aula 4 ecopop metapopulacões

Prévia do material em texto

Metapopulações: 
Conectividade e conservação da 
biodiversidade
Estrutura da aula
• Histórico sobre o tema
• Processos e Conceitos
• Modelos
• Aplicação
População
• População: compreende os 
indivíduos de uma espécie 
dentro de uma área 
determinada em um 
determinado tempo
• População: apresenta um 
comportamento dinâmico. 
Nascimentos, mortes, 
deslocamentos.
Lemur catta
 Parâmetros populacionais
Densidade 
populacional Emigração
Imigração
Mortalidade
Natalidade
Populações
Metapopulações
Metapopulações:
“as populações das populações” 
Richard Levins,1970 
Modelo metapopulações proposto por Levins (1969)
Conceito de manchas + 
movimentação entre manchas
População local é o grupo de indivíduos 
vivendo em uma mesma mancha de 
hábitat
Metapopulações
Conjunto de populações conectadas por indivíduos que se 
movem entre elas (Hanski 1991; 1997)
Cuidado com terminologia: 
Metapopulações
Conjunto de populações e não de 
subpopulações 
(Paglia & Fernandez 2000)
O que caracteriza uma 
metapopulação?
Mancha
• Recursos para persistência
- característica física do ambiente 
- história de vida dos organismos
Migração
Entrada e saída de indivíduos da população local
A B
Afetada pelo hábitat
Freqüência
Persistência da metapopulação - colonizações recorrentes
imigração
colonização
Extinção
Área da mancha
T
a
m
a
n
h
o
 d
a
 
p
o
p
u
la
ç
ã
o
 l
o
c
a
l
Tamanho da 
população local
P
ro
b
a
b
ili
d
a
d
e
 d
e
e
x
ti
n
ç
ã
o
Extinção por estocasticidade ambiental
Extinção por efeito demográfico
t1 t2
t1 t2
Extinção local: todos os indivíduos da população local morrem 
Metapopulações
Distribuição agregada característica intrínseca da espécie
Ranius, T. 2000. Minimum viable metapopulation size of a beetle, Osmoderma eremita, living in 
tree hollows. Animal Conservation 3: 37–43
Besouro Europa
Tamanho: 2-4 cm
Tilia sp.
Em ambientes naturais
Metapopulações
Formação de metapopulações favorecida 
Aumento fragmentação florestal 
Mosaico de habitat
Em ambientes antrópicos
Metapopulações
Reconhecer todas as populações como metapopulações
Perigo!
Como eu diferencio uma População 
de uma Metapopulação?
Habitat fragmentado
Única população: facilidade 
igual de deslocamento 
dentro e entre manchas de 
habitat
Metapopulação: deslocamento 
livre dentro dos fragmentos. 
Entre fragmentos mais difícil. 
Populações diferenciadas porém 
conectadas
População relictual: 
Fluxo de indivíduos 
entre manchas de 
habitat impossível
Deve haver eventos de extinção e recolonização de 
manchas
Populações devem possuir dinâmicas populacionais 
próprias, independentes e não sincrônicas
Características importantes 
de uma Metapopulação
Histórico
Histórico
Ano
N
ú
m
e
ro
 d
e
 c
it
a
ç
õ
e
s
 p
a
d
ro
n
iz
a
d
a
s
 
Fonte: Hanski e Gilpin (1997)
TEORIA DO EQUILÍBRIO DA 
BIOGEOGRAFIA DE ILHAS
MACARTHUR & WILSON 1967
Levins (1969,1970)
Modelo Clássico de dinâmica de Metapopulações
Populações panmítica (todos ind. tem a mesma chance de 
interagir)
Não concedeu status especial de “continente” a nenhuma 
das suas manchas
 Nem sempre as manchas habitáveis são sempre habitadas
dp/dt = mp (1-p) - μp 
dp/dt: proporção de manchas ocupadas num determinado tempo (tamanho da 
metapopulação)
m: taxa de recolonização de manchas vazias 
p: fração de manchas de habitat ocupadas (fornecer colonizadores)
μ: taxa de extinção local de manchas
Manchas vazias propensas a recolonização
Tamanho da metapopulação:
Abordagem do conceito
dp/dt = mp (1 – p) – μp 
Equação logística (Verhulst 1838) Mede a 
velocidade que a população aumenta de 
tamanho em determinado período de tempo
dN/dt = rN (K – N/K) 
Modelo Metapopulações (Levins 1969) Mede a velocidade que o número de 
populações (p: manchas ocupadas) em uma metapopulação aumenta em 
determinado período de tempo
Modelo Clássico de dinâmica de 
Metapopulações
N
K
Tempo t
• Balanço entre extinções locais e colonização
Persistência
Taxa de colonização Taxa de extinção 
Probabilidade de extinção
Disponibilidade de locais desocupados
Probabilidade de colonização
Locais ocupados
Modelo de Levins
Pouca aplicabilidade na natureza:
1- Metapopulações são um conjunto de populações equivalentes 
quanto a probabilidade de colonização e extinção - Colonização e 
extinção não muda com a distância das manchas
2- Manchas de habitat são similares quanto ao tamanho e fisionomia
3- Não existe variação na dinâmica das populações dentro de 
manchas individuais
Modelo Clássico de dinâmica de 
Metapopulações
Modelos alternativos (Harrison 1991)
Modelo Continente-ilha (Boorman & Levitt 1973)
População nuclear maior fonte de 
colonizadores
Populações periféricas menores
Modelos alternativos (Harrison 1991)
Populações em manchas
Movimentação de indivíduos entre 
manchas muito freqüente não há extinção
Modelos alternativos (Harrison 1991)
Metapopulação em desequilíbrio
Não há fluxo de indivíduos entre 
fragmentos – populações relictuais
Combinação de Continente-ilha e populações em manchas
Núcleo formado por pequenas 
populações que nunca se 
extinguem
Modelos alternativos (Harrison 1991)
• Metapopulação fonte e dreno (Pulliam 1988)
B > D / E > I
B < D / E < I
Populações Fonte
B = taxa de natalidade, D = taxa de mortalidade
E = taxa de emigração, I = taxa de extinção
Populações Dreno
Ampliação do Modelo de 
Metapopulações
- Dinâmica local é diferente entre manchas
- Populações podem ocorrer em hábitats não adequados
Metapopulações em equilíbrio
Assincronia na dinâmica local 
Grande quantidade de manchas
Grande quantidade populações locais
Extinção:
Área da mancha
1 - probabilidade de extinção por tempo em 
uma mancha de um dado tamanho
2 - taxa de mudança na probabilidade de 
extinção com aumento da área da mancha
Incidência
encontro
área da mancha isolamento
Modelo de função de incidência - Hanski (1994)
Tamanho da 
população local
P
ro
b
a
b
ili
d
a
d
e
 d
e
e
x
ti
n
ç
ã
o
Colonização:
Distância entre manchas
1- influenciar na distância na taxa de migração
2 - taxa de emigração + densidade populacional
• Manchas 
• Captura-marcação-recaptura
• Hesperia comma
• Reino Unido
Hill et al. 1996. Effects of Habitat Patch Size and Isolation on Dispersal by Hesperia comma
Butterflies: Implications for Metapopulation Structure. The Journal of Animal Ecology, 65:725-735.
Exemplo
69 manchas
Dinâmica de colonização e extinção
Maior extinção em áreas pequenas
Maior colonização próximo a manchas ocupadas (p = 0,032)
ocupado em 1982 e 1991
colonização
extinção
vago nos 2 anos
Colonização
Extinção
988 indivíduos marcados
416 recapturas dentro da mancha
133 moveram entre manchas
Deslocamentos entre manchas de habitat
Fernandez et al. 2003. Reserva Biológica
Poço das Antas-RJ.
Gambá Micoureus demerarae
Metapopulação
Residente nos fragmentos
Baixa captura na matriz
Cada fragmento população diferenciada 
Maioria das recapturas no mesmo 
fragmento
Movimentos de indivíduos entre 
fragmentos
Exemplo
Distância fragmentos: 300m
Tamanho médio: 10 ha
Qual a utilidade da abordagem 
metapopulacional?
• Fragmentos naturais
Capões de mata - Pantanal
• Conservação - Fragmentaçãoflorestal
Conservação de metapopulações
• Para aumentar a persistência
- Manter tamanho metapopulacional mínimo viável 
- Manter quantidade mínima de hábitats adequados
• Para aumentar a conectividade
Corredores ecológicos
Stepping-stones
Baum, K. A. et al. 2004. The matrix enhances the effectiveness of corridors and stepping stones. 
Ecology 85:2671–2676
Alta resistência
Baixa resistência
C
o
lo
n
iz
a
d
o
re
s
 p
o
r 
m
a
n
c
h
a
 
Isolado Stepping-stone Corredor
Aumento da conectividade
FIM