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Sucessão Ecológica Aline Saturnino Costa Mestrado em Ecologia Aplicada Centro Brasileiro de Ecologia de Estradas - CBEE Universidade Federal de Lavras Indivíduo População Comunidade • Capacidade de alcançar o local; • Condições e recursos apropriados; • Interações: competição, predação e parasitismo Quais espécies ocorrem em uma comunidade? Ilha Cracatoa - Explosão em 1883 - Laboratório natural - Fontes + próximas a 40 km Processo de desenvolvimento Gramíneas e samambaias dominaram as primeiras comunidades vegetais, e em 1920 as árvores chegaram. Sucessão em Cracatoa - Maio/1884 –1ª expedição = 1 pequena aranha; - Outono/1884 – 2 espécies de gramíneas; - 1886 –15 espécies de gramíneas e arbustos; - 1897 – 49 espécies. - 1919 – Coberta por pradarias e alguns pequenos trechos de floresta; - 1928 – quase 300; - 1929 – Coberta por florestas e alguns pequenos trechos de pradaria - Hoje – Coberta por uma floresta tropical asiática, típica da região, porém ainda muito incompleta, se comparada a outras ilhas próximas. T E M P O Ilha de Cracatoa atualmente Percebemos que... • Quando um habitat é perturbado ele lentamente se reconstrói • Espécies pioneiras são sucessivamente substituídas por outras a medida que a comunidade estrutura a composição original • A sequencia de mudanças causadas pela perturbação é a sucessão, até atingir a comunidade clímax O que é sucessão? • A substituição sequencial de espécies em uma comunidade, iniciada por uma perturbação no ambiente; • A associação de espécies atingidas em última instância é chamada de COMUNIDADE CLÍMAX. Ocupação das espécies em um ambiente ao longo do tempo. Clementes (1916): sequência de comunidades de plantas marcadas por mudanças de formas de vida de simples a complexas. Begon (1996): padrão de colonização e extinção promovido por populações de espécies em uma determinada área. Begon (2007) Padrões de mudanças na comunidade: Padrão de colonização e extinção de populações não sazonal, direcionado e contínuo em um dado local. Em que tipos de comunidades ocorre sucessão? Florestas Pastagens abandonadas Cadáver Rios Fezes Lagoas Áreas degradada - mineração Como o processo é iniciado? PERTURBAÇÃO: Evento discreto que remove organismos ou interfere na comunidade por falta de espaço, recursos alimentares ou mudanças no ambiente físico. As perturbações são comuns, podendo ter causas naturais ou antropogênicas. Espécies pioneiras adaptadas aos habitats perturbados são sucessivamente substituídas a medida que a comunidade atinge sua estrutura e composição originais. PERTURBAÇÃO DE HÁBITAT Reconstrução lenta da comunidade. NATURAL OU ANTRÓPICA Altera comunidade original: umidade, ventos, luz, temperatura PERTURBAÇÃO Queda de árvores ou quebra de copas FENÔMENOS NATURAIS QUE PODEM INICIAR A SUCESSÃO Clareiras de dossel Desmatamento Deslizamentos Furacões Erupções vulcânicas Fluxo de lava • Perturbação criação de novo hábitat Conjunto de espécies adaptadas como bons pioneiros em cada ambiente. Plantas anuais Herbáceas perenes Arbustos Pinheiros Floresta descídua A transição entre campo abandonado e a floresta madura é apenas uma das várias sequências sucessionais que podem levar a comunidades de clímax semelhantes num dado bioma. SERE O desenvolvimento da comunidade em cada SERE depende do seu começo. Gramíneas perenes Herbáceas anuais Arbustos Pinheiros Florestas Dois tipos fundamentais de respostas da comunidade frente a perturbações, de acordo com as relações competitivas exibidas pelas espécies. Comunidades controladas por fundação Comunidades controladas por dominância Comunidades controladas por fundação TODAS as espécies são boas colonizadoras; Possuem mesma capacidade competitiva; Estratégias de vida: Reprodução frequente Diversas formas de dispersão Em uma mancha aberta por perturbação espera-se que ocorra uma loteria competitiva e não uma sucessão previsível. Os primeiros conquistam o espaço, crescem e dominam esse espaço Comunidades controladas por dominância -Algumas espécies competitivamente superiores a outras; - Colonizador inicial pode não se manter em estágios avançados da sucessão; - Espécies iniciais são boas colonizadoras e crescem rapidamente. - Tardias toleram baixos níveis de recursos e crescem na presença das spp. iniciais. Exclusão competitiva E como a sucessão acontece nas comunidades? Os padrões sucessionais podem ser divididos em dois grupos de acordo com a sua origem: SUCESSÃO PRIMÁRIA SUCESSÃO SECUNDÁRIA Sucessão primária É o estabelecimento e desenvolvimento de comunidades em habitats recentemente formados ou perturbados anteriormente e destituídos de vida. Ex.: Cracatoa; recuperação pós mineração COMO OCORRE.... 1. Ervas anuais 2. Herbáceas perenes 3. Arbustos 4. Árvores sucessionais iniciais 5. Árvores sucessionais tardias Comunidades Pioneiras Ex.: Líquens (decompõe rochas) Comunidades Séres Ex.: Musgos, gramíneas, arbustos, animais, ... Comunidade Clímax Ex.: Florestas, campos, desertos, ... Sucessão Secundária É a “regeneração” de uma comunidade após uma perturbação; Quando há vestígios de uma comunidade anterior; Espécies anteriores se estabelecem – ovos e larvas resistentes, sementes dormentes; Tipo e tamanho da perturbação determina as primeiras espécies. • A sucessão acontece a medida que os colonizadores alteram as condições ambientais... r estrategistas X k estrategistas Espécies iniciais (r) Boas colonizadoras Crescimento rápido Espécies tardias (k) Mais tolerantes Melhor competidora Sp pioneiras possibilitam que sp tardias se estabeleçam. Ou inversamente, podem inibir a entrada de outras espécies numa SERE por competição. Conjunto de processos que governam o curso da sucessão: Facilitação, Inibição e Tolerância. Facilitação Uma espécie aumenta a probabilidade de uma segunda espécie se estabelecer. Plantas colonizadoras capacitam as sp dos estágios tardios a invadir. Inibição Os indivíduos de uma espécie podem inibir os indivíduos de outra predando-os, reduzindo seus recursos ou atacando-os com químicos nocivos. Inibição nos estágios iniciais pode impedir o movimento em direção ao clímax. - Espécies clímax naturalmente inibem as iniciais. Tolerância Os primeiros colonizadores não inibem nem promovem a chegada de espécies tardias. Uma espécie pode invadir um novo hábitat e se estabelecer de forma independente da presença ou ausência de outras espécies. Depende somente da sua capacidade de dispersão e tolerância as condições físicas do ambiente. MECANISMOS BIOLÓGICOS ENVOLVIDOS NA SUCESSÃO... Balanço Competição-colonização Espécies iniciais Alta fecundidade Boa capacidade de dispersão Crescimento rápido Baixa sobrevivência Espécies tardias Baixa fecundidade Baixa capacidade de dispersão Crescimento lento Alta sobrevivência Boa competidora x As diferentes adaptações das espécies iniciais e tardias Relação entre o tamanhodas sementes e a mortalidade quando mantidas na sombra. Os animais no processo de sucessão ANIMAIS SÃO AFETADOS E AFETAM A SUCESSÃO!!! Decomposição de carcaças (acelera sucessão) Predação de sementes (desacelera sucessão) Predação de vegetação (altera as relações) O que é uma comunidade Clímax? • Quando está no desenvolvimento máximo que as condições físicas daquela região permitem, independente do caminho até ele. • O clímax que leva a um deserto ≠ do clímax de uma floresta Estágio final da sucessão ecológica? É o fim ??? PROCESSO DEMORADO QUE MUITAS VEZES NUNCA CHEGAR A COMPLETAR É um equilíbrio estável, onde os indivíduos que morrem são substituídos um a um. A estrutura da comunidade se mantém relativamente constante. COMUNIDADE CLÍMAX COMUNIDADE CLÍMAX o As comunidades mudam em resposta às mudanças climáticas a longo prazo - clímax um alvo em movimento. o Na prática, as atividades humanas impedem que a maioria das comunidades atinja qualquer estado estacionário – mudança no uso da terra, caça, fogo, espécies invasoras, etc. O conceito clímax sempre foi bastante discutido... Durante a avanço do conhecimento sobre as teorias de Sucessão Ecológica foram criadas duas importantes e antagônicas linhas de pensamento MONOCLÍMAX (Clements 1916) POLICLÍMAX (Tansley 1939) HIPÓTESE DO MONOCLÍMAX Clímax baseado na relação CLIMA – SUCESSÃO Estágio final da Sucessão Ecológica é determinado pela REGIÃO CLIMÁTICA Conceito clássico de Clements (1916) Cada região possui uma única e verdadeira comunidade clímax característica! Independente do processo INICIAL!!! HIPÓTESE DO POLICLÍMAX Conceito Clássico de Tansley (1939) Clímax baseado na relação de muitos fatores Estágio final da Sucessão Ecológica é determinado pela combinação de diversos fatores (clima, condições do solo, topografia, fogo, etc.) Cada região pode possuir diversas comunidades clímax! Depende do processo INICIAL, CONDIÇÕES e RECURSOS! Idéia recente: processo sucessional está acontecendo constantemente... DINÂMICA DE MANCHAS Continuamente abrindo clareiras e iniciando uma sucessão Uma comunidade quando atinge a estrutura relativamente estável = um mosaico de sucessões em miniatura. Muitas manchas em diferentes fases sucessionais - comunidades mais ricas Hipótese da perturbação intermediária (Connell, 1978) • Vários fatores determinam a composição do clímax, como nutrientes do solo, umidade, declividade e exposição. • Fogo é um aspecto importante para muitas comunidades, já que favorece espécies resistentes ao fogo e exclui as que de outra forma dominariam. • Habitats que ficam secos, mas são naturalmente úmidos para produzir e acumular detritos - mantido pelo fogo Comunidades Clímax sobre extremas condições ambientais CERRADO... Pressão de pastagem... • Os campos podem se tomar arbustos através de intensa pastagem. • Os herbívoros podem matar ou danificar gramíneas perenes e possibilitar aos arbustos e cactos invadir – impalatáveis. • Savanas africanas: pastadores se alimentam de diferentes forragens. Mas pastagem gnus estimula o crescimento das plantas que as gazelas preferem e reduz a cobertura da qual os predadores escondem. Clímax transiente... • Sucessão = uma série de mudanças levando a um estado climáxico, determinado pelo ambiente local. • Uma floresta estabelecida muda pouco sua aparência geral (substituição de indivíduos) – nem todos os clímaxes são persistentes. Poças de água sazonais: destroem as comunidades que se estabelecem nos pequenos lagos a cada ano. Sucessão ocorre sempre que surge uma nova oportunidade ambiental = carcaças. Clímax transiente... Grandes carnívoros são devorados por carniceiros e detritívoros. - Espécies grandes e agressivas – spp. menores – spp. se alimentam do tutano do osso - detritívoros -Não tem um clímax porque se dispersam; - Parte de um clímax maior da savana. Importância de conhecer a teoria da sucessão: Recuperação de áreas; Estratégias de Manejo e conservação; Forças que determinam presença/ausência de espécies; Estudos devem considerar perturbações e mudanças ambientais em diferentes escalas de tempo e espaço – mosaicos. FECHANDO... AS COMUNIDADES VEGETAIS E ANIMAIS SÃO DINÂMICAS CONSTANTEMENTE EM MUDANÇA!!
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