Aula 7 - Padrões de biodiversidade

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PADRÕES GLOBAIS PADRÕES GLOBAIS 
DE BIOVIDERSIDADEDE BIOVIDERSIDADE
Ana Carolina Maia e Thálita Cardoso
Mestranda em Ecologia Aplicada
A variação do número de espécies no tempo e 
no espaço é uma questão intrigante!
44% vegetais
35% vertebrados
Em apenas 1,4% da 
superfície terrestre!
Myers et al. 2000
RIQUEZA 
≠
Número de espécies em 
determinado local
Podemos falar de alguns distintos tipos de 
diversidade: genética, evolutiva, espacial...
≠
BIODIVERSIDADE Riqueza considerando a 
distribuição das 
abundâncias das 
espécies
Mas porque as espécies não se distribuem 
uniformemente?
Porque as algumas comunidades são mais ricas?
Existe realmente um padrão de riqueza de espécies?Existe realmente um padrão de riqueza de espécies?
Quais são as razões das existência destes padrões?
Muitas tentativas de respostas..
Muitas teorias..
Poucas conclusões..
CLIMA TEMPERADOCLIMA TEMPERADO
ONDE EXISTE MAIOR DIVERSIDADE ?ONDE EXISTE MAIOR DIVERSIDADE ?
CLIMA TROPICALCLIMA TROPICAL
MAMÍFEROS
Quais fatores são 
responsáveis por 
Geográficos 
(Barreiras, 
limitações, 
latitude..)
Abióticos 
(tempo, clima, responsáveis por 
esta variação?
(tempo, clima, 
temperatura)
Bióticos 
(interações entre 
as espécies)
LATITUDE
RIQUEZA
LATITUDE
FATORES GEOGRÁFICOS
Padrão encontrado em 
ambientes terrestres e 
aquáticos
Explicações para relação 
latitude - riqueza
Predação
Produtividade
Suprimento de nutrientes
Clima/Temperatura
ALTITUDE
RIQUEZA
ALTITUDE
FATORES GEOGRÁFICOS
Explicações para relação 
altitude - riqueza
Menor área ocupadaMenor área ocupada
Isolamento
Temperatura (extremos e stress)
Menor produtividade
Explicações para relação 
profundidade - riqueza
Temperatura
Mesmo padrão 
encontrado para altitude
Temperatura
Luminosidade
Oxigenação
Produtividade
Se a riqueza de espécies muda com a latitude devemos 
considerar que haja algum motivo associado ao fator 
geográfico responsável pela variação.
FATORES GEOGRÁFICOS
Não podem ser vistos como agentes causais
geográfico responsável pela variação.
FATORES CORRELACIONADOS
Ex: variações climáticos, precipitação,
incidência de luz, etc.
FATORES BIOLÓGICOS
Influenciam consideravelmente a estrutura da comunidade
INTENSIDADE DE PREDAÇÃO OU PARASITISMO INTENSIDADE DE PREDAÇÃO OU PARASITISMO 
COMPETIÇÃO
HETEROGENEIDADE ESPACIAL
STATUS SUCESSIONAL
São fatores secundários, pois são conseqüência de 
influências externas à comunidade.
Então porque existe maior riqueza nos 
trópicos??
Clima e produtividade
Heterogeneidade espacial
História
Área
Dependente de fatores limitantes
Nutrientes e Condições
HIPÓTESE DA PRODUTIVIDADE 
PRIMÁRIA
CRESCIMENTO
Produtividade de animais = vegetais 
Segue a mesma tendência em função das mudanças dos níveis 
de recursos na base da cadeia alimentar e condições
CLIMA E PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA
R
i
q
u
e
z
a
Relação +
CLIMA E PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA
Produtividade
Produtividade
R
i
q
u
e
z
a
Recursos
Riqueza
Relação da riqueza de aves, mamíferos, anfíbios e répteis e evapotranspiração.
América do Norte 
Demonstra a relação dos animais com a 
energia atmosférica bruta!
Riqueza de animais relacionada com a riqueza de vegetais.
Voltando ao conceito de amplitude de nicho...
Então isso explica a 
relação entre maior 
produtividade, 
Quando 
produtividade 
representa maior 
variabilidade de 
recursosMaior gama de 
recursos
Mais 
especialização produtividade, 
disponibilidade de 
recursos e riqueza
especialização
Maior 
sobreposição
Recursos 
explorados mais 
completa
Considerando que....
Clima/Temperatura
FotossíntesePor que a energia 
atmosférica disponível está 
Produtividade Primária
RIQUEZA
atmosférica disponível está 
relacionada a riqueza de 
espécies animais?
Influência direta sobre a 
utilização de recursos e 
disponibilidade de energia 
para atividades vitais
ANIMAIS ECTOTÉRMICOS
TEMPERATURA
ATIVIDADE
Locomoção
Ingestão de alimento 
Produtividade Animal
ANIMAIS ENDOTÉRMICOS
TEMPERATURA
ECONOMIA 
ENERGÉTICA
Economia energética
Disponibilidade para 
crescimento e reprodução
Produtividade Animal
Crescimento individual e populacional 
mais rápido 
Locais mais quentes podem permitir nichos mais estreitos e, 
consequentemente, maior riqueza.
mais rápido 
POPULAÇÕES MAIORES
↑Produ?vidade 
↑ Riqueza em espécies
Tempo Tempo
R
i
q
u
e
z
a
R
i
q
u
e
z
a
Não-fertilizadas Fertilizadas
Rosenzweig (1971)
PARADOXO DO ENRIQUECIMENTO
Produtividade 
Taxas de crescimento populacionalTaxas de crescimento populacional
Competição
Exclusão Competitiva
Produtividade
Riqueza
Baixa produtividade = 
escassez
Alta produtividade = 
exclusão competitiva.
Riqueza
Produtividade 
intermediária
exclusão competitiva.
Heterogeneidade
HIPÓTESE DA HETEROGENEIDADE 
ESPACIAL
É esperado que ambientes 
mais heterogêneos...
Heterogeneidade
Microclimas
Microhabitats
Riqueza
Heterogeneidade
Riqueza
PLANTAS SÃO INFLUENCIADAS POR FATORES 
ABIÓTICOS
HETEROGENEIDADE ESPACIAL
ANIMAIS INFLUENCIADOS PELAS PLANTAS
Heterogeneidade ambiental 
↑ Riqueza em espécies
SAZONALIDADE
Ambiente sazonal – distintas espécies podem estar adaptadas às 
condições predominantes da época distintas do ano.
Esperada maior coexistência de espécies que um 
ambiente constante
Ambientes não sazonais possibilitam especializações
PREVISIBILIDADE
Em ambientes com maior estabilidade climática podem 
ter maior riqueza de espécies...
SAZONALIDADE
Manutenção de espécies especializadas;
Maior probabilidade de saturação do ambiente;
Maior sobreposição de nichos - teorias
Resultado é o aumento da RIQUEZA
Portanto, alguns estudos defendem que a variação climática é 
negativamente relacionada com a riqueza de espécies de um local.
Apesar de algumas evidências, ainda não há confirmação 
sobre a relação instabilidade climática e riqueza de espécies.
HISTÓRIA
HIPÓTESE DO TEMPO 
GEOLÓGICO
As zonas tropicais possuem maior 
riqueza?riqueza?
Tempo Evolutivo
Riqueza 
Comunidades perturbadas em escalas de tempo 
muito extensas podem carecer de certas espécies.
As comunidades podem diferir em função da proximidade 
do equilíbrio ecológico ou evolutivo.do equilíbrio ecológico ou evolutivo.
Por isto, muitos autores argumentam que 
os trópicos são mais ricos em função dos 
longos e ininterruptos períodos de tempo 
evolutivo.
1- Glaciações
2- Fuga das fauna e flora para 
regiões tropicais
3- Áreas de refúgio
FATOR ESPACIAL
HIPÓTESE DA ÁREA
De acordo com a Teoria de 
Biogeografia de Ilhas
ÁREA
TAMANHO POPULACIONAL
EXTINÇÃO RIQUEZA
Áreas maiores climaticamente 
semelhantes têm maior riqueza
RELAÇÃO 
ESPÉCIE-ÁREA
FATOR ESPACIAL 
HIPÓTESE DA ÁREA
TerborghTerborgh (1973)(1973)
A área da zona tropical é maior...
Maior área 
representa 
maior 
biodiversidade
Avaliando os padrões de riqueza em espécies
Vimos a relação da riqueza com os diversos fatores bióticos e 
abióticos!
Muitas evidências, generalizações e algumas importantes 
exceções.
EXPLICAÇÕES ATUAIS NÃO SÃO 
INTEIRAMENTE ADEQUADAS
MUITA INCERTEZA
UMA DAS ALTERNATIVAS PODE SER A UTILIZAÇÃO DE PADRÕES 
LOCAIS OU EM MENOR ESCALA.
São muitos fatores que afetam a 
riqueza de espécies. Entender e 
explicar as variações da 
biodiversidade é uma difícil tarefa.