Comunidades e padrões de
        riqueza
Cronograma
17/9    “Revisão” + Padrões de riqueza

24/9    Ecossistemas e exercicio 2

01/10   Conservação

08/10   Exercicio 3

15/10   Prova 2

22/10   Prova substitutiva
Definição de comunidade


Assembléia de populações de espécies e suas interações, sendo que estas
governam a estrutura e o funcionamento da comunidade.

A montagem da assembléia de espécies depende das 1) tolerâncias das
espécies às condições físicas do ambiente 2) capacidade de colonização e
dispersão e 3) interações entre as espécies.
Estrutura da comunidade

Riqueza = número de espécies presentes em uma unidade geográfica definida




              9                                        4
Diversidade
DIVERSIDADE




  4 espécies                                                         4 espécies
  8 indivíduos                                                       8 indivíduos




                                  Qual é mais diversa?

Diversidade leva em conta riqueza e equitabilidade

Equitabilidade leva em conta a abundância (número de indivíduos) de cada espécie
Mecanismos estruturadores
Exclusão competitiva e riqueza da comunidade
EFEITO DA COMPETIÇÃO SOBRE RIQUEZA DA COMUNIDADE



              A          B


       Exclusão competitiva

       Redução da sobreposição de nichos
EFEITO DA PREDAÇÃO SOBRE RIQUEZA




                                         Estrelas-do-mar
           Predador
                                          Pisaster




Competidores



                       Cracas         Mexilhões
                      Balanus          Mytilus
EXPERIMENTO CLÁSSICO DE COEXISTÊNCIA MEDIADA POR
                  PREDAÇÃO (PAINE 1966)




                Remoção

                                Mexilhões
De cobertura
     %




                              Cracas



                     tempo
EFEITO DAS INTERAÇÕES POSITIVAS SOBRE RIQUEZA




                           A         B

                        Espécie A favorece B

                        Estágios iniciais

                        Condições do ambiente
Distúrbios e seu papel na comunidade



 Evento discreto que remove organismos, altera disponibilidade de recursos e
  muda ambiente físico. Evita que a comunidade atinja o K, impedindo exclusão
  competitiva

 Depende da intensidade e escala

 Frequência e intensidade
Mudança do ambiente físico por organismos




                  Organismos fundadores
                  Engenheiros do ecossistema
Distúrbios externos e dinâmica da comunidade




Abertura de novos espaços e reorganização da comunidade
Colonização das manchas – efeito do colonizador e adaptações das espécies ao
ambiente
Organização da comunidade: competição ou aleatoriedade
HIPÓTESE DA PERTURBAÇÃO INTERMEDIÁRIA
PERTURBAÇÕES E PADRÕES DE RIQUEZA




                                    Biswas & Mallik 2010
Riqueza e heterogeneidade ambiental




 Microhábitats e refúgios contra predadores

 Espectro de recursos para exploração
Altitude e riqueza de espécies




                           Heterogeneidade em condições
OUTROS GRADIENTES DE RIQUEZA




                                             Grytnes & Vetaas 2002




Sanders et al. 2003
                            Angel 1994
FATORES ABIÓTICOS

 Efeito isolado

 Conjunto de fatores relacionados

 Área e isolamento
RELAÇÃO ESPÉCIES-ÁREA




 Morcegos em cavernas               Kodric-Brown & Brown 1993
Brunet & Medellin 2001               Peixes em lagos no deserto
Diversidade de habitats




Biogeografia de ilhas
TEORIA DA BIOGEOGRAFIA DE ILHAS
  MACARTHUR & WILSON 1976
Imigração - Tamanho da ilha e efeito
alvo
Extinção – tamanho populacional


Distância da ilha – efeito alvo e
isolamento das populações
PADRÃO DE RIQUEZA X LATITUDE




Vertebrados
PADRÕES DE RIQUEZA X LATITUDE
Hipóteses



        1. Produtividade e energia

2. Estabilidade e previsibilidade climática

             3. Macroecologia

           4. Tempo evolutivo

            5. Heterogeneidade

6. Janzen-Connell - para florestas tropicais
1. PRODUTIVIDADE




                                                              Média 2001


Quantidade de energia disponível no sistema: tamanho das plantas, vigor e número
de indivíduos
PADRÃO DE RIQUEZA E PRODUTIVIDADE




                  Maior amplitude de recursos

                  Aumento de indivíduos e populações
                  viáveis

                  Especialização e riqueza de espécies
Produtividade e diversidade


                          Aumento do tamanho dos indivíduos




Interações competitivas
Redução da diversidade
PADRÕES PRODUTIVIDADE X RIQUEZA



        RELAÇÃO INVERSA




       Capacidade suporte (K)
       e tamanho populacional




Paradoxo do enriquecimento
                                           Limite inferior dos nutrientes
Aumento dos indivíduos, populações e
interações competitivas                    Limite superior da competição
2. Estabilidade e previsibilidade climática




300                         Rainfall       25.0
                            Temperature
250                                        20.0
200
                                           15.0
150
                                           10.0
100

50                                         5.0

 0                                         0.0
      J   F   M A M J   J   A    S O N D


                Ambientes estáveis

  Persistência de especialistas

  Saturação e exploração de recursos

  Maior empacotamento de espécies
HIPÓTESE DA ESTABILIDADE DO AMBIENTE




Sazonalidade impede especialização em nichos estreitos
3. HIPÓTESE DO EFEITO DO DOMÍNIO CENTRAL (“MID-DOMAIN
                       EFFECT”)
4. HIPÓTESE DO EFEITO DAS GLACIAÇÕES




Efeitos diferenciados das glaciações entre as latitudes

          Taxa de extinção e de colonização

 Trópicos mantiveram reservatórios de diversidade
6. HIPÓTESE DE JANZEN-CONNELL (1970, 1971)



                     Abundância de herbívoros especializados

                     Regulação da população de plantas
                     dominantes




                                      EVIDÊNCIAS
Sucessão ecológica – governada por competição


Padrão de colonização e extinção direcional e contínuo de espécies em um
local

Substituição gradual das espécies através de processos biológicos que ocorrem
ao longo do tempo

      Pioneiras          Sere ou intermediárias       Clímax/finais
      Iniciais
Sucessão primária




Sucessão após distúrbio catastrófico
Dispersão e colonização de ambientes recém-surgidos
Sucessão secundária



Ocorre após perturbações não-catastróficas: presença de organismos residuais.
Mecanismos que governam sucessão

 Balanço entre colonização e competição

          Facilitação - inibição
Mas o clímax existe?




             Distúrbios são frequentes e podem
             desestabilizar o clímax

Comunidades e padrões de riqueza

  • 1.
  • 2.
    Cronograma 17/9 “Revisão” + Padrões de riqueza 24/9 Ecossistemas e exercicio 2 01/10 Conservação 08/10 Exercicio 3 15/10 Prova 2 22/10 Prova substitutiva
  • 3.
    Definição de comunidade Assembléiade populações de espécies e suas interações, sendo que estas governam a estrutura e o funcionamento da comunidade. A montagem da assembléia de espécies depende das 1) tolerâncias das espécies às condições físicas do ambiente 2) capacidade de colonização e dispersão e 3) interações entre as espécies.
  • 4.
    Estrutura da comunidade Riqueza= número de espécies presentes em uma unidade geográfica definida 9 4
  • 5.
  • 6.
    DIVERSIDADE 4espécies 4 espécies 8 indivíduos 8 indivíduos Qual é mais diversa? Diversidade leva em conta riqueza e equitabilidade Equitabilidade leva em conta a abundância (número de indivíduos) de cada espécie
  • 7.
  • 8.
    Exclusão competitiva eriqueza da comunidade
  • 9.
    EFEITO DA COMPETIÇÃOSOBRE RIQUEZA DA COMUNIDADE A B  Exclusão competitiva  Redução da sobreposição de nichos
  • 10.
    EFEITO DA PREDAÇÃOSOBRE RIQUEZA Estrelas-do-mar Predador Pisaster Competidores Cracas Mexilhões Balanus Mytilus
  • 11.
    EXPERIMENTO CLÁSSICO DECOEXISTÊNCIA MEDIADA POR PREDAÇÃO (PAINE 1966) Remoção Mexilhões De cobertura % Cracas tempo
  • 12.
    EFEITO DAS INTERAÇÕESPOSITIVAS SOBRE RIQUEZA A B  Espécie A favorece B  Estágios iniciais  Condições do ambiente
  • 13.
    Distúrbios e seupapel na comunidade  Evento discreto que remove organismos, altera disponibilidade de recursos e muda ambiente físico. Evita que a comunidade atinja o K, impedindo exclusão competitiva  Depende da intensidade e escala  Frequência e intensidade
  • 14.
    Mudança do ambientefísico por organismos Organismos fundadores Engenheiros do ecossistema
  • 15.
    Distúrbios externos edinâmica da comunidade Abertura de novos espaços e reorganização da comunidade Colonização das manchas – efeito do colonizador e adaptações das espécies ao ambiente Organização da comunidade: competição ou aleatoriedade
  • 16.
  • 17.
    PERTURBAÇÕES E PADRÕESDE RIQUEZA Biswas & Mallik 2010
  • 18.
    Riqueza e heterogeneidadeambiental  Microhábitats e refúgios contra predadores  Espectro de recursos para exploração
  • 19.
    Altitude e riquezade espécies Heterogeneidade em condições
  • 20.
    OUTROS GRADIENTES DERIQUEZA Grytnes & Vetaas 2002 Sanders et al. 2003 Angel 1994
  • 21.
    FATORES ABIÓTICOS  Efeitoisolado  Conjunto de fatores relacionados  Área e isolamento
  • 22.
    RELAÇÃO ESPÉCIES-ÁREA Morcegosem cavernas Kodric-Brown & Brown 1993 Brunet & Medellin 2001 Peixes em lagos no deserto
  • 23.
  • 24.
    TEORIA DA BIOGEOGRAFIADE ILHAS MACARTHUR & WILSON 1976
  • 25.
    Imigração - Tamanhoda ilha e efeito alvo Extinção – tamanho populacional Distância da ilha – efeito alvo e isolamento das populações
  • 26.
    PADRÃO DE RIQUEZAX LATITUDE Vertebrados
  • 27.
  • 28.
    Hipóteses 1. Produtividade e energia 2. Estabilidade e previsibilidade climática 3. Macroecologia 4. Tempo evolutivo 5. Heterogeneidade 6. Janzen-Connell - para florestas tropicais
  • 29.
    1. PRODUTIVIDADE Média 2001 Quantidade de energia disponível no sistema: tamanho das plantas, vigor e número de indivíduos
  • 30.
    PADRÃO DE RIQUEZAE PRODUTIVIDADE Maior amplitude de recursos Aumento de indivíduos e populações viáveis Especialização e riqueza de espécies
  • 31.
    Produtividade e diversidade Aumento do tamanho dos indivíduos Interações competitivas Redução da diversidade
  • 32.
    PADRÕES PRODUTIVIDADE XRIQUEZA RELAÇÃO INVERSA Capacidade suporte (K) e tamanho populacional Paradoxo do enriquecimento Limite inferior dos nutrientes Aumento dos indivíduos, populações e interações competitivas Limite superior da competição
  • 33.
    2. Estabilidade eprevisibilidade climática 300 Rainfall 25.0 Temperature 250 20.0 200 15.0 150 10.0 100 50 5.0 0 0.0 J F M A M J J A S O N D Ambientes estáveis Persistência de especialistas Saturação e exploração de recursos Maior empacotamento de espécies
  • 34.
    HIPÓTESE DA ESTABILIDADEDO AMBIENTE Sazonalidade impede especialização em nichos estreitos
  • 35.
    3. HIPÓTESE DOEFEITO DO DOMÍNIO CENTRAL (“MID-DOMAIN EFFECT”)
  • 36.
    4. HIPÓTESE DOEFEITO DAS GLACIAÇÕES Efeitos diferenciados das glaciações entre as latitudes Taxa de extinção e de colonização Trópicos mantiveram reservatórios de diversidade
  • 37.
    6. HIPÓTESE DEJANZEN-CONNELL (1970, 1971) Abundância de herbívoros especializados Regulação da população de plantas dominantes EVIDÊNCIAS
  • 38.
    Sucessão ecológica –governada por competição Padrão de colonização e extinção direcional e contínuo de espécies em um local Substituição gradual das espécies através de processos biológicos que ocorrem ao longo do tempo Pioneiras Sere ou intermediárias Clímax/finais Iniciais
  • 39.
    Sucessão primária Sucessão apósdistúrbio catastrófico Dispersão e colonização de ambientes recém-surgidos
  • 40.
    Sucessão secundária Ocorre apósperturbações não-catastróficas: presença de organismos residuais.
  • 41.
    Mecanismos que governamsucessão Balanço entre colonização e competição Facilitação - inibição
  • 42.
    Mas o clímaxexiste? Distúrbios são frequentes e podem desestabilizar o clímax