Biogeografia
Estudo da distribuição de organismos
Biogeografia

•   Ciência observacional comparativa
•   Experimentos – utilidade limitada
•   Escalas múltiplas
•   Comparativa tem usos, porém
•   Ciência sintética
Disciplinas Usadas na Biogeografia

•   Anatomia
•   Fisiologia
•   Taxonomia
•   Desenvolvimento
•   Evoluão
•   Geologia
•   Geografia
•   Ecologia
•   Climatologia, Paleontologia……
Relevância da Biogeografia

O que permite que uma espécie vive onde está, e o
  que inibe a colonização de outras áreas?
Qual é o parente mais próxima de uma espécie e
  onde podem ser encontradas? Onde viveram as
  ancestrais?
Como os eventos históricos moldam a distribuição de
  uma espécie?
Pergunta básica: O que molda os
padrões globais da biodiversidade?
A Importância do Tempo

• Biogeografia histórica
• Biogeografia ecológica
• Paleoecologia
A Ciência

• “O processo da ciência deve muito aos atributos
  humanos bons……..mais também é retardado por
  características como prejuízo, ciúme, respostas
  imediatas, e estupidez.”
Historia da Biogeografia

Raízes nas perguntas feitas durante a “Idade de
  Exploração”
Compartilha uma linhagem comum com a ecologia
Primeiras perguntas
  – Desde onde vem a vida?
  – Como a vida diversificou para ocupar a planeta?
Temas Persistentes da Biogeografia

 • Classificação de regiões geográficas a base da
   biota
 • Reconstrução do desenvolvimento histórico de
   linhagens e biota, incluindo sua origem,
   disseminação, e diversificação
 • Explicação das diferencias de número e tipos de
   espécies entre áreas geográficas, e ao largo de
   gradientes geográficos
 • Explicação da variação geográfica das
   características de indivíduos e populações de
   espécies com alto parentesco
Idade de Exploração

 Há 250 anos, somente 1% das espécies conhecidas
   hoje eram identificadas
 Missão – revelar os mistérios da criação estudando a
   diversidade da vida
 Ponto de vista prevalente – estase
 Com o aumento da identificação de espécies, ficou
   claro que precisava uma organização nova
Carolus Linneaus (1707 – 1778)

Um entendimento da
  organização resultaria num
  entendimento do plano do
  Criador
Usou um ideia estática da
  Terra
Explicar a origem e
  disseminação da vida
Desafio era explicar a
  diversidade e distribuição
Carolus Linneaus (1707 – 1778)

Como a vida disseminou desde o Paraíso onde ficou
  o Arco
Lineu – “Montanha do Paraíso” – uma ilha
  montanha de vida ao longo das vertentes,
  adaptada perfeitamente para as condições bióticas
  e abióticas de sua “estação”
Baseado nas condições conhecidas da montanhas
  tropicais
Formação posterior de terra permitiu a
  disseminação
Comte de Buffon (1707 – 1788)

Contemporâneo de Lineu
Não concordou com o ponto de
  vista da disseminação da
  vida (espécimes vivos e
  fosseis)
Locais com climas similares
  tinham espécies diferentes
Ambiente extremo ao redor de
  Monte Ararat
Propus origem no norte de
  Europa
Comte de Buffon (1707 – 1788)

Hipótese de Buffon – clima
  era mas fria o que
  permitiu que as espécies
  colonizam áreas novos e
  mudar
Pontos chaves – clima e
  espécies são dinâmicos
  (central a teoria moderna
  da biogeografia e o
  precursor ao
  desenvolvimento da teoria
  de evolução)
Comte de Buffon (1707 – 1788)

Lei de Buffon – Regiões
  similares ambientalmente
  mas separadas têm espécies
  diferentes de aves e
  mamíferos
Considerado como o primeiro
  princípio da biogeografia
Estudos posteriores de Joseph
  Banks e Johann Forster que
  encontraram que a Lei de
  Buffon também é valida
  para as plantas
Fitogeografia

Fim do Século XIIX – teologia
  natural ainda como teoria
  biológica principal
Willdenow (1765-1812) e
  Humboldt (1769-1859) –
  fitogeografia – distribuição
  geográfica das plantas
Estudos da distribuição
  vegetal das Andes (5,600 m     Mt. Chimbaruzo
  de altura
Fitogeografia

Identificara faixas floristicas
  desde o tropico até o artico
Observaram que as
  comunidades vegetais
  associada intimamente com
  o clima local
Primeiras ideias da
  competição (Candolle)           Mt. Chimbaruzo
Biogeografia no Século XIX

 Primeira três temas estabelicidas
 • Classificação de regiões geográficas a base da
   biota
 • Reconstrução do desenvolvimento histórico de
   linhagens e biota, incluindo sua origem,
   disseminação, e diversificação
 • Explicação das diferencias de número e tipos de
   espécies entre áreas geográficas, e ao largo de
   gradientes geográficos
Biogeografia no Século XIX

 Lei de Buffon
   – Os primeiros biogeógrafos testaram
   – Classificação de regiões a base da biota
     (tema 1)
   – Reconstrução da origem e disseminação da
     vida (tema 2)
   – Mudanças ao longo de gradientes (tema 3)
   – Estabelecimento de técnicas ainda usadas
 Percepção de uma Terra estática mas com
  a vida sendo dinâmica
Limitações

 O número de espécies locais aumenta com
  área
             Por que?????
 O número de espécies diminua desde o
  equador
 Necessidade de mudar ao próximo passo
  (testes rigorosos) mas outra informação
  era necessária
Necessidades para um Entendimento
Melhor

 Estimativa melhor da idade da Terra
  (teologia natural e 6,000 anos)
 Entendimento da natureza dinâmica de
  continentes e oceanos
 Entendimento da disseminação e
  diversificação – dispersão, vicariância,
  extinção, evolução)
Primeiros Avanços do Século XIX

Borngniart – pai da paleobotânica
Lyell – pai da geologia
Ambos usaram o registro fóssil para concluir que as
  mudanças climáticas ocorrem no tempo (formas
  de vida de climas tropicais no norte de Europa)
Lyell – mudanças do nível do mar e o surgimento e
  erosão de montanhas; extinção
Novas espécies originaram por via de criações novas
  após as extinções; espécies novas criadas para
  climas novos
Primeiros Avanços do Século XIX

Lyell propus o uniformitarianismo
Também, existia a realização que os processos
  ocorrem devagar (gradualismo)
Tempo necessário para os processos geológicos +
  substituição contínua da biota = Terra muito mais
  velha do que 6,000 anos
Quatro Cientistas Britânicos

Charles Darwin, Joseph Hooker, Philip Sclater,
 Alfred Russell Wallace
Naturalistas, viajando pelo mundo e descobrindo a
 diversidade
Compartilham suas observações resultando numa
 imagem mais ampla da vida
Não concordam com todas as ideias
Darwin

Origem das Espécies
Propus ideias da dispersão da vida (em oposição as
  ideias de Agassiz de um ponto próximo a criação)
O ponto de vista de “dispersão” mudou a ideias da
  dispersão dinâmica
Sem acordo depois mudou aos mecanismos da
  dispersão (dispersão versus extensão)
Extensão e Pontes Terrestres
Outras Contribuições

Hooker – estudo das distribuições das plantas do
  hemisfério sul que resultou no desenvolvimento da
  biogeografia da vicariância
Sclater – usou a distribuição de aves passerinas (uso
  de poleiras) para desenvolver um sistema de seis
  regiões biogeográficas ainda usado hoje
Também propus zonas baseadas nas mamíferas
  marinhas
Wallace

Maior contribuição a biogeografia (paí da
  zoogeografia)
Aumentou a ideia das zonas de Sclater
Estabeleceu muitos dos princípios básicos da
  biogeografia
Observou uma mudança distinta na fauna do
  Sudeste da Ásia e Austrália (Linha de Wallace)
Outras Contribuições do Século XIX

Regra de Bergmann – homeotermos, tamanho
  corporal, e razão da superfície a volume dos polos
Regra de Allen – apêndices de aves e mamíferos
  viram mais curtas e mais robustas com distancia
  do equador.
Regra de Cope – grupos tendem aumentar em
  tamanho durante sua evolução
Limitação de generalidades mas abriu para novas
  ideias
Outras Contribuições do Século XIX

As zonas de vida de Merriam
Estudo de mudanças de elevação – tipos de
  vegetação e composição de espécies são similares
  aos padrões longitudinais
Confirmou as conclusões de Humboldt
Século XX


 Muita informação da paleontologia
 Origem, dispersão, radiação, e o declínio dos
   vertebrados terrestres
 Desenvolvimento de filogenias
    – Origem de grupos novos
    – Aumento do número de espécies
    – Radiação para preencher nichos e aumentar a
      amplitude
 Mas, a pergunta básica de como ocorreu a dispersão
Século XX

Relação entre as propriedades geológicas e
  ecológicas do ambiente
Padrões da variação morfológica
Coincidiu com a Síntese Moderna
Essa ligação resultou na formulação do conceito da
  espécie biológica (Ernst Mayr)
Também identificou a especiação alopatrica
Deriva Continental

A crosta da Terra fixa até 1960
Deriva Continental proposto em 1858
Recuperado por Wegener e Taylor usando evidencias
  geológicas e ecológicas
Criticado e renegado até que as evidencias não mais
  podiam ser negados
Mudou a dispersão de pontes terrestres aos
  movimentos dos continente
Métodos Filogenéticos Novos

Deriva Continental resulta no estudo de disjunções
Biogeografia da Vicariância
Avaliação e revisão de filogenias
Outras Ferramentas

•   Computadores
•   Sistemas de Informação Geográfica
•   Geoestatistica
•   Macroecologia

Historia da biogeografia

  • 1.
  • 2.
    Biogeografia • Ciência observacional comparativa • Experimentos – utilidade limitada • Escalas múltiplas • Comparativa tem usos, porém • Ciência sintética
  • 3.
    Disciplinas Usadas naBiogeografia • Anatomia • Fisiologia • Taxonomia • Desenvolvimento • Evoluão • Geologia • Geografia • Ecologia • Climatologia, Paleontologia……
  • 4.
    Relevância da Biogeografia Oque permite que uma espécie vive onde está, e o que inibe a colonização de outras áreas? Qual é o parente mais próxima de uma espécie e onde podem ser encontradas? Onde viveram as ancestrais? Como os eventos históricos moldam a distribuição de uma espécie?
  • 5.
    Pergunta básica: Oque molda os padrões globais da biodiversidade?
  • 6.
    A Importância doTempo • Biogeografia histórica • Biogeografia ecológica • Paleoecologia
  • 7.
    A Ciência • “Oprocesso da ciência deve muito aos atributos humanos bons……..mais também é retardado por características como prejuízo, ciúme, respostas imediatas, e estupidez.”
  • 8.
    Historia da Biogeografia Raízesnas perguntas feitas durante a “Idade de Exploração” Compartilha uma linhagem comum com a ecologia Primeiras perguntas – Desde onde vem a vida? – Como a vida diversificou para ocupar a planeta?
  • 9.
    Temas Persistentes daBiogeografia • Classificação de regiões geográficas a base da biota • Reconstrução do desenvolvimento histórico de linhagens e biota, incluindo sua origem, disseminação, e diversificação • Explicação das diferencias de número e tipos de espécies entre áreas geográficas, e ao largo de gradientes geográficos • Explicação da variação geográfica das características de indivíduos e populações de espécies com alto parentesco
  • 10.
    Idade de Exploração Há 250 anos, somente 1% das espécies conhecidas hoje eram identificadas Missão – revelar os mistérios da criação estudando a diversidade da vida Ponto de vista prevalente – estase Com o aumento da identificação de espécies, ficou claro que precisava uma organização nova
  • 11.
    Carolus Linneaus (1707– 1778) Um entendimento da organização resultaria num entendimento do plano do Criador Usou um ideia estática da Terra Explicar a origem e disseminação da vida Desafio era explicar a diversidade e distribuição
  • 12.
    Carolus Linneaus (1707– 1778) Como a vida disseminou desde o Paraíso onde ficou o Arco Lineu – “Montanha do Paraíso” – uma ilha montanha de vida ao longo das vertentes, adaptada perfeitamente para as condições bióticas e abióticas de sua “estação” Baseado nas condições conhecidas da montanhas tropicais Formação posterior de terra permitiu a disseminação
  • 13.
    Comte de Buffon(1707 – 1788) Contemporâneo de Lineu Não concordou com o ponto de vista da disseminação da vida (espécimes vivos e fosseis) Locais com climas similares tinham espécies diferentes Ambiente extremo ao redor de Monte Ararat Propus origem no norte de Europa
  • 14.
    Comte de Buffon(1707 – 1788) Hipótese de Buffon – clima era mas fria o que permitiu que as espécies colonizam áreas novos e mudar Pontos chaves – clima e espécies são dinâmicos (central a teoria moderna da biogeografia e o precursor ao desenvolvimento da teoria de evolução)
  • 15.
    Comte de Buffon(1707 – 1788) Lei de Buffon – Regiões similares ambientalmente mas separadas têm espécies diferentes de aves e mamíferos Considerado como o primeiro princípio da biogeografia Estudos posteriores de Joseph Banks e Johann Forster que encontraram que a Lei de Buffon também é valida para as plantas
  • 16.
    Fitogeografia Fim do SéculoXIIX – teologia natural ainda como teoria biológica principal Willdenow (1765-1812) e Humboldt (1769-1859) – fitogeografia – distribuição geográfica das plantas Estudos da distribuição vegetal das Andes (5,600 m Mt. Chimbaruzo de altura
  • 17.
    Fitogeografia Identificara faixas floristicas desde o tropico até o artico Observaram que as comunidades vegetais associada intimamente com o clima local Primeiras ideias da competição (Candolle) Mt. Chimbaruzo
  • 18.
    Biogeografia no SéculoXIX Primeira três temas estabelicidas • Classificação de regiões geográficas a base da biota • Reconstrução do desenvolvimento histórico de linhagens e biota, incluindo sua origem, disseminação, e diversificação • Explicação das diferencias de número e tipos de espécies entre áreas geográficas, e ao largo de gradientes geográficos
  • 19.
    Biogeografia no SéculoXIX Lei de Buffon – Os primeiros biogeógrafos testaram – Classificação de regiões a base da biota (tema 1) – Reconstrução da origem e disseminação da vida (tema 2) – Mudanças ao longo de gradientes (tema 3) – Estabelecimento de técnicas ainda usadas Percepção de uma Terra estática mas com a vida sendo dinâmica
  • 20.
    Limitações O númerode espécies locais aumenta com área Por que????? O número de espécies diminua desde o equador Necessidade de mudar ao próximo passo (testes rigorosos) mas outra informação era necessária
  • 21.
    Necessidades para umEntendimento Melhor Estimativa melhor da idade da Terra (teologia natural e 6,000 anos) Entendimento da natureza dinâmica de continentes e oceanos Entendimento da disseminação e diversificação – dispersão, vicariância, extinção, evolução)
  • 22.
    Primeiros Avanços doSéculo XIX Borngniart – pai da paleobotânica Lyell – pai da geologia Ambos usaram o registro fóssil para concluir que as mudanças climáticas ocorrem no tempo (formas de vida de climas tropicais no norte de Europa) Lyell – mudanças do nível do mar e o surgimento e erosão de montanhas; extinção Novas espécies originaram por via de criações novas após as extinções; espécies novas criadas para climas novos
  • 23.
    Primeiros Avanços doSéculo XIX Lyell propus o uniformitarianismo Também, existia a realização que os processos ocorrem devagar (gradualismo) Tempo necessário para os processos geológicos + substituição contínua da biota = Terra muito mais velha do que 6,000 anos
  • 24.
    Quatro Cientistas Britânicos CharlesDarwin, Joseph Hooker, Philip Sclater, Alfred Russell Wallace Naturalistas, viajando pelo mundo e descobrindo a diversidade Compartilham suas observações resultando numa imagem mais ampla da vida Não concordam com todas as ideias
  • 25.
    Darwin Origem das Espécies Propusideias da dispersão da vida (em oposição as ideias de Agassiz de um ponto próximo a criação) O ponto de vista de “dispersão” mudou a ideias da dispersão dinâmica Sem acordo depois mudou aos mecanismos da dispersão (dispersão versus extensão)
  • 26.
  • 27.
    Outras Contribuições Hooker –estudo das distribuições das plantas do hemisfério sul que resultou no desenvolvimento da biogeografia da vicariância Sclater – usou a distribuição de aves passerinas (uso de poleiras) para desenvolver um sistema de seis regiões biogeográficas ainda usado hoje Também propus zonas baseadas nas mamíferas marinhas
  • 29.
    Wallace Maior contribuição abiogeografia (paí da zoogeografia) Aumentou a ideia das zonas de Sclater Estabeleceu muitos dos princípios básicos da biogeografia Observou uma mudança distinta na fauna do Sudeste da Ásia e Austrália (Linha de Wallace)
  • 31.
    Outras Contribuições doSéculo XIX Regra de Bergmann – homeotermos, tamanho corporal, e razão da superfície a volume dos polos Regra de Allen – apêndices de aves e mamíferos viram mais curtas e mais robustas com distancia do equador. Regra de Cope – grupos tendem aumentar em tamanho durante sua evolução Limitação de generalidades mas abriu para novas ideias
  • 32.
    Outras Contribuições doSéculo XIX As zonas de vida de Merriam Estudo de mudanças de elevação – tipos de vegetação e composição de espécies são similares aos padrões longitudinais Confirmou as conclusões de Humboldt
  • 35.
    Século XX Muitainformação da paleontologia Origem, dispersão, radiação, e o declínio dos vertebrados terrestres Desenvolvimento de filogenias – Origem de grupos novos – Aumento do número de espécies – Radiação para preencher nichos e aumentar a amplitude Mas, a pergunta básica de como ocorreu a dispersão
  • 36.
    Século XX Relação entreas propriedades geológicas e ecológicas do ambiente Padrões da variação morfológica Coincidiu com a Síntese Moderna Essa ligação resultou na formulação do conceito da espécie biológica (Ernst Mayr) Também identificou a especiação alopatrica
  • 37.
    Deriva Continental A crostada Terra fixa até 1960 Deriva Continental proposto em 1858 Recuperado por Wegener e Taylor usando evidencias geológicas e ecológicas Criticado e renegado até que as evidencias não mais podiam ser negados Mudou a dispersão de pontes terrestres aos movimentos dos continente
  • 38.
    Métodos Filogenéticos Novos DerivaContinental resulta no estudo de disjunções Biogeografia da Vicariância Avaliação e revisão de filogenias
  • 39.
    Outras Ferramentas • Computadores • Sistemas de Informação Geográfica • Geoestatistica • Macroecologia