AULA 12 e 13_EcoCOM_diversidade, disturbios, resist. e resil. e sucessao

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA 
Departamento de Ciências Humanas e Tecnologias 
Campus XXIV – Professor Gedival Sousa Andrade 
 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DE PESCA 
 
 
 
 
 ECOLOGIA GERAL 
Professora: Taiana Guimarães Araujo 
E-mail: taianagaraujo@gmail.com 
 
 
 
 
ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
EMENTA 
 Ecologia de comunidades e relações interespecíficas: 
 Introdução: 
 O que é e o que estuda? 
 Fronteiras entre comunidades e os conceitos de ecótono e continuum; 
 Principais tipos de relações interespecíficas (positivas e 
negativas): 
 Competição, dominância, exclusão competitiva e coexistência; 
 Predação; 
 Simbiose ou mutualismo. 
 Relações tróficas  teia trófica; 
 Espécies-chave e os conceitos de controles “top-down” e “bottom-up”; 
 Diversidade: a propriedade emergente do nível de comunidade; 
 Distúrbio/perturbações e os conceitos de resistência e resiliência; 
 Sucessão ecológica. 
 
 
 ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
 
DIVERSIDADE: a propriedade emergente do 
nível de comunidade 
Diversidade – o que é? 
 A diversidade de espécies ou biodiversidade ou riqueza específica é 
definida como o conjunto de todas as espécies e seres vivos de uma 
determinada comunidade, levando em consideração tanto critérios 
evolucionários (filogenética), quando critérios ecológicos (função); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade – como medi-la? 
 Para se determinar a diversidade específica de uma comunidade deve-
se levar em consideração a abundância e a equitabilidade desta 
comunidade. 
 Abundância densidade de indivíduos de uma mesma espécie 
(quantidade de indivíduos de uma população); 
 Equitabilidade (= uniformidade) descreve a proporção dos indivíduos de 
cada uma das espécies presentes em uma comunidade em relação ao total 
de indivíduos desta mesma comunidade. Assim, quanto mais homogêneo/ 
uniforme for o número de indivíduos por espécie, maior a equitabilidade. 
 
 Quanto mais abundantes e equitativamente distribuídas forem as 
espécies de uma comunidade, mais diversa ela será. 
 
Diversidade – como medi-la? 
 No entanto, em geral, é reconhecida a dominância de uma ou poucas 
espécies mais típicas ou mais abundantes; 
 
 A dominância ocorre quando há grande abundância de uma ou poucas 
espécies (seja por serem competitivamente mais fortes, ou por serem 
espécies oportunistas, ...), em detrimento da abundância de muitas 
outras; 
 
 Quando se observa a dominância de 
uma ou poucas espécies em uma 
comunidade há queda nos índices de 
equitabilidade e, consequentemente, 
cai também a diversidade específica 
nessa comunidade. 
 
 
 
Diversidade – como medi-la? 
 Umas poucas espécies são muito abundantes (numericamente 
dominantes) e a maioria das outras é representada por poucos 
indivíduos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade – causas da diversidade biológica 
 O tempo geológico: quanto mais longa a história evolutiva de um 
ambiente, maior a diversidade que este ambiente poderia 
potencialmente suportar; 
 
 No caso de áreas tropicais, a ausência das perturbações pleistocênicas 
(da era pleistocênica) como explicação histórica para a elevada 
biodiversidade tropical; 
 
 A heterogeneidade espacial como indutora de um maior número de 
habitats e nichos potenciais (Mac Arthur, 1960) 
 
 A intensificação das interações competitivas, supostamente mais 
evidentes ao longo da história evolutiva de regiões tropicais, forçaria o 
deslocamento e redução dos nichos, aumentando a diversidade das 
comunidades 
 
 A predação, supostamente mais comum nos trópicos, manteria as 
populações em baixas densidades, impedindo a exclusão de espécies 
com menores habilidades competitivas (Paine, 1966) 
Diversidade – o que a influencia? 
 A diversidade tende a ser maior em direção ao Equador ou áreas 
subtropicais, tanto em ambientes continentais como marinhos rasos 
Diversidade – o que a influencia? 
 A diversidade tende a ser maior em habitats mais heterogêneos  maior 
disponibilidade de nichos ecológicos (ou funcionais) potenciais. 
Diversidade – o que a influencia? 
 A diversidade está correlacionada com a entrada total de energia nos 
sistemas ecológicos. 
Fundamentação hipotética: 
 Mais energia no sistema 
poderia ser compartilhada 
por mais espécies; 
 Maiores densidades 
populacionais reduziriam a 
taxa de extinção. 
Diversidade e estabilidade da comunidade 
 MacArthur (1956) sugeriu que quanto maior o número de espécies em 
uma rede trófica, mais “estável” seria a comunidade frente a 
perturbações, em função do maior número de vias alternativas para o 
fluxo de energia; 
 
 “Evidências” adicionais: instabilidade de sistemas simples de 
predadores-presas; vulnerabilidade de monoculturas; vulnerabilidade da 
fauna de ilhas às invasões biológicas; 
 
 O conceito de MacArthur foi generalizado para as comunidades e 
ecossistemas e se tornou um dos carros-chefe do conservacionismo 
mundial. 
 
Diversidade e estabilidade da comunidade 
 A hipótese de que a diversidade está relacionada com a estabilidade dos 
sistemas biológicos é na verdade uma metáfora poderosa, que exerce 
uma atração de natureza estética, acentuando a presumida unicidade da 
natureza e sua sensibilidade a pequenas alterações 
 
 Existem autores que argumentam contra essa idéia: Gardner e Ashby 
(1970) e May (1972), por exemplo, sugeriram que a ¨estabilidade¨ de 
modelos teóricos de redes tróficas tende, na verdade, a diminuir à 
medida que novas espécies são adicionadas; 
 
 O que sabemos hoje é que esta relação é muito mais complexa do que 
se supunha, dependendo não apenas do número de espécies, mas 
também do número de conexões por espécie e da intensidade das 
interações entre espécies 
Diversidade e estabilidade da comunidade 
 Diversidade em diferentes biomas: 
Floresta tropical 
Recife de coral 
Ambientes de água 
doce 
Semiárido 
(Caatinga) 
 
 
 ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
 
Distúrbio/perturbações e os conceitos de 
resistência e resiliência 
O conceito de perturbação ou distúrbio 
ambiental 
 Quaisquer eventos que ajam diretamente sobre os indivíduos ou 
sua base de recursos, matando-os ou afetando-os de alguma 
maneira; 
 
 Caracterizam-se pela natureza, extensão espacial, intensidade, 
frequência e previsibilidade; 
 
 Perturbações físicas e biológicas e suas escalas espaciais; 
 
 Perturbações recorrentes e o desenvolvimento de respostas 
adaptativas. 
 
Distúrbios, heterogeneidade ambiental e 
diversidade 
 Nível baixo de perturbação: monopolização dos recursos pelas 
espécies dominantes  prejuízo para as espécies mais 
sensíveis e benefício para as espécies que já eram 
competitivamente mais fortes  queda da biodiversidade; 
 Nível intenso de perturbação: podem levar à exclusão da vida  
queda da biodiversidade; 
 Nível intermediário de perturbação: uma comunidade se torna 
um mosaico de habitats fragmentados  evita a dominância 
continuada de uma ou poucas espécies (há contínua alternância 
da espécie dominante) e aumenta o número de nichos 
ecológicos  aumento da biodiversidade. 
Resistência de uma comunidade 
 A resistência de uma comunidade é a capacidade dessa 
comunidade em manter o seu estado de equilíbrio frente a 
distúrbios; 
 
 Pode também ser entendida como a quantidade de perturbação 
que um sistema pode suportar sem mudar para um estado 
alternativo de equilíbrio; 
 
 Em geral, sistemas mais RESISTENTES são aqueles já 
acostumados a distúrbios ougrandes modificações (sazonais ou 
cíclicas): 
 
 Ex.: comunidades de climas temperados e polares  grande 
variações de fatores ambientais entre as estações do ano 
Resiliência de uma comunidade 
 Resiliência é o tempo de retorno a um estado estável após uma 
perturbação/distúrbio. 
 Para muitos ecólogos, a resiliência de um sistema resulta do 
número de espécies ou processos substitutivos que podem 
desempenhar funções similares dentro do sistema (grande 
redundância devido à multiplicidade de grupos funcionais); 
 Assim, em geral, os sistemas mais RESILIENTES localizam-se 
onde há maior biodiversidade  maior quantidade de vias 
alternativas para o fluxo de energia, para o caso de um distúrbio 
afetar/interromper a via principal. 
 Em geral, quanto mais próximo ao equador, maior a 
biodiversidade  maior a resiliência das comunidades. 
EQUADOR 
TRÓPICO DE 
CAPRICÓRNIO 
TRÓPICO DE 
CÂNCER 
A resistência das 
comunidades frente a 
distúrbios tende a 
aumentar em direção 
aos polos (climas 
naturalmente mais 
variados) 
A reseliência das 
comunidades, após um 
distúrbios, tende a 
aumentar em direção ao 
equador (aumento da 
diversidade e maior 
heterogeneidade 
ambiental) 
 
 
ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
 
Sucessão Ecológica 
Sucessão ecológica 
 O que é? 
 
 Por que ocorre? 
 
 Como / de que forma ocorre? 
 
SUCESSÃO 
 
 Com base no que já discutimos em sala, o que vocês acham 
que acontece após um grande distúrbio numa dada 
comunidade? 
 Como ela irá reagir? 
Sucessão ecológica - por que ocorre? 
 Em geral, o processo de sucessão ecológica tem início após a 
ocorrência de um distúrbio/ perturbação que tenha causado 
desestabilização da comunidade, como por exemplo: 
 Acentuadas mudanças ambientais; 
 Chegada de espécies exóticas à comunidade; 
 Desastres naturais: furacões, tsunamis, queimadas, enchentes, a 
queda de uma grande árvore numa floresta densa, etc; 
 Desastres antrópicos (Ex: derramamentos de óleo num 
ecossistema aquático). 
 
 
E agora? 
IMAGENS DE DISTURBIOS 
 
VULCOES 
ENCHENTES/TSUNAMIS 
PASSAGEM DE FRENTES FRIAS 
DERRAMAMENTO DE ÓLEO 
INVASÃO POR ESPÉCIES EXÓTICAS 
O INVERNO 
Sucessão ecológica 
 Após distúrbios, as comunidades sofrem um processo de recuperação 
conhecido como sucessão, a qual descreve a sequência de espécies e 
grupos de espécies que surgem em vários momentos desde uma 
perturbação. 
 
 
 As espécies pioneiras aparecem no início da sequência de recuperação 
e são capazes de tolerar condições muitas vezes adversas. 
 
 
 As espécies sucessionais subsequentes ou possuem crescimento mais 
lento ou só aparecem depois que as condições adversas iniciais foram 
modificadas pela espécies pioneira. 
Sucessão ecológica 
 A trajetória seguida pela sucessão ecológica pode ser bastante variável 
e depender de alguns fatores como: 
 a chegada de espécies particulares no sistema; 
 o método de manejo imposto; 
 ou a sequência de eventos climáticos e perturbações ocorridas 
durante o processo de recuperação. 
 
 
 O sistema / a comunidade pode atingir um estado a partir do qual 
apenas pequenas mudança ocorrem. Este estado é conhecido como 
estado estável alternativo, o que significa que o ecossistema 
desenvolveu uma estrutura ou composição relativamente estável, mas 
que é diferente do que estava presente antes da perturbação. 
Como ocorre? 
SUCESSÃO ECOLÓGICA APÓS DISTÚRBIOS 
 
 Começa pela colonização de uma área alterada (i.e., que sofreu algum 
distúrbio/perturbação) por parte de espécies capazes de tolerar suas 
duras/difíceis/muito novas condições ambientais; 
 
 Em sua maior parte essa colonização inicial é feita por espécies 
oportunistas (muitas delas “r” estrategistas), que se aferram ao terreno 
durante um período de tempo variável. No entanto, como vivem pouco 
tempo e não são boas competidoras, acabam sendo substituídas por 
espécies mais competitivas e de ciclo de vida mais longo; 
 
 Com o tempo a comunidade chega a um estado chamado clímax, no 
qual toda mudança posterior se produz muito lentamente, e o lugar fica 
dominado por espécies de longa vida e elevada competitividade. 
 
Como ocorre? 
SUCESSÃO ECOLÓGICA APÓS CHEGADA DE ESPÉCIES EXÓTICAS 
 
 A sucessão é compreendida por duas fases distintas: 
 1ª fase: A invasão  introdução de elementos da nova 
comunidade no ambiente ainda dominado pela comunidade 
anterior e a consequente luta pela hegemonia/dominância nesse 
espaço; 
 2ª fase: A sucessão  constitui a vitória da nova comunidade e a 
afirmação de sua hegemonia/dominância 
Sucessão ecológica 
NO ENTANTO A SUCESSÃO PODE OCORRER MESMO NA AUSÊNCIA 
DE IMPACTOS 
 
 Alterações naturais e graduais do ambiente que vão sendo 
acompanhadas por alterações na composição das comunidades  são 
mais difíceis de serem detectadas; 
 
 As comunidades apresentam um equilíbrio dinâmico, de modo que as 
espécies que as compõem não são sempre as mesmas. Isto se vê 
refletido nas mudanças gradativas das comunidades vegetal e animal 
com o passar do tempo, fenômeno conhecido como sucessão. 
 
 Nessa outra linha de raciocínio, a sucessão ecológica pode ser 
entendida como o processo que implica na substituição progressiva de 
uma comunidade vegetal ou animal por outra mais apta, visto que o 
ambiente está em constante mudança (equilíbrio dinâmico). 
 
Classificação dos processos sucessionais 
 Quanto às forças que direcionam o processo: 
 Sucessão alogênica: direcionamento das mudanças por forças 
externas ao sistema (incêndios, tempestades, processos geológicos); 
 Sucessão autogênica: mudanças ocasionadas por processos 
biológicos internos ao sistema; 
 
 Quanto à natureza do substrato na origem do processo: 
 Sucessão primária: em substratos não previamente ocupados. Ex.: 
afloramentos rochosos, exposição de camadas profundas de solo, 
depósitos de areia, lava vulcânica recém solidificada; 
 Sucessão secundária: em substratos anteriormente já ocupados por 
uma comunidade e, consequentemente, contêm matéria orgânica viva 
ou morta. Ex: clareiras, áreas desmatadas, fundos expostos de corpos 
de água, etc 
 
 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
 
 Substrato original: depressão em superfície rochosa, preenchida 
pela água da chuva. 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
Sucessão ecológica 
EXEMPLO HIPOTÉTICO DE UMA SUCESSÃO PRIMÁRIA: 
 
 Clímax: comunidade que expressa o máximo de desenvolvimento 
possível do ecossistema sob as condições do local em que a sucessão 
ocorreu. 
 
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 
 Aulas do professor do curso de Oceanografia da UFPR, Dr. Paulo da 
Cunha Lana. 
 BEGON, Michael; HARPER, John L.; TOWNSEND, Colin R. Ecologia: 
de indivíduos a ecossistemas. 4ª ed., Artmed, 2007. 
 ESTEVES, Francisco A. Fundamentos de limnologia. 3ª ed. Rio de 
Janeiro: Interciência, 2011. 790 p. 
 LEVIN, Simon (ed.). The Princeton Guide to Ecology. Princeton 
University Press, e-Book. 2009. 809 p. 
 RICKLEFS, Robert E. A economia da natureza. 6ª ed., Guanabara 
Koogan. 2010. 572 p. 
OBRIGADA e 
BOA TARDE !!!