 1988) - Dinâmica local é diferente entre manchas - Populações podem ocorrer em hábitats não adequados Populações Fonte B > D / E > I Populações Dreno B < D / E < I B = taxa de natalidade, D = taxa de mortalidade E = taxa de emigração, I = taxa de extinção
Metapopulações em equilíbrio Assincronia na dinâmica local Grande quantidade de manchas Grande quantidade populações locais
Probabilidade de extinção Modelo de função de incidência - Hanski (1994) Colonização: Distância entre manchas 1- influenciar na distância na taxa de migração 2 - taxa de emigração + densidade populacional Tamanho da população local Extinção: Área da mancha 1 - probabilidade de extinção por tempo em uma mancha de um dado tamanho 2 - taxa de mudança na probabilidade de extinção com aumento da área da mancha área da mancha Incidência encontro isolamento
Exemplo Hesperia comma Reino Unido Manchas Captura-marcação-recaptura Hill et al. 1996. Effects of Habitat Patch Size and Isolation on Dispersal by Hesperia comma Butterflies: Implications for Metapopulation Structure. The Journal of Animal Ecology, 65:725-735.
Colonização Extinção 69 manchas Dinâmica de colonização e extinção Maior extinção em áreas pequenas Maior colonização próximo a manchas ocupadas (p = 0,032) ocupado em 1982 e 1991 colonização extinção vago nos 2 anos
988 indivíduos marcados 416 recapturas dentro da mancha 133 moveram entre manchas
Exemplo Deslocamentos entre manchas de habitat Gambá Micoureus demerarae Metapopulação Residente nos fragmentos Baixa captura na matriz Cada fragmento população diferenciada Maioria das recapturas no mesmo fragmento Movimentos de indivíduos entre fragmentos Fernandez et al. 2003. Reserva Biológica Poço das Antas-RJ. Distância fragmentos: 300m Tamanho médio: 10 ha
Qual a utilidade da abordagem metapopulacional?
Fragmentos naturais Capões de mata - Pantanal
Conservação - Fragmentação florestal
Conservação de metapopulações Para aumentar a persistência - Manter tamanho metapopulacional mínimo viável - Manter quantidade mínima de hábitats adequados Para aumentar a conectividade Corredores ecológicos Stepping-stones
Colonizadores por mancha Aumento da conectividade Isolado Stepping-stone Corredor Alta resistência Baixa resistência Baum, K. A. et al. 2004. The matrix enhances the effectiveness of corridors and stepping stones. Ecology 85:2671 2676
FIM