biogeografia de ilhas USP

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Teoria da Biogeografia de Ilhas 
(MacArthur e Wilson, 1963;1967) 
 
 
Teoria da Evolução 
 (Charles Darwin, 1859) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Teoria de Tectônica de Placas 
(Wegener, 1915) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Teoria dos Redutos e Refúgios Florestais na América do Sul 
 (Haffer, 1969/1974; Ab’Sáber e Vanzolini, 1970) 
 
Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular 
(MacArthur & Wilson, 1963;1967) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. A Teoria do Equilíbrio da Biogeografia 
Insular (TEBI) e a Biogeografia 
- Compreensão dos processos que auxilíam o entendimento 
da distribuição das espécies no tempo e no espaço (objeto 
da biogeografia). 
- Compreensão dos mecanismo de manutenção 
de espécies em ambientes reduzidos e isolados 
(objeto da conservação de paisagens 
fragmentadas) 
2. Ilhas, Por Que Estudá-las? 
Ilhas – 3 classificações: Oceânicas, Continentais e “Ambientais” 
 
A) Ilhas Oceânicas: surgem nos oceanos como resultado da atividade 
vulcânica ou do crescimento de formações coralígenas. 
Ex: Fernando de Noronha. 
 
Surgem sem formas de vida e precisam ser colonizadas. 
 
 
B) lhas Continentais 
 
Porções que se destacaram do continente em épocas mais ou menos 
remotas. 
Ex: Ilha Anchieta. 
 
Já estiveram em contato com o continente e suas formas de vida. 
 
 
 
 
 
c) “Ilhas Ambientais” 
 
Qualquer área natural isolada por uma ambiente diferente. 
 
Ex: topos de montanhas, lagos, fragmentos de mata cercados por 
atividade agropecuária como o P.E Morro do Diabo. 
 
 
Representam em menor escala os fenômenos biológicos que 
ocorrem no continente. 
 
Ilhas, topos de montanhas, fontes, lagos e cavernas 
são ideais para experimentos naturais. 
 
 
2. Ilhas, Por Que Estudá-las? 
- são bem definidas 
- possuem menos ambientes 
que os continentes 
- isoladas 
- numerosas 
 
 
Ilhas e arquipélagos são, em muitos aspectos, microcosmos do 
resto do mundo. 
 
São sistemas ecológicos e muitos sistemas ecológicos possuem 
atributos de ilhas 
(Losos e Ricklefs, 2010) 
 
 
 
 
2. Ilhas, Por Que Estudá-las? 
- Desde o tempo de Darwin, ilhas são laboratórios para o estudo da 
evolução. 
 
 
 
 
 
 
 
(história da colonização, teste de hipóteses entre competição e
 adaptação, imigração e extinção) 
2.1. As ilhas e as espécies 
2.1. As ilhas e as espécies 
2.1. As ilhas e as espécies 
2.1. As ilhas e as espécies 
2.1. As ilhas e as espécies 
3. A Teoria Do Equilíbrio da Biogeografia de 
Ilhas – TEBI - (MacArthur e Wilson, 1963;1967) 
3.1 Cenário Histórico 
3.2 Antecedentes da TEBI 
3.3 A Teoria 
3.4 Biogeografia Experimental 
3.5 Pontos Fracos e Fortes 
 
3.1. Cenário Histórico: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Edward Osborne 
Wilson 
Robert H. 
 MacArthur 
3.1. Cenário Histórico: 
MacArthur e Wilson 
Afastam-se da abordagem 
clássica, estática e histórica 
No início do século XX: 
busca por modelos de 
equilíbrio dinâmico; 
Explicações para reações 
químicas, regulação 
térmica do corpo e a 
dinâmica das populações. 
 
Buscam explicações 
ecológica abrangentes. 
3.2 Antecedentes da TEBI 
“Ilhas são laboratórios lógicos da biogeografia e evolução. Existem 
milhares delas, por exemplo, as dez mil ilhas da Baía da Flórida. Existem 
diversos arranjos de fauna e flora isolados vivendo nelas. Cada uma é 
um experimento esperando por análise da ecologia e evolução” 
(Wilson, 2010) 
3.2 Antecedentes da TEBI 
“Mostrei a MacArthur um conjunto de curvas área-espécie que havia 
coletado incluindo dados de formigas da Melanésia. Naquele tempo 
discutia-se sobre ilhas como saturadas (equilibradas) ou não saturadas 
(abaixo do equilíbrio). Logo MacArthur surgiu com as curvas cruzadas de 
taxas de imigração e extinção de espécies em ilhas, onde o cruzamento 
representava o nosso ponto de equilíbrio!” (Wilson, 2010) 
Padrões Insulares 
 
A Teoria do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas (TEBI) de MacArthur e 
Wilson (1963,1967) foi desenvolvida para explicar dois padrões gerais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.3 A Teoria (TEBI) 
2- a tendência da diminuição de espécies com o isolamento. 
 (Relação Espécie X Distância) 
1- a tendência do aumento do número de espécies com o 
aumento da área das ilhas, 
 (Relação Espécie X Área). 
A inovação de MacArthur e 
Wilson foi propor uma teoria 
unificadora para explicá-los. 
 
Relação espécies/área para as angiospermas da Inglaterra, 
(Williams & Began). 
 
 
Relação Espécie-Área 
 
 -O número de espécies tende a aumentar com o aumento da área. 
 
 
 
Está relacionada diretamente às taxas de extinção de 
espécies, pela competição dos espaços de vida. 
 
Relações Espécie-Isolamento 
 
- Desde 1800 conhecia-se o fato de que o número de espécies 
tende a diminuir conforme o isolamento de um local. 
 
Está relacionado diretamente ao potencial de dispersão 
das espécies e, conseqüentemente, às taxas de imigração. 
 
Retorno das espécies (turnover) – Renovação 
 
- É a taxa de renovação (troca), dada pela constante chegada de 
espécies. 
 
 
 
3.3 A Teoria (TEBI) 
 
Parênteses: 
O Fenômeno de Krakatoa 
K
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a
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 R
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(I
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) 
1883 - Erupção e extinção total 
1884 - 1 aranha 
1887 – 24 espécies de plantas 
1933 – 271 espécies de plantas 
30 aves marinhas (o mesmo) 
30% das plantas já eram diferentes da comp. inicial 
Com base no fenômeno de Krakatoa, MacArthur e Wilson observaram 
que o número de espécie de aves aumentou rapidamente poucos anos 
após o extermínio total da vida nessas ilhas pelo erupção vulcânica. 
 
O número total de espécies permaneceu relativamente constante, apesar 
das mudanças na composição da avifauna. Existindo uma taxa de 
renovação (turnover) constante. 
Dispersão de Espécies: 
O organismos se dispersam pelas mais variadas formas e 
estratégias, ativamente ou passivamente. Organismos dispersores 
possuem adaptações que os permitem alcançar ilhas distantes. 
 
Hipóteses para dispersão a longa distância: 
 
- Pontes (‘landbridge”) entre o continente. 
- - Grandes ilhas de vegetação flutuantes com árvores e até pequenos 
mamíferos já foram avistadas a várias milhas dos continentes 
3.3 A Teoria (TEBI) 
 
Retomando, 
 
 
O Modelo de Processo de Colonização de Ilhas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Área Fonte 
O que ocorre com uma ilha oceânica recém formada? 
1º momento 
 
Imigração
número de espécies
Ta
xa
Extinção
número de espécies
Ta
xa
 Ilha sendo colonizada 
 
 
1º Momento: 
Alta taxa de imigração 
 
 
 
1º momento: 
Baixa velocidade de extinção 
 
 
 
Área Fonte 
2º momento 
 Ilha colonizada 
 
Extinção
número de espécies
ta
xa
A velocidade de colonização 
 cai drasticamente. 
 
 
 
Enquanto a velocidade de 
extinção sobe na mesma 
proporção. 
Ponto de Equilíbrio 
 
 
 
 
 
 
 
“O número de espécies chegará ao equilíbrio (S) quando a extinção 
for balanceada pela imigração”(Wilson e MacArthur, 1963/1967) 
No equilíbrio, o número 
de espécies deve ser 
constante; 
O número de espécies de 
uma ilha continua o 
mesmo ao longo do 
tempo, embora a 
composição específica 
possa variar; 
Um certo número de 
espécies está 
continuamente sendo 
extinta nas ilhas. 
Ponto de Equilíbrio (tendências) 
Diferentes Distâncias – (Taxa de imigração) 
 
Diferentes Distâncias – (Taxa de imigração) 
 
Quanto maior a distância de uma 
 ilha em relação à área fonte, menor 
será o fluxo de imigração. 
Diferentes Áreas. (Taxa de extinção) 
Diferentes Áreas. (Taxa de extinção) 
Quanto menor for a área, 
maior será a chance 
de extinção. 
 
 
 
 
MacArthur e Wilson (1963, 1967) com base na relação espécie-
área, a relação espécie-isolamento e a renovação (turnover) de 
espécies, propuseram que: 
 
3.3 A Teoria (TEBI) 
O número de espécies que habita uma ilha 
representa um equilíbrio dinâmico entre as taxas 
opostas de imigração e de extinção. 
3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental 
3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental 
“A melhor abordagem para a biogeografia de ilhas experimental, 
pensei, seria começar com muitas ilhas pequenas, ecologicamente 
similares, mas variando em área e distância, depois torná-las miniaturas 
de Krakatoas, ou seja, achar um jeito de eliminar a fauna e depois 
seguir o processo de recolonização” (Wilson , 2010) 
3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental 
“Em dois anos o numero de espécies em todas as ilhas havia retornado para os 
níveis pré-exterminação. A ilha mais distante (E1) que tinha um baixo número de 
espécies, como esperado retornou ao mesmo nível. Assim a existência de um 
equilíbrio de espécies foi demonstrada” (Wilson, 2010) 
No entanto, em um nível incrível, 
a composição de espécies diferia 
antes e depois e da defaunação 
(Simberloff e Wilson, 1971). 
Pontos Fracos 
- Muitas ilhas podem não estar em equilíbrio independentemente 
das taxas de colonização e extinção, por causa de fatores como: 
origem da ilha e processos de ocupação humana. 
- Podem existir diversas fontes, incluindo a dispersão sobre as 
águas, de outras ilhas, conexões pretéritas e especiação endêmica 
na ilha, o que tornaria o modelo mais complexo. 
- As áreas das ilhas são relativas: ilhas montanhosas podem ser 
muito diferentes em número de habitat em relação a ilhas planas. 
3.5 Pontos Fracos e Fortes 
Pontos Fracos 
- Pouco conhecimento sobre as formas precisas das curvas de 
extinção e de imigração, dificultando as previsões numéricas. 
- Simples distinção entre imigração e extinção. 
- Um equilíbrio perfeito entre imigração e extinção pode nunca 
ser alcançado, mas esta suposição nos capacitou a fazer 
previsões novas e válidas, o conceito de equilíbrio é útil. 
Pontos Fortes: 
- Auxiliou no estímulo de novas ideias, juntando a biogeografia 
tradicional à ecológica 
- O modelo é simples e acessível a pessoas sem profundos 
conhecimentos matemáticos 
- As previsões do modelo são claras e testáveis 
- O modelo prevê tendências (acréscimo e decréscimo) no número 
de espécies e nas taxas de retorno em diferentes ilhas, que podem 
ser testadas com simples listas de espécies de tempos diferentes. 
“Estou muito contente que essa 
pesquisa (Teoria da Biogeografia 
de Ilhas) não tenha se tornado 
totalmente obsoleta. O que nós 
descobrimos e dissemos em 1960 
apresenta-se, geralmente, como 
verdade. E isso é o melhor que 
qualquer cientista pode esperar.” 
(Wilson, 2010) 
4 Aplicações no Planejamento Ambiental 
- Estimulou o desenvolvimento de novas teorias: 
- Teoria de Metapopulações 
- Ecologia de Paisagem 
- Transposição do entendimento de ilhas para 
fragmentos florestais 
A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970) 
A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970) 
O estudo de ilhas pode trazer um melhor entendimento sobre a 
relação área e biodiversidade 
 
 
juntamente com estudos sobre área mínima e efeito de borda 
pode dar valiosa contribuição para a conservação de ecossistemas 
artificialmente fragmentados, como parques e reservas 
continentais. 
 
4 Aplicações no Planejamento Ambiental 
Efeito de Borda 
 Resultado da separação de duas áreas de um 
ecossistema por uma transição abrupta. 
 (Laurance, 1997). 
 
– alterações abióticas 
– alterações bióticas 
 
Efeito de Borda – resultado da separação de duas áreas de um 
 ecossistema por uma transição abrupta. 
 
 Efeitos físicos – mudança nos ventos, penetração de luz, 
 temperatura e umidade. 
 
 Efeitos biológicos – proliferação de vegetação secundária, 
 invasão de vegetação e animais generalistas e alteração dos 
 processos ecológicos (Laurance, 1997). 
 
 
Forma – A forma é importante por indicar qual fração está 
 sujeita ao efeito de borda. 
 Em fragmentos arredondados a razão borda/interior é baixa, ao 
 contrário de fragmentos alongados (Vianna, 1990). 
 
Conectividade – Caracteriza a capacidade de uma paisagem de 
 facilitar ou impedir movimentos entre manchas florestais, 
 favorecendo a troca de organismos e genes entre as populações 
 (Taylor et al, 1993) 
SLOSS 
Some Large or Several Small? 
Diamond, 1975 
4 Aplicações no Planejamento Ambiental 
Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos 
 Florestais (PDBFF) 
Aplicações no planejamento ambiental 
 
O entendimento dessas relações são fundamentais como subsídios 
pra o estudos sobre o desenho da conservação. 
 
4 Aplicações no Planejamento Ambiental 
Unidades de conservação têm sido criadas, mas com pouco 
conhecimento sobre as relações entre a área e a diversidade 
de espécies, bem como a área mínima para a sua 
conservação. 
 (Angelo Furlan, 1992, 1996) 
Bibliografia 
 
 
BROWN J. H. & LOMOLINO M. V., Biogeografia, 2006 
 
CARBONARI, M. P., Ecossistema Insular: importância de seu 
estudo, in: Caderno de Ciências da Terra, 1981. 
 
FURLAN S. A., As Ilhas do Litoral Paulista: turismo e áreas 
protegidas, in: Ilhas e Sociedades Insulares, org. Antônio Carlos 
Diegues, 1997. 
 
ZUNINO M. & ZULINI A., Biogeografía: la dimensión espacial de la 
evolución, 2003. 
 
LOSOS J. B & RICKLEFS R. E., The Theory of Island Biogeografy 
Revisited. 2010.