Ecologia de Comunidades: Padrões e Processos

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Aula 1
Rev��ão
Átomos> moléculas> células> tecidos> órgãos> sistemas>
organismo> população> comunidade> ecossistemas> biosfera
● Meio biótico.
Indivíduos
❖ Morfologia: tamanho corporal, alometria, morfologia interna,
morfologia externa.
❖ Fisiologia: taxa metabólica, termorregulação, eficiência digestiva,
resposta a infecções.
❖ História de vida: taxa de crescimento, longevidade, maturação
sexual, frequência reprodutiva, modo de reprodução, etc.
Populações
● Abundância, biomassa, estrutura etária, razão sexual, taxa de
natalidade, mortalidade, imigração e distribuição de tempo e
espaço.
Comunidades
➔ Espécies, riqueza de espécies, abundâncias/biomassa relativa,
estrutura trófica.
Ecossistemas
● Movimentos de matéria e energia.
Defin�ções de Com����ad�
➔ Definição teórica: são conjuntos de organismos de várias
espécies que ocorrem juntos em um mesmo espaço e
tempo e interagem entre si direta ou indiretamente.
➔ Definição prática: taxonômico (taxocenoses) — plantas,
animais, ictiofauna, anuros; redes mutualísticas —
polinizadores; guildas tróficas — predadores, nectarívoros,
detritívoros.
◆ Guilda: grupo de espécies “não necessariamente
relacionadas” que “exploram os recursos de forma
similar” (grupo funcional).
◆ Depende do interesse do pesquisador.
➔ Comunidades de qualquer ambiente (fauna florestal ou
mesmo intestinal), é um conceito elástico, sendo local, regional
e global.
Principais preocupações da Ecologia de Comunidades
1) Por que algumas comunidades têm mais espécies do que
outras?
2) Por que diferentes comunidades apresentam conjuntos de
espécies diferentes?
3) Por que as mesmas espécies em diferentes comunidades
têm tamanhos populacionais diferentes?
Padrão x Processo
➔ Os padrões nas comunidades biológicas.
◆ Ordem, arranjo, regularidade, efeito de borda.
➔ Os processos que criam esses padrões.
◆ Seleção e dispersão.
Abordagens
Escola Clementsiana
➢ A comunidade vegetal é um superorganismo: as diversas
espécies contribuem para o todo.
➢ O clima determina diferentes tipos de comunidade.
➢ Desenvolvimento ordenado e previsível.
➢ A comunidade clímax é invariável no tempo → noção de
equilíbrio.
Escola Gleasoniana
➢ A comunidade vegetal é um conjunto de plantas de diferentes
espécies, que podem, ou não, interagir entre si.
➢ A comunidade é meramente fruto do acaso.
➢ A sucessão é o resultado de processos aleatórios de
migração de sementes e estabelecimento de plântulas.
➢ Comunidades não estão em equilíbrio devido aos distúrbios.
Comunidades fechadas ou abertas
❖ Comunidades fechadas: fronteiras limitam o espaço,
mudanças abruptas, ecótonos (regiões de transição com
maior quantidade de espécies, mas poucos indivíduos).
❖ Comunidades abertas: fronteiras invisíveis entre os
ambientes.
Diferentes visões em Ecologia de Comunidades
★ Determinística — comunidades como resultado de interações
locais (ex.: competição, facilitação, filtros ecológicos). Processo
primordial: seleção. Lotka (1925), Gause (1934), Hutchinson
(1959), MacArthur (1969), Tilman (1982).
★ Ecologia histórica/regional — comunidades como resultado de
processos evolutivo-biogeográficos. Processo primordial:
especiação. Ricklefs (1987) e Brown (1995).
★ Teoria neutra — comunidades como resultado de processos
estocásticos (aleatórios). Processo primordial: deriva
ecológica. Hubbell (2001).
★ Metacomunidades — comunidades como resultado de
movimentos de indivíduos entre comunidades locais.
Processo primordial: dispersão. Holyoak et al. (2005).
Mark Vellend reuniu todos esses conceitos em seu livro
“Teoria geral da Ecologia de Comunidades (2010)”.
Comunidades ganham espécies por especiação e dispersão,
enquanto as abundâncias relativas de suas espécies são
modificadas por seleção e deriva.
Parâme���s de co����da���
Abundância
Quantidade de indivíduos de todas as espécies.
★ Abundância relativa (pi)
Porcentagem de indivíduos de uma espécie em comparação
ao número total de indivíduos de todas as espécies, ou seja,
indivíduos de uma espécie tal dividida pela abundância total.
● Matriz de composição/presença e ausência: relata apenas se
há presença e ausência de determinada espécie, usado
quando os dados de pi (abundância relativa) não são
confiáveis ou não podem ser usados (animais diferentes).
Deve ser evidenciado que é um dado de composição e não
abundância.
Riqueza de espécies
Quantidade de espécies
● Dependente da área amostrada e do método utilizado
(esforço amostral).
● Número acumulado de espécies: representa o número de
espécies que surgem de inéditas em cada coleta.
● Não tem relação linear com o tamanho da amostra, atinge um
platô, chamado assíntota.
● Curva do coletor: número acumulado (apenas somando) de
espécies, até a assíntota. (Verificar se realmente é a
assíntota ou apenas uma estabilização).
Para suavizar a curva do coletor, é nescessário aleatorizar
os resultados de coletas.
● Rarefação: permite comparar o número de espécies entre
comunidades quando o tamanho da amostra, o esforço
amostral ou o número de indivíduos não são iguais. A
rarefação calcula o número esperado de espécies em cada
comunidade tendo como base comparativa um valor em que
todas as amostras atinjam um tamanho padrão.
○ Todos os indivíduos devem pertencer ao mesmo grupo
taxonômico;
○ Amostras com as mesmas técnicas de coleta;
○ Tipos de hábitat onde as amostras são obtidas
devem ser semelhantes;
○ Estima a riqueza de espécies em uma amostra menor
— não pode ser usado para extrapolar a riqueza para
amostras maiores.
● Estimadores de riqueza: são utilizados com base no número
e frequência de espécies raras.
Chao 1
○ F1 = número de espécies representadas por apenas
um indivíduo = singletons.
○ F2 = número de espécies representado por dois
indivíduos = doubletons.
○ S obs = número de espécies observado na amostra.
Chao 2
○ Q1 = espécies que ocorrem em uma amostra =
uniques
○ Q2 = espécies que ocorrem em duas amostras =
duplicates
Diversidade
Relacionada com a riqueza de espécies, abundância e
distribuição.
● Equabilidade ou uniformidade
● Curvas de distribuição de abundância das espécies SAD
○ Série geométrica (Motomura, 1943): possui baixa
equabilidade, e alta abundância para apenas uma
espécie (dominância), diminuído abrupta e
constantemente nas demais.
○ Lognormal (Preston, 1948): poucas dominantes, muitas
intermediárias e poucas raras.
○ Logseries (Fisher et al., 1943): maior proporção de
espécies raras do que no lognormal.
○ Broken stick (MacArthur, 1960): mais achatada que a
lognormal; muitas espécies com abundância semelhante,
alta equabilidade.