Aula10 Especies chave, engenheiras, invasoras

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Ecologia de Ecossistemas
Prof. Sandra Muller
Espécies-chave, engenheiras e invasoras
1
Espécies-chave
Espécies-chave
Forte grau de interação com uma ou mais espécies
Espécies cuja remoção resulta em um impacto significativo na comunidade
Propagação em toda a teia alimentar
Pode levar à extinção ou à modificação na abundância de diversas espécies
Espécies-chave são aquelas cujo impacto é desproporcionalmente grande em relação à sua abundância (Power et al. 1996)
algumas espécies são mais intimamente ligadas entre si do que outras
3
Espécies-chave
Produtores seriam espécies-chave?
O conceito não se aplica necessariamente a espécies “indispensáveis” ou dominantes na teia alimentar
Enquanto todas as espécies influenciam até um certo grau a estrutura das suas comunidades, algumas são muito mais influentes do que outras
Gastrópode
(Thais)
Algas: Porphyra, Endocladia, Rhodomela, Coralina
Pisaster
Predador chave (Paine, 1966)
Estrela-do-mar (Pisaster) em costão rochoso
Coexistência de 15 espécies 
Mexilhão (Mytilus)
Chitons
(3 spp)
Craca (Mitella)
Cracas
(3 spp)
Limpets
(2 spp)
6
Mexilhão (Mytilus)
Chitons
(3 spp)
Craca (Mitella)
Cracas
(3 spp)
Limpets
(2 spp)
Thais
Algas: Porphyra, Endocladia, Rhodomela, Coralina
Efeito da competição: Extinção de 7 espécies 
Experimento
Predador chave (Paine, 1966)
Estrela-do-mar (Pisaster) em costão rochoso
Pisaster
7
São espécies com uma influência no fluxo energético e na composição da comunidade maior do que seria o previsto, levando em conta a sua abundância ou biomassa.
Intensidade das interações
Para verificar o efeito de uma espécie sob uma rede trófica são necessários experimentos de remoção ou adição de espécies;
E a influência de uma espécie (removia/adicionada) sob outra pode ser avaliada por:
Intensidade per capita = ln (C/E)/I
Onde:
C= número de indivíduos-alvo na presença da sp. interativa
E= número de indivíduos-alvo na ausência da sp. interativa
I= número de indivíduos interativos
ln= logaritmo natural
Outro exemplo
Predadores topo.
Estes & Duggins 1995 
11
Outro exemplo
Predadores topo.
50% Lontra-marinha
Derramamento de ólheo no Alasca
Estes & Duggins 1995 
12
Outro exemplo
Predadores topo.
50% Lontra-marinha
Derramamento de ólheo no Alasca
Estes & Duggins 1995 
13
Outro exemplo
Predadores topo.
50% Lontra-marinha
Derramamento de ólheo no Alasca
- de florestas de macroalgas
Estes & Duggins 1995 
+ ouriços-do-mar
14
Espécies engenheiras
Espécies engenheiras
São organismos que direta ou indiretamente modulam a disponibilidade de recursos (para eles próprios ou para outras espécies), causando mudanças no estado físico de materiais bióticos ou abióticos. 
Modificam, mantêm e/ou criam habitats.
Alteram a distribuição e abundância de espécies 
Engenharia de ecossistemas
Hastings et al. (2007) Ecol. Letters 10
Espécies engenheiras
Engenheiros alogênicos: modificam o ambiente pela transformação de materiais existentes
Engenheiros autogênicos: modificam o ambiente através de suas próprias estruturas físicas
Engenheiro alogênico - castor
Espécies-chave e engenheiras
Engenheiro alogênico - humanos
Engenheiro autogênicos – árvores e lianas
Criam habitats para outros organismos
Algumas espécies dominantes atuam como engenheiras no ambiente
Engenheiro autogênicos – Gravatá?
Criam habitats para outros organismos
+ Umidade e infiltração de água no solo;
+ Heteroneidade nos campos = habitat Araneae
+ Proteção à herbivoria;
ALTA:
Facilitação 
BAIXA:
Facilitação 
MÉDIA:
Competição
Intensidade de pastejo
Engenheiro autogênicos – Gravatá?
Criam habitats para outros organismos
Facilitação
Competição
Conceito
Processo
Produto ou motor da degradação?
Exemplos 
Legislação local
Espécies invasoras
Espécies exótica x invasora
Espécie EXÓTICA: espécie que não ocorreria naturalmente em uma dada região geográfica sem o transporte humano (intencional ou acidentalmente) para a nova região
Espécie NATURALIZADA: espécies exóticas que conseguem se reproduzir no local onde foram introduzidas, de modo a estabelecer uma população autoperpetuante sem a necessidade da intervenção humana direta, mas que não se dispersam para longe do local de introdução
Espécies invasoras
Espécie INVASORA: espécie exótica capaz de se reproduzir e dispersar em uma área não-nativa, afetando e reduzindo populações de espécies nativas e evitando a recolonização dessas espécies;
Nem todas as espécies exóticas que se estabelecem num novo ambiente, de fato persistem e se espalham amplamente produzindo consequências indesejadas;
Impacto de espécies invasoras
Sobre a biodiversidade
Impactos econômicos
Patógenos em animais, plantas e humanos
Economia: custo das invasões biológicas para a economia apenas dos USA é estimado como superior a US$ 100 bilhões anualmente (Simberloff & Rejmanek, 2011)
Impacto de espécies invasoras
Sobre a organização biológica: 
Podem diminuir a diversidade em escalas locais assim como alterar a produtividade de ecossistemas;
Braquiaria no 
Cerrado
Espécies invasoras
Características funcionais propiciam o comportamento invasivo
Alocação de biomassa, taxa de crescimento e fitness
Características do ambiente são importantes
Invasibilidade
Distúrbios podem ser precursores de invasão
Alteram estrutura de habitat e disponibilidade de recursos
Invasão é especialmente importante em ilhas
Alto potencial de causar extinção de espécies
Espécies invasoras
Espécie classificada como invasora em um local, pode não ser em outro
Schinus terebinthifolius (aroeira-vermelha) é nativa do Brasil e invasora nos EUA
Psidium cattleianum (araçá) é nativa do Brasil e invasora no Havaí (EUA)
“Worst plant pest in Hawai”
(Richardson et al. 2000)
Um esquema para diferenciar exóticas casuais de naturalizadas ou invasoras
34
Fases e processo
35
Por que ficaram tão comuns?
Fases do processo de invasão
Modelo conceitual das invasões de plantas: Importância relativa das características das espécies (conferindo potencial de invasão), características do habitat (declinando a possibilidade de invasão nas fases tardias) e pressão de propágulo (promovendo a invasão por plantas) são indicadas pelas pelas mudanças de proporções das áreas respectivas. 
Abreviações são: C, competidor, S, estresse-tolerante, R, ruderal (Grime 2001).
Frequencia de espécies em nova gama (range)
Fases do processo de invasão
Modelo conceitual das invasões de plantas: Importância relativa das características das espécies (conferindo potencial de invasão), características do habitat (declinando a possibilidade de invasão nas fases tardias) e pressão de propágulo (promovendo a invasão por plantas) são indicadas pelas pelas mudanças de proporções das áreas respectivas. 
Abreviações são: C, competidor, S, estresse-tolerante, R, ruderal (Grime 2001).
Frequencia de espécies em nova gama (range)
Modelo conceitual da invasão de plantas: Variações nas condições de habitat tanto em escalas locais (onde deve haver uma sobreposição temporal entre a fase primária e secundária) e em escalas regionais ou continentais (ex: gradientes latitudinais, onde a segunda fase provavelmente é separada da primeira).
(Dietz & Edwards 2006)
Fases do processo de invasão
Modelo conceitual das invasões de plantas: Importância relativa das características das espécies (conferindo potencial de invasão), características do habitat (declinando a possibilidade de invasão nas fases tardias) e pressão de propágulo (promovendo a invasão por plantas) são indicadas pelas pelas mudanças de proporções das áreas respectivas. 
Abreviações são: C, competidor, S, estresse-tolerante, R, ruderal (Grime 2001).
Frequencia de espécies em nova gama (range)
Modelo conceitual da invasão de plantas: Variações nas condições de habitat tanto em escalas locais (onde deve haver uma sobreposição temporal entre
a fase primária e secundária) e em escalas regionais ou continentais (ex: gradientes latitudinais, onde a segunda fase provavelmente é separada da primeira).
(Dietz & Edwards 2006)
Quando controlar?
Abundância do invasor
Custos para controlar versus tempo desde a invasão (adaptado de Hobbs & Humfries 1995)
Estágio de quarentena prioritário.
Estágio prioritário de erradicação
Estágio prioritário de controle
Capacidade de suporte
Tempo
Controle efetivo improvável sem o uso massivo de recursos (invasão secundária)
Invasão
Passageiros ou motores do processo de degradação?
Richardson and Gaertner 2012
Atributo ou função do ecossistema
Tempo após a invasão
Invasão biológica
Em 1958, primeiro livro sobre ecologia da invasão
The Ecology of Invasion by Animal and Plants by Charles Elton
Escala vs resistência biótica:
Invasão biológica
Em 2000 (reeditada em 2004 e atualizada em 2013), lista das 100 espécies exóticas mais invasoras do mundo
Baseada no impacto sobre a biodiversidade e em atividades humanas
1. Acacia mearnsii (arbusto/árvore)
2. Achatina fulica (molusco)
3. Acridotheres tristis (ave)
4. Aedes albopictus (inseto)
5. Anopheles quadrimaculatus (inseto)
…
16. Rhinella marina (=Bufo marinus) (anfíbio)
32. Eichhornia crassipes (planta aquática)
44. Lantana camara (arbusto)
60. Myocastor coypus (mamífero)
70. Pinus pinaster (árvore)
76. Psidium cattleianum (árvore)
80. Ratus rattus (mamífero)
82. Salmo trutta (peixe)
84. Schinus terebinthifolius (arbusto/árvore)
91. Sus scrofa (mamífero)
96. Ulex europaeus (arbusto)
Invasive Species Specialist Group
www.issg.org
Global Invasive Species Database
www.issg.org/database/welcome/
Invasoras no RS - FAUNA
Mexilhão-dourado (Limnoperma fortunei)
Rã-touro (Rana cateisbeiana)
Javali (Sus scrofa)
FOTOS AROEIRA, ARAÇÁ CACHOEIRINHA, MEXILHAO CEEE
46
Atravessando barrreiras geográficas…
Mexilhão-dourado - Limnoperna fortunei
Javali
Javali
Invasoras no RS - FLORA
Capim-annoni (Eragrostis plana)
Pinus (Pinus spp.)
Uva-do-japão (Hovenia dulcis)
Capim-annoni (Eragrostis plana)
Nativa da África do Sul;
C4 de crescimento lento;
Pouco palatável aos animais;
Tolerante a seca.
Probabilidade de ocorrência
Comportamento na África do Sul
Probabilidade de ocorrência
Comportamento na África do Sul
Com base no seu comportamento na América do Sul
Fabiana et al 2015
Capim-annoni
Beira de estradas
Dispersão
Transporte de animais
54
Porque controlar o capim-annoni dos corredores?
18
Focht 2006
55
Capim-Annoni
Baggio et al 2016
Passageiro ou motor (driver) do processo de degradação?
Abrir Portaria SEMA nº 79/2013
Portaria SEMA nº 79 de 2013
Reconhece a Lista de Espécies Exóticas Invasoras do RS
Resolução CONABIO nº 5 de 2009
Estabelece a Estratégia Nacional sobre Espécies Exóticas Invasoras
Abrir Resolução CONABIO nº 05-09
A Comissão Nacional de Biodiversidade - CONABIO, no uso de suas atribuições legais conferidas pelo Decreto no 4.703, de 21 de maio de 2003, e tendo em vista o disposto no Art.10 do Anexo da Portaria no 153, de 23 de junho de 2004, do Ministério do Meio Ambiente, e
Considerando que as espécies exóticas invasoras são consideradas, atualmente, a segunda maior causa de perda de biodiversidade, e que com a crescente globalização, a ampliação das vias de transporte, o incremento do comércio e do turismo internacional, aliado às mudanças no uso da terra, das águas e às mudanças climáticas decorrentes do efeito estufa, tendem a ampliar significativamente as oportunidades e os processos de introdução e de expansão de espécies exóticas invasoras nos diferentes biomas brasileiros;
Considerando que as espécies exóticas invasoras estão assumindo no Brasil grande significado como ameaça real à biodiversidade, aos recursos genéticos e à saúde humana, ameaçando a integridade e o equilíbrio dessas áreas, e causando mudanças, inclusive, nas características naturais das paisagens;
Considerando que em razão da complexidade dessa temática, as espécies exóticas invasoras envolvem uma agenda bastante ampla, com ações intersetoriais, interinstitucionais e multidisciplinares, onde ações de prevenção, erradicação, controle e monitoramento são fundamentais e exigem o envolvimento e a convergência de esforços dos diferentes órgãos dos governos federal, estadual e municipal envolvidos no tema, além do setor empresarial e das organizações não-governamentais;
Considerando que a Convenção sobre Diversidade Biológica estabelece em ser artigo 8(h) que cada País Parte da Convenção de, na medida do possível e conforme o caso impedir que se introduzam, controlar ou erradicar espécies exóticas que ameacem os ecossistemas, habitats ou espécies;
Considerando a Decisão VI/23 da Conferência das Partes, da Convenção sobre Diversidade Biológica, quando se tratou, em profundidade, as complexas questões relacionadas às espécies exóticas invasoras;
Considerando os Artigos 2º e 6º do Decreto no 4.703, de 21 de maio de 2003, que atribui à CONABIO a coordenação da implementação dos componentes da CDB no país;
Resolve:
Art. 1º Aprovar a Estratégia Nacional sobre Espécies Exóticas Invasoras, conforme anexo.
Art. 2º Esta Resolução entra em vigor na data de sua publicação.
MARIA CECÍLIA WEY DE BRITO / Secretária de Biodiversidade e Florestas / Presidente da CONABIO
(...)
No Rio Grande do Sul, a espécie Eragrostis plana (capim-annoni) ameaça os sistemas seculares de produção bovina em função da perda da cobertura vegetal nativa, composta por diversas espécies de gramíneas, leguminosas e outras famílias importantes na composição dos campos naturais. Estima-se que dos 15 milhões de hectares de campos naturais presentes no estado do Rio Grande do Sul, cerca de três milhões já estejam invadidos por essa gramínea africana, com prejuízos de mais de US$ 75 milhões anuais à pecuária do Estado. Atualmente essa espécie já está presente nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná e vem se disseminando para outras regiões.
Ainda na Região Sul do Brasil, as espécies Tecoma stans (amarelinho) e a Houvenia dulcis (uva-do-japão), entre outras, vem desenvolvendo, no estado do Rio Grande do Sul, um crescente processo de invasão. No estado do Paraná, a planta Tecoma stans encontra-se disseminada em mais de 170 dos 393 municípios do Estado, estando já registrada como invasora em 85 deles, com seu cultivo e uso proibidos no Estado. Sua presença está confirmada em cerca de 50 mil hectares de pastagens, dos quais 15 mil já estão totalmente improdutivos.
(...)
Resolução CONABIO nº 5 de 2009
Estratégia Nacional sobre Espécies Exóticas Invasoras (Anexo)
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
 CAIN et al. (2011). Ecologia.
BEGON et al. (2007). Ecologia: de indivíduos a ecossistemas – 4ª edição
 TOWNSEND et al. (2009). Fundamentos em Ecologia – 3ª edição
Dúvidas, questionamentos?