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Profa. Camila Penha Abreu Souza Profa. Vera Lúcia Maciel Silva Parte I Conceitos em Biodiversidade CAMILA PENHA ABREU SOUZA VERA LÚCIA MACIEL SILVA São Luís 2015 Edição UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO - UEMA NÚCLEO DE TECNOLOGIAS PARA EDUCAÇÃO - UEMANET Coordenadora do UemaNet PROFª. ILKA MÁRCIA RIBEIRO DE SOUSA SERRA Coordenadora Pedagógica de Designer Educacional PROFª. SANNYA FERNANDA NUNES RODRIGUES Coordenadora Administrativa de Designer Educacional CRISTIANE COSTA PEIXOTO Coordenadora do Curso de Especialização em Ensino de Genética PROFª. LIGIA TCHAICKA Professoras Conteudistas CAMILA PENHA ABREU SOUZA VERA LÚCIA MACIEL SILVA Designer Educacional CLECIA ASSUNÇÃO SILVA LIMA Revisoras de Linguagem LÊDA MARIA SOUSA TÔRRES DE OLIVEIRA LUCIRENE FERREIRA LOPES Diagramadores JOSIMAR DE JESUS COSTA ALMEIDA LUIS MACARTNEY SEREJO DOS SANTOS TONHO LEMOS MARTINS Designers Grá�cos ANNIK AZEVEDO HELAYNY FARIAS RÔMULO SANTOS COELHO Governador do Estado do Maranhão FLÁVIO DINO DE CASTRO E COSTA Reitor da UEMA PROF. GUSTAVO PEREIRA DA COSTA Vice-reitor da UEMA PROF. WALTER CANALES SANT’ANA Pró-reitor de Administração PROF. GILSON MARTINS MENDONÇA Pró-reitor de Extensão e Assuntos Estudantis PROF. PORFÍRIO CANDANEDO GUERRA Pró-reitora de Graduação PROFª. ANDREA DE ARAÚJO Pró-reitor de Pesquisa e Pós-graduação PROF. MARCELO CHECHE GALVES Pró-reitor de Planejamento PROF. ANTÔNIO ROBERTO COELHO SERRRA Diretora do Centro de Ciências Exatas e Naturais - CECEN PROFª. ANA LÚCIA CUNHA DUARTE Camila Penha Abreu Souza Conceitos em biodiversidade/ Camila Penha Abreu Souza, Vera Lúcia Maciel Silva. – São Luis: UemaNet, 2015. 71 p. ISBN: 978-85-8462-011-1 1. Biodiversidade. 2. Genética. 3. Espécies. 4. Biodiversidade ecológica. I. Silva, Vera Lúcia Maciel. II.Título CDU: 574.1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO Núcleo de Tecnologias para Educação - UemaNet Campus Universitário Paulo VI - São Luís - MA Fone-fax: (98) 2106-8970 http://www.uema.br http://www.uemanet.uema.br CENTRAL DE ATENDIMENTO http://ava.uemanet.uema.br Proibida a reprodução desta publicação, no todo ou em parte, sem a prévia autorização desta instituição. ATIVIDADES GLOSSÁRIO DICA DE SITE ÍCONES Orientação para estudo Ao longo deste fascículo serão encontrados alguns ícones utilizados para facilitar a comunicação com você. Saiba o que cada um signi� ca. SAIBA MAIS SUGESTÃO DE LEITURA ATENÇÃO UNIDADE 1 - Introdução ao Estudo da Diversidade Biológica ........................................ 13 1.1 Biodiversidade: um Panorama ..................................................................................................... 13 1.2 O que é Biodiversidade? ................................................................................................................. 14 1.2.1 Diversidade Genética ......................................................................................................... 15 1.2.2 Diversidade de Espécies .................................................................................................... 17 1.2.2.1 Quantas Espécies Existem no Mundo? .............................................................. 19 1.2.3 Diversidade Ecológica ........................................................................................................ 20 1.3 Biomas Brasileiros .............................................................................................................................. 20 1.4 Áreas Prioritárias para Conservação ........................................................................................... 26 Resumo ........................................................................................................................................................ 28 Atividades ................................................................................................................................................... 28 Referências ................................................................................................................................................. 29 UNIDADE 2 - Valor da Biodiversidade e Perda da Biodiversidade .......................... 31 2.1 O valor da Biodiversidade ............................................................................................................. 32 2.2 O que são Serviços Ambientais? ................................................................................................. 35 2.3 Pagamentos por Serviços Ambientais ...................................................................................... 36 2.4 Perda da Biodiversidade ................................................................................................................ 38 Resumo ....................................................................................................................................................... 40 Atividades ................................................................................................................................................... 40 Referências ................................................................................................................................................. 41 SUMÁRIO PARTE 1 Caro estudante, A disciplina “Conceitos em Biodiversidade” apresenta temas atuais sobre a Diversidade Biológica, essenciais para o desenvolvimento de um pensamento crítico para discutir, dentro do contexto atual em que a nossa sociedade se encontra, as questões envolvidas com a conservação da biodiversidade. Na UNIDADE 1 - será apresentado um panorama sobre a biodiversidade, discutiremos a origem do termo, sua importância, os conceitos que permeiam esse tema a nível genético, de espécies e de ecossistemas. Na UNIDADE 2 - veremos a principais causas para a perda da biodiversidade, o valor direto e indireto da diversidade biológica, e apresentaremos a Biologia da Conservação, seus objetivos e área de atuação. Na UNIDADE 3 - estudaremos os principais temas no campo da biologia da conservação, tais como espécies invasoras, fragmentação de habitats, lista vermelha de espécies ameaçadas de extinção e veremos projetos de conservação da biodiversidade brasileira. Na UNIDADE 4 - você poderá conhecer algumas aplicações da genética e da biologia molecular no estudo da diversidade biológica. U n id a d e INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA DIVERSIDADE BIOLÓGICA Compreender os diversos conceitos de Biodiversidade; Reconhecer os vários níveis de Diversidade Biológica; Identi�car os principais Biomas brasileiros e sua impor- tância; Reconhecer os Hotspots de Biodiversidade e sua importância. Objetivos 1.1 Biodiversidade: um Panorama O termo “Biodiversidade” é muito popular na atualidade, amplamente utilizado na mídia, no meio científico e nos livros didáticos utilizados em sala de aula. Entretanto, observa-se que a sua definição não é clara e geralmente é utilizada como sinônimo de riqueza de espécies. Esta unidade revisita, em termos gerais, alguns dos temas principais a serem encontrados no campo da Diversidade Biológica, como o seu surgimento e conceito. O objetivo é fornecer um panorama sobre esse tema na atualidade e de que forma ele pode ser trabalhado em sala de aula. ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA14 1.2 O que é Biodiversidade? Figura 1 - O que é Biodiversidade biodiversidade ? que que e isso ? Fonte: Adaptada do site http://www.ciencias.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=2217&evento=1 Essa charge foi colocada para você pensar sobre o conceito que possui de Biodiversidadee gerar um pensamento crítico sobre esse conceito. Apesar de parecer senso comum o conceito de Biodiversidade percebemos que existe uma confusão de sentidos que são dados a essa palavra, talvez porque o seu uso é recente. A palavra “Biodiversidade” é uma contração de Diversidade Biológica. Esse termo foi utilizado pela primeira vez na comunidade cientí� ca por Thomas Lovejoy em 1980, no prefácio do livro Conservation Biology, enquanto que a palavra Biodiversidade foi idealizada por Walter G. Rosen em 1985, durante o planejamento do Fórum Americano sobre a Diversidade Biológica (em Washington) e apareceu pela primeira vez em uma publicação em 1988, quando o entomologista Edward O. Wilson usou-o no relatório desse mesmo fórum (BARBIERI, 2010; WILSON, 1997; World Conservation Monitoring Centre, 1992). O termo Biodiversidade é comumente usado para descrever a quantidade, a variedade e a variabilidade dos organismos vivos. Esse uso muito amplo, abrangendo muitos parâmetros diferentes, é essencialmente sinônimo da vida na Terra, entretanto é preciso ter cuidado com o seu uso para não cair no senso comum. A Convenção sobre a Diversidade Biológica, É importante que você conheça a legislação, as normas e as regulamen- tações sobre o tema Diversidade Biológica. Para isso, sugerimos que você entre no site www. mma.gov.br/biodiver- sidade/convencao-da- -diversidade-biologica e baixe o documento Convenção sobre Di- versidade Biológica – CDB. Esse documento regulamenta o acordo assinado na ECO 92 so- bre a conservação da diversidade biológica, a utilização sustentável, recursos genéticos, bio- tecnologia, áreas prote- gidas, entre outros. É importante que você Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 15 assinada durante a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, realizada na cidade do Rio de Janeiro, na ECO 92, assim de� niu o signi� cado de Diversidade Biológica: Diversidade biológica signi� ca a variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, dentre outros, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistemas (BRASIL, 2000, p. 9). Como não existe um consenso na comunidade cientí� ca, tornou- se uma prática generalizada de� nir a biodiversidade em termos de genes, espécies e ecossistemas, que correspondem aos três níveis fundamentais e hierarquicamente relacionados de organização biológica (BARBIERI, 2010; MARTINS & SANO, 2009). Vamos discutir esses três níveis de diversidade? 1.2.1 Diversidade Genética Representa a variação hereditária dentro e entre as populações de organismos. Podemos analisar também as variações na sequência de DNA dos quatro pares de bases, que, como componentes de ácidos nucleicos, constituem o código genético (World Conservation Monitoring Centre, 1992). A diversidade genética é o material bruto sobre o qual a seleção natural atua provocando mudanças evolutivas adaptativas (FRANKHAM et al., 2008). O Código genético é a relação entre as sequências de bases do DNA, as trincas do RNA mensageiro e os aminoácidos correspondentes na proteína a ser sintetizada. Não confundir com Genoma, que compre- ende toda informação genética de uma espécie, sendo único para cada espécie, e Material Genético, que corresponde às sequências de nucleotídeos que cada indivíduo possui (SILVEIRA, 2014). ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA16 Uma nova variação genética em indivíduos surge por mutações de genes e cromossomos, e em organismos com reprodução sexuada que pode ser transmitida através da população por recombinação. Outros tipos de diversidade genética podem ser identi� cados em todos os níveis de organização, incluindo a quantidade de DNA por célula, estrutura e número dos cromossomos. Esse pool da variação genética presente dentro de uma população intercruzante pode sofrer a ação da seleção natural (Figura 2). Diferentes resultados de sobrevivência mudam a frequência de genes dentro desse conjunto, e isso é equivalente a evolução da população. Figura 2 - O conjunto de genes de uma espécie inclui todos os genes na população A population Gene Pool Fonte: Adaptada do site http://www.windows2universe.org/ earth/Life/genetics_microevolution.html Todos os genes do mundo não fazem uma contribuição idêntica à diversidade genética total. Os genes que controlam processos bioquímicos fundamentais são fortemente conservados entre diferentes táxons e geralmente mostram uma variação pequena; o inverso é verdadeiro para outros genes. Uma grande parte do DNA não é expresso e acaba acumulando muito mais polimor� smos em comparação às regiões mais conservadas do DNA. A diversidade genética pode ser utilizada para estudos de identifi- cação de espécies, fluxo gênico, conservação, relações filogenéticas entre outros. Mutação: Bom ou ruim? Mutação são mudanças permanentes nas sequências de bases nitrogenadas de um gene ou de um cromossomo. Constitui a base da diversidade genética, fornecendo matéria-prima para a evolução (SOARES NETTO & MENCK, 2012) Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 17 1.2.2 Diversidade de Espécies A Biodiversidade é muito comumente utilizada como sinônimo de diversidade de espécies, em particular de “riqueza de espécies”, que corresponde ao número de espécies em um sítio ou habitat. Mas qual o signi�cado de espécie? Vamos observar as borboletas da Figura 3, em um primeiro momento, quantas espécies de borboletas podemos dizer que existem? Figura 3 - Astraptes fulgerator. Fonte: http://www.ontariogenomics.ca/JosephRossano/bold-CostaRica-bol-26 Levando em consideração somente a morfologia das borboletas é justi�cável classi�cá-las em uma única espécie: Astraptes fulgerator. Essa espécie de borboleta neotropical é comum na Costa Rica e foi descrita pela primeira vez em 1775. Porém, estudos atuais de morfologia, ecologia e genética revelaram que A. fulgerator é um complexo com pelo menos 10 espécies nesta região, que apresentam distintas lagartas (Figura 4), cada qual com preferência por determinada planta na alimentação e ecossistemas diferenciados (HEBERT et al., 2004). Figura 4 - Lagartas de 10 espécies do complexo A. fulgerator. Os nomes provisórios re�etem a principal planta utilizada na alimentação e, em alguns casos, um caractere de cor do adulto Fonte: Extraído de Hebert et al., 2004 ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA18 Esse é um exemplo de “espécies crípticas”, espécies que são morfo- logicamente idênticas ou muito parecidas, mas que constituem um complexo de espécies. As borboletas da Figura 5 representam um exemplo oposto ao que observamos em Astraptes fulgerator. Apesar de apresentarem muitos padrões de cores de asas, elas são consideradas subespécies de Heliconius erato, uma borboleta que se distribui do Uruguai até a América Central (SHEPPARD et al., 1985). Espécies que possuem várias formas alternativas são conhecidas como “espécies politípicas”. Figura 5 - Borboletas Heliconius erato - um exemplo de “espécie politípica” Fonte: Extraído de Sheppard et al., 1985. Esses exemplos revelam algumas das principais di�culdades em de�nir espécies. Existem pelo menos 22 de�nições de espécies. Apresentamos dois conceitos mais utilizados e aceitos no meio cientí�co: Conceito Morfológico de Espécie – indivíduos de uma espécie são morfologicamente mais parecidos entre si, do que com outros grupos de indivíduos de outra espécie; Conceito Biológico de Espécie – umapopulação ou grupos de populações naturais intercruzantes ou potencialmente intercruzantes, que produzem descendentes férteis, estando isolado reprodutivamente de outros grupos. Exercitando Existem muitos outros conceitos de espécies que levam em consideração aspectos da ecologia, biologia, relações �logenéticas, evolução e Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 19 outros. Pesquise e discuta sobre esses conceitos, quais as vantagens e desvantagens que cada um apresenta. 1.2.2.1 Quantas espécies existem no mundo? Dados na literatura descrevem cerca de 1,7 milhões de espécies até o momento, porém, as estimativas para o número total de espécies existentes na Terra atualmente estão entre 8,7 milhões e 13 milhões, segundo um estudo produzido pelo Censo da Vida Marinha, uma rede de pesquisadores de mais de 80 países. Estas estão distribuídas em 64 � los, 146 classes, 869 ordens e cerca de 7.000 famílias, sendo que a grande maioria de espécies na Terra é de insetos e micro-organismos (MARTINS & SANO, 2009; MORA et al., 2011). Existem alguns bancos de dados on-line que integram informações sobre espécies descritas, que estão disponíveis em coleções biológicas, museus, herbários, entre outros. Indicamos o site do speciesLink (http://splink.cria.org.br/), além de possuir livre acesso, ele oferece ferramentas interessantes para pesquisa e síntese do conhecimento da nossa biodiversidade depositadas em coleções cientí� cas. O nível de espécie é geralmente considerado como o mais natural no qual se pode considerar toda a diversidade de organismos. Espécies também são o foco principal dos mecanismos evolutivos, principalmente em relação a origem e extinção de espécies. Entretanto, o conceito de espécie é um ponto de grande discussão na comunidade cientí� ca, como observado nos exemplos das borboletas Astraptes fulgerator e Heliconius erato. Além disso, a simples contagem do número de espécies só fornece uma indicação parcial da diversidade biológica. A importância ecológica de uma espécie pode ter um efeito direto sobre a estrutura da comunidade, e, portanto, sobre a diversidade Existem alguns bancos de dados on-line que integram informações ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA20 biológica global. Por exemplo, uma espécie de árvore de �oresta tropical que suporta uma fauna endêmica de invertebrados de uma centena de espécies, evidentemente, faz uma contribuição maior para a manutenção da diversidade biológica global do que uma planta que pode ter nenhuma outra espécie totalmente dependente dela. 1.2.3 Diversidade Ecológica Essa dimensão da Biodiversidade engloba diferenças ecológicas das espécies a níveis de ecossistemas, habitats, comunidades, biomas e até em domínios biogeográ�cos. A Diversidade Ecológica apresenta aspectos da Biodiversidade que não são facilmente percebidos pela Diversidade Genética e de Espécies, contribuindo muito para o entendimento da distribuição da biodiversidade pelo nosso planeta, relações e evolução ao longo do tempo. Apesar de ser tão importante, essa diversidade apresenta alguns problemas. Mesmo sendo possível cunhar um conceito para as regiões biogeográ�cas, ecossistemas e biomas, ainda é muito difícil delimitar onde começa e termina determinada região ecológica, o que se observa são características de transição entre os ecossistemas. Esse fato torna difícil na prática avaliar a diversidade de comunidades ecológicas. Outra problemática quando se utiliza diversidade ecológica é que se leva em consideração tanto os componentes bióticos e abióticos (que são compostos pelo material de solo e clima, entre outros), quando em seu conceito diversidade biológica é a diversidade da vida. 1.3 Biomas brasileiros O nosso país é considerado megabiodiverso devido à grande quantidade de espécies (fauna e �ora) e ecossistemas encontrados nele (Ministério do Meio Ambiente, 2014). São mais de 100 mil espécies de invertebrados e aproximadamente 8.200 espécies de vertebrados (713 mamíferos, 1826 aves, 721 répteis, 875 anfíbios, 2.800 peixes continentais e 1.300 Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 21 peixes marinhos), das quais 627 estão listadas como ameaçadas de extinção, distribuídos em 7 biomas: Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica, Pampas, Pantanal, Zona Costeira e Marinha (Figura 6). Figura 6 – Classi� cação mais atual dos biomas brasileiros Pampas Fonte: Ministério do Meio Ambiente Amazônia A Amazônia corresponde a 49,29% do território brasileiro, considerado como o maior bioma do Brasil, possuindo: 4.196.943 milhões de km2 (IBGE, 2014), 2.500 espécies de árvores (ou 1/3 de toda a madeira tropical do mundo) e 30 mil espécies de plantas (das 100 mil da América do Sul) (Figura 7) (Ministério do Meio Ambiente, 2014). É constituída por ecossistemas de � oresta úmida de terra � rme, diferentes tipos de matas, campos abertos e até espécies de cerrado. Abrange os estados do Acre, Amapá, Amazonas, Pará, Rondônia, Roraima, Maranhão, Tocantins e Mato Grosso (IBGE, 2014). ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA22 A região abriga a maior bacia hidrográ�ca do mundo, a maior reserva de madeira tropical, enormes estoques de borracha, castanha, peixe e minérios, além de uma grande riqueza cultural, incluindo o conhecimento tradicional sobre os usos e a forma de explorar esses recursos naturais sem esgotá-los nem destruir o habitat natural (ICMBio, 2014; Ministério do Meio Ambiente, 2014). Figura 7 – Biodiversidade da Amazônia Fonte: http://www.oswaldocruz.com/5-de-setembro-dia-da-amazonia/ Caatinga Ecossistema predominante do nor- deste brasileiro, com vegetação tí- pica seca e espinhosa. Ocupa uma área de cerca de 844.453 quilôme- tros quadrados, o equivalente a 11% do território nacional, sendo o úni- co bioma exclusivamente brasileiro (BRASIL, 2014). Figura 8 – Espécie de cacto do bioma caatinga Fo to : M ig u el V o n B eh r. Fo n te : h tt p :/ /w w w .ic m b io .g o v. b r/ p o rt al /b io d iv er si d ad e/ u n id ad es -d e -c o n se rv ac ao /b io m as -b ra si le ir o s/ ca at in g a. h tm l Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 23 O nome é de origem indígena e signi�ca “mata branca”. Engloba os estados de Alagoas, Bahia, Ceará, Maranhão, Pernambuco, Paraíba, Rio Grande do Norte, Piauí, Sergipe e Minas Gerais. Abrigando 178 espécies de mamíferos, 591 de aves, 177 de répteis, 79 espécies de anfíbios, 241 de peixes e 221 de abelhas (EMBRAPA, 2005; Ministério do Meio Ambiente, 2014). A região apresenta a maior biodiversidade de plantas no Brasil, sendo considerada uma das mais importantes áreas secas tropicais do planeta (Figura 8) (ICMBio, 2014). Cerrado O Cerrado é o segundo maior bioma da Amé- rica do Sul e ocupa cerca de 23,9% do ter- ritório Nacional (Figura 9). Apresenta vegeta- ção que pode variar de campos abertos até for- mações de �orestas que podem atingir 30 m de altura. O território abri- ga aproximadamente 200 espécies de mamíferos, 800 espécies de aves, 180 de répteis, 150 de anfíbios e 1200 espécies de peixes. É nele que encontram- -se as nascentes das três maiores bacias hidrográ�cas da América do Sul: Amazônica/Tocantins, São Francisco e Prata (EMBRAPA, 2005; ICMBio, 2014; Ministério do Meio Ambiente, 2014). Mata Atlântica A Mata Atlântica compreende um conjunto de �orestas (Ombró�la Densa, Ombró�la Mista, Estacional Semidecidual, Estacional Deciduale Ombró�la Aberta), restingas, manguezais e campos de altitudes, que cobriam originalmente uma área de 1.300.000 quilômetro quadrados em 17 estados brasileiros. Apresenta-se hoje muito fragmentada e Figura 9 – Entardecer no Bioma Cerrado Foto: Nelson Yoneda. Fonte: http://www.icmbio.gov.br/portal/ biodiversidade/unidades-de-conservacao/biomas-brasileiros/cerrado.html ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA24 reduzida, com cerca de 22% de sua cobertura original (ICMBio, 2014; Ministério do Meio Ambiente, 2014). Esse ecossistema apresenta grande biodiversidade, com cerca de 20.000 espécies vegetais (cerca de 35% das espécies existentes no Brasil), 849 espécies de aves, 370 espécies de anfíbios, 200 espécies de répteis, 270 de mamíferos e cerca de 350 espécies de peixes (Figura 10) (Ministério do Meio Ambiente, 2014). Figura 10 – Exemplo da fauna do Bioma Mata Atlântica Fonte: http://www.sosma.org.br/16883/maior-parte-dos-animais-ameacados-esta-na-mata-atlantica/ Pampas É um bioma caracterizado por terras baixas, serras, planícies, morros e coxilhas (suaves colinas). É um ecossistema restrito ao Rio Grande do Sul, compreendendo um área de 176.496 quilômetros quadrados (BRASIL, 2014). Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 25 O Pampa, também conhecido como Campos Sulinos, é uma das áreas de campos temperados mais importantes do mundo, caracterizado por possuir fauna e flora próprios que ainda não foram totalmente descritos (Figura 11). Compreende cerca de 3.000 espécies de plantas, 102 espécies de mamíferos, 476 de aves e 50 espécies de peixes (ICMBio, 2014; Ministério do Meio Ambiente, 2014). Figura 11 – Paisagem no Bioma Pampa Fonte: http://escola.britannica.com.br/assembly/174000/Os-Pampas-se-caracterizam-por-extensas-planicies Pantanal É o menor dos biomas brasileiros, com aproximadamente 150.355 quilômetros quadrados, cerca de 1,76% do território nacional. Caracteriza-se pela baixa altitude, pouca declividade e inundações periódicas que comandam os processos ecológicos na região (Embrapa, 2005; Ministério do Meio Ambiente, 2014). É uma das maiores regiões úmidas contínuas do mundo, apresentando boa parte de sua cobertura vegetal nativa (cerca de 86,77%). Esse bioma se destaca pela diversidade de espécies, são cerca de 3.500 espécies de plantas, 124 espécies de mamíferos, 463 espécies de aves, e 325 espécies de peixes. Algumas dessas espécies estão ameaçadas ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA26 em outras regiões do Brasil, mas apresentam um tamanho considerável de sua população no pantanal, como é o caso do tuiuiú (Jabiru mycteria) Figura 12 (Embrapa, 2005; ICMBio, 2014; Ministério do Meio Ambiente, 2014). Zona Costeira e Marinho O bioma Marinho Costeiro é caracterizado como a região de transição entre ecossistemas conti- nentais e marinhos, esten- dendo-se por uma área de 4,5 milhões de quilômetros quadrados na costa brasilei- ra, ou seja, 52% do territó- rio continental, e vem sen- do chamado de “Amazônia Azul” (ICMBio, 2014). É caracterizado por manguezais, estuários, restinga, praias e recifes de coral, abrigando uma rica diversidade de espécies animais e vegetais (Figura 13). 1.4 Áreas prioritárias para conservação Geralmente, a biodiversidade segue um gradiente latitudinal, sendo mais rico nos trópicos. Entretanto, algumas áreas são excepcionalmente mais ricas em espécies, possuem uma vegetação diferenciada, espécies endêmicas e com um alto grau de ameaça de extinção. Essas áreas foram denominadas de “hotspots de diversidade” pelo conservacionista Norman Myers em 1988 (MARTINS & SANO, 2009). Figura 12 – Tuiuiú (Jabiru mycteria), ave símbolo do Pantanal Fonte: http://selvadeanimais.blogspot.com.br/2012/04/tuiuiu.html Figura 13 – Exemplo da fauna existente no Bioma Marinho Costeiro. Foto: Projeto TAMAR Fonte: http://www.mma.gov.br/index.php/ comunicacao/agencia-informma?view=blog&id=526 Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 27 Myers identi� cou inicialmente 10 hotspots, entretanto não estabeleceu nenhum critério para a de� nição de um hotspot. Em 1996, com a colaboração da Conservação Internacional adotou-se um conceito para o reconhecimento de uma área com hotspot: a região deve abrigar no mínimo 1.500 espécies de plantas vasculares endêmicas e ter 30% ou menos da sua vegetação original mantida (MITTERMEIER et al., 2004). Seguindo esse conceito foram reconhecidos 34 pontos de hotspots de biodiversidade em todo o mundo (Figura 14). Juntando toda a superfície da terra ocupada pelos hotspots, ela corresponderia a 2,3% de toda superfície terrestre do mundo, entretanto essas áreas contêm 50% das espécies terrestres ameaçadas de extinção de todo o mundo. Por possuírem uma biodiversidade tão alta, essas áreas são prioridade mundial de conservação. No Brasil, esses pontos são o Cerrado e a Floresta Atlântica. Figura 14 – Hotspots de Biodiversidade pelo mundo Fonte: http://www.conservation.org Segue uma sugestão de sites que abordam o tema Biodiversidade, com material complementar para seu estudo e prática docente: Ecoteca Digital - Instituto Terra Brasilis de Desenvolvimento Socioambiental http://www.terrabrasilis.org.br/ecotecadigital/index.php?option=com_ab ook&view=category&id=4%3Aeducacao-ambiental&Itemid=54 Revista Planeta Sustentável http://planetasustentavel.abril.com.br/ Jogo sobre os Biomas http://missaobioma.g1.globo.com/ Segue uma sugestão de sites que abordam o tema Biodiversidade, ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA28 Resumo Nesta unidade, estudamos o surgimento do termo Biodiversidade, assim como o seu conceito, identi� cando os três principais níveis que são englobados por ela: Diversidade Genética, Diversidade de Espécies e Diversidade Ecológica. Você pode também identi� car e caracterizar os principais biomas brasileiros, assim com os hotspots de biodiversidade. 1. Com base nos conceitos abordados nesta unidade, crie um conceito para Biodiversidade. 2. Construa uma Ficha Técnica com imagens da fauna e � ora de cada Bioma brasileiro. Coloque pelo menos 4 imagens de espécies exclusivas para cada bioma, com o nome cientí� co e popular da espécie. Não esqueça de colocar as fontes das imagens utilizadas. Introdução ao estudo da diversidade biológica | UNIDADE 1 29 Referências BARBIER, E. Biodiversidade: a variedade de vida no planeta terra. 2010. Disponível em: <ftp://ftp.sp.gov.br/ftppesca/biodiversidade.pdf>. Acesso em: 30 mar. 2014. BRASIL. A Convenção sobre a Diversidade Biológica – CDB. Série Biodiversidade, Brasília, DF, n. 1, 2000. BRASIL. Biomas. 2014. Disponível em: http://www.mma.gov.br/biomas. Acesso em: 20 nov. 2014. EMBRAPA. A EMBRAPA nos biomas brasileiros. 2005. Disponivel em: <http:// ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/82598/1/a-embrapa-nos- biomas-brasileiros.pdf>. Acesso em: 20 nov. 2014. FRANKHAM, R.; BALLOU, J. 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Earth’s Biologically Richest and Most Endangered Terrestrial Ecorregions. Cemex, Washington, DC. 2004. ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA30 MORA, C.; TITTENSOR, D.P.; SIMPSON, A.G.B.; WORM, B. How Many Species Are There on Earth and in the Ocean? PLoS Biol 9(8): e1001127. doi:10.1371/journal.pbio.1001127, 2011. SHEPPARD, P. M.; TURNER, J. R. G.; BRO WN, K. S.; BENSON, W. W.; SINGER, M. C. Genetics and the evolution of mülle rian mimicry in Heliconius butter�ies. Philosophical Transactions of the Royal Society of London (B) v.308, p. 433-613, 1985. SILVEIRA, R. V. M. Código Genético: uma análise das concepções dos alunos do Ensino Médio. Genética na Escola, v. 9, n. 1, 2014. SOARES NETTO, L. E. & MENCK, C. F. M. Estabilidade do material genético: mutagênese e reparo. In Matioli, Sérgio Russo (ed). Biologia Molecular e Evolução. Ribeirão Preto, Editora Holos, 2012. 202p. WILSON, Edward O. (Org.). Biodiversidade. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1997. WORLD CONSERVATION MONITORING CENTRE.Global Biodiversity: Status of the Earth’s living resources. Chapman & Hall, London, xx -I, 1992. 594p. U n id a d e Objetivos VALOR DA BIODIVERSIDADE E PERDA DA BIODIVERSIDADE Identificar as principais causas para a perda da Biodiversidade; Reconhecer o valor da Diversidade Biológica; Compreender os objetivos da Biologia da Conserva- ção e suas áreas de atuação. Biodiversidade Xico Esvael Ai, que bom que seria se ainda houvesse um rio pra pescar Ficar na ribanceira preguiça lombeira, sem se preocupar. Ai, que bom que seria ver os passarinhos as asas soltar Numa geometria de dança e magia num doce voar. Ai, que bom que seria ver plantas e frutos num grande pomar Estender uma rede embaixo da paineira só pra descansar Ai, que bom que seria ver a natureza se esverdear Numa bela paisagem que faz a miragem gostosa de olhar. Ai, que bom, ai, que bom, Ai que bom ver a vida nascer. Ai, que bom, ai, que bom, Ai, que bom, ser feliz é viver. Ai, que bom que seria não ter bicho extinto em todo lugar recriando a ideia do bom Criador só pra nos regalar. Ai, que bom que seria não ser mais preciso ter que aniquilar. Esta diversidade que a natureza nos deu pra amar. Ai, que bom que seria se os povos da terra pudessem manter As suas culturas, criatividade pra gente aprender Ai, que bom que seria se a humanidade pudesse entender Que a vida é criada pra ser partilhada e não pra morrer. Ai, que bom, ai, que bom, Ai que bom ver a vida nascer. Ai, que bom, ai, que bom, Ai, que bom, ser feliz é viver. Fonte: http://letras.mus.br/xico-esvael/730899/ ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA32 2.1 O valor da Biodiversidade Segundo FARBER et al., (2002), “valor” é a capacidade que determi- nada ação, bem ou serviço pode contribuir para uma pessoa alcançar seu objetivo ou satisfação. É um processo, pelo qual são pesados os prós e os contras que determinada escolha pode gerar em benefício do indivíduo. Neste contexto, o ser humano atribui valor para a biodiversidade baseado nos benefícios que esta lhe concede tais como a manutenção da vida no planeta, da sociedade humana e na sustentação das diferentes formas de vida que o homem possui. A Convenção da Diversidade Biológica reconhece o valor intrínseco da diversidade biológica e dos valores ecológicos, genéticos, sociais, econômicos, cientí�cos, educacionais, culturais, recreativos e estéticos da diversidade biológica e de seus componentes. Os valores que o homem atribuiu à biodiversidade podem ser agrupadas em três diferentes tipos: valores intrínsecos, valores de uso e valores de não-uso. Os valores intrínsecos correspondem ao valor que os ecossistemas possuem por si só e independe da satisfação do homem. Esses valores não podem ser absorvidos pelo sistema monetário, eles são baseados em valores teológicos ou éticos. Os valores de não-uso são os valores atribuídos pelo homem para a existência e sobrevivência da biodiversidade. Por exemplo, o quanto uma pessoa está disposta a pagar para que uma espécie seja protegida em seu habitat natural, mesmo que nunca veja pessoalmente a espécie. Os valores de uso podem ser divididos em três: uso direto, indireto e de opção. Os valores de uso direto são aqueles que usufruirmos diretamente dos ecossistemas, como a extração de madeira, alimento e etc. Os valores de uso indireto são os benefícios que a biodiversidade nos fornece de forma indireta como o sequestro de carbono, ciclagem de nutrientes, polinização etc., os valores de opção estão relacionados ao valor que futuramente a biodiversidade pode fornecer, por exemplo, um princípio ativo de um determinado medicamento que ainda não foi descoberto, Valor da biodiversidade e perda da biodiversidade | UNIDADE 2 33 mas está disponível no ecossistema para um uso futuro (Tabela 1) (BARBIERI, 2010; MOTOKONE et al., 2010; GUEDES & SEEHUSEN, 2011). Tabela 1 – Valor econômico da Biodiversidade Valor Econômico Total Valor de Uso Valor de Não Uso Valor de Uso Direto Valor de Uso Indireto Valor de Opção Valores de Legado Valores de Existência Alimento Madeira Medicamentos Armazenamento de carbono Controle contra cheias Manutenção dos ciclos hídricos Biodiversidade Preservação de habitats Habitats Valores culturais Espécies ameaçadas Habitats Espécies em extinção Biodiversidade Fonte: Adaptado de Guedes & Seehusen, 2011 Para uma boa parte dos benefícios produzidos pela biodiversidade, como os de uso indireto, não existia um valor econômico atribuído a ele, ou seja, é como se não nos custasse nada. Você já pensou se tivesse que pagar pelo m3 do ar que respira? Ou se toda verdura e fruta que você comprasse na feira tivesse no valor de compra a polinização realizada pelos insetos? Utilizamos esses benefícios com a percepção de que é “de graça”, como se fosse obrigação da biodiversidade nos fornecer. Vamos ilustrar com um exemplo hipotético trazido por Azevedo (2008), onde dois irmãos herdariam uma terra com aproximadamente 10.000 hectares. O primeiro decide preservar a área de �oresta herdada, sem alterar o ecossiste- ma nela existente. O segundo irmão decide obter o maior lucro possível para si, explorando ao máximo o ecossistema. Dessa forma, ele vende as árvores para uma madeireira, vende os direitos de uso do solo e subsolo para explo- ração mineral. Esgotados esses recursos, ele utiliza a área para depósito de dejetos de produção de empresas. Esgotada também essa possibilidade, ele constrói na área um grande complexo industrial e comercial. Do ponto de vista da sociedade capitalista em que vivemos, o primeiro irmão é visto como um sonhador e lunático, e o segundo irmão é visto como exemplo a ser seguido, gerando riqueza e empregos. O que não se percebe, são os custos ecológicos que essa produção gerou, geralmente (melhor dizendo, quase sempre) eles não entram na conta do proprietário nos lucros, esses custos ambientais são externalizados, sendo pago por toda sociedade, incluindo as gerações futuras. ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA34 No esforço de mudar essa lógica de pensamento e demonstrar que a biodiversidade é fornecedora de recursos e serviços insubstituíveis e vitais, surgiu uma corrente de pensamento econômico que vem ganhando força cada dia mais: Economia Ecológica. Também conhecida como economiaverde, essa corrente estabelece que os avanços cientí� cos e tecnológicos são importantes para a sociedade, mas não devem ultrapassar os limites dos ecossistemas. Está baseada na relação entre economia, sociedade e manutenção do meio ambiente de forma sustentável (Figura 1). Figura 1 – Bases da Economia Ecológica, ou Economia Verde Fonte: Elaborada pelas Autoras Na visão da Economia Ecológica, os custos e as estimativas de perdas irreversíveis da biodiversidade e de seus recursos relacionados devem ser computados. Foi nessa perspectiva, que em 2007 iniciou-se um projeto para a valoração da diversidade biológica e dos ecossistemas – o estudo “Economia dos Ecossistemas e da Biodiversidade”, conhecido como Relatório Teeb (The Economics of Ecosystems and Biodiversity). Este trabalho reuniu pesquisadores das áreas de Ciência, Economia e Política, conduzido pelas Nações Unidas. O relatório de 2009 calculou que o valor total da biodiversidade e de seus serviços é de US$ 33 trilhões por ano, o dobro do valor da economia mundial. Observe: Valor da biodiversidade e perda da biodiversidade | UNIDADE 2 35 Para ter acesso ao relatório TEEB completo, entre no site: http://www. teebweb.org/ e baixe o arquivo (Figura 2). Nesse site, você terá acesso também a outras publicações, estudos de casos, políticas sustentáveis e projetos relacionados à Economia Ecológica. 2.2 O que são Serviços Ambientais? Os serviços ambientais ou serviços ecossistêmicos são bens e serviços providos pelo ambiente que contribuem direta ou indiretamente para o bem estar humano. Segundo o Millennium Ecosystem Assessment (MA) – Avaliação Ecossistêmica do Milênio, os serviços ambientais estão divididos em quatro categorias: 1. Serviços de Provisão – são aqueles bens e serviços que suprem as necessidades básicas da vida, como alimento (frutos, pescado, caça), energia (lenha, carvão), � bras (madeira), água etc; 2. Serviços de Regulação – são os benefícios obtidos pelos processos naturais que regulam as condições ambientais que sustentam a vida, como a puri� cação do ar e regulação do clima; 3. Serviços de Suporte – são os processos naturais que dão suporte para outros serviços ecossistêmicos, como a polinização, a ciclagem de nutrientes e a formação do solo; 4. Serviços Culturais – são os benefícios não materiais fornecidos para as pessoas relacionadas com lazer, espiritualidade, educação etc. Figura 2 – Relatório TEEB Fo n te : h tt p :/ /w w w .t e e b w e b .o rg / o u r- p u b li ca ti o n s/ te e b -s tu d y -r e p o rt s/ e co lo g ic a l- a n d -e co n o m ic -f o u n d a ti o n s/ Millennium Ecosystem Assessment (sigla em in- glês MA), em português Avaliação Ecossistêmica do Milênio, é um proje- to de pesquisa lançado em 2001 pelo Secretário Geral das Nações Uni- das, Kofi Annan, com o objetivo de pesquisar as mudanças climáticas e suas tendências para as próximas décadas. Você pode encontrar maiores informações sobre os resultados encontrados pelo projeto no site: http://www.millenniu- massessment.org/. ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA36 2.3 Pagamentos por Serviços Ambientais Você já ouviu falar em Pagamentos por Serviços Ambientais? Também conhecido como PSA, pode ser de�nido como: [...] uma transação voluntária, na qual um serviço ambiental bem de�nido, ou um uso da terra que possa assegurar este serviço, é adquirido por, pelo menos, um comprador de no mínimo, um provedor, sob a condição de que ele garanta a provisão do serviço (condicionalidade) (Wunder, 2005, p. 3). PSA é um instrumento econômico gerado com a �nalidade de incentivar ações de proteção, manejo e uso sustentável dos recursos naturais. A ideia é recompensar, com dinheiro, aqueles que preservam os recursos naturais ou incentivar outros a fazerem o mesmo, que sem o incentivo não participariam (Figura 3). Podem receber o incentivo, o poder público, empresas, ou o próprio cidadão que cede os direitos da área preservada. Devido ser baseado em um sistema de recompensa, esse instrumento é muito discutido na sociedade atual (GUEDES & SEEHUSEN, 2011). Figura 3 - Pagamentos por Serviços Ambientais Fonte: http://www.construirsustentavel.com.br/meio-ambiente/264/manifesto-pela- aprovacao-do-projeto-de-lei-79207-sobre-pagamento-por-servicos-ambientais-psa. Os PSA podem ser divididos em duas categorias: pagamento e compensação. A primeira categoria envolve moradores locais, que recebem o pagamento para atuarem como Agentes Ambientais Voluntários, para um serviço de manutenção, sensibilização e �scalização dos recursos naturais da região onde vivem. A segunda categoria, refere- Valor da biodiversidade e perda da biodiversidade | UNIDADE 2 37 se a uma compensação pela perda de remuneração em decorrência ao respeito às regras de manejo e/ou de proteção dentro da Unidade de Conservação. Exemplos de PSA: Sequestro de carbono – uma indústria que não consegue diminuir a sua emissão de carbono, pode pagar para uma comunidade manter sua área �orestal preservada (Figura 4); Proteção da Biodiversidade – o governo pode pagar para os agricultores que mantiverem determinada porcentagem de sua propriedade com mata nativa ou em regeneração, sem desmatar; Manutenção da Paisagem – uma empresa de turismo pode pagar para uma comunidade preservar determinada área utilizada para turismo, evitando a caça, queimada e poluição. Figura 4 – Compra de Carbono Fonte: http://www.oiarte.com/hq60.htm. A rede WWF (World Wide Fund for Nature) realizou um estudo estabelecendo preços para alguns serviços ambientais. Retiramos alguns desses valores do relatório “Mantendo a �oresta amazônica em pé: uma questão de valores” (Tabela 2). ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA38 Tabela 2 – Preços de alguns Serviços Ambientais SERVIÇOS AMBIENTAIS VALOR Prevenção da Erosão R$ 537 por hectare/ano Retenção de CO 2 R$ 113 a 226 por hectare/ano Dispersão de pólen nas plantações de café no Equador R$ 110 por hectare/ano Produtos Florestais, cogumelos e mel R$ 113 a 226 por hectare/ano Recreação e ecoturismo R$ 7,8 a R$ 15,8 por hectare/ano Fonte: Rede WWF 2.4 Perda da Biodiversidade A perda da biodiversidade pode assumir muitas formas, mas, na sua mais fundamental e irreversível é a que envolve a extinção de espécies. Ao longo do tempo geológico, a extinção de espécies vem ocorrendo, portanto, é um processo natural que ocorre sem a intervenção do homem. No entanto, é inquestionável que as extinções causadas direta ou indiretamente pelo homem estão ocorrendo a um ritmo que excede quaisquer estimativas razoáveis de taxas de extinção. Por isso tem sido chamada de “a sexta extinção” em comparação ás outras cinco extinções em massa reveladas pelos registros geológicos (Figura 5) (FRANKHAM et al., 2008). Figura 5 – Taxas de extinção por milênio Fonte: Millennium Ecosystem Assessment Você conhece o ICMS Ecológico? Esse tipo de imposto foi criado como forma de recompensar e incentivar os municípios a criarem ou melhorar a qualidade das áreas pro- tegidas. O repasse que é feito para os municípios segue critérios estabe- lecidos pela política do estado, como a área de preservação e a qualida- de de preservação das Unidades de Conserva- ção. Alguns estados já utilizam esse tipo de in- centivo, com São Paulo, Paraná, Minas Gerais e Rio de Janeiro. Valor da biodiversidade e perda da biodiversidade | UNIDADE 2 39 As causas indiretas da perda de biodiversidade incluem o crescimento da população eo desenvolvimento econômico. As causas diretas são a perda do hábitat por degradação e fragmentação, alterações climáticas como o aquecimento do mar, espécies exóticas invasoras que competem com espécies nativas, sobre-exploração e poluição. A exploração da biodiversidade pelo homem não é algo que ocorre apenas recentemente. Observe a Figura 6, ela é uma pintura que retrata a derrubada de árvores da Mata Atlântica no período do Brasil Colonial, que atualmente possui menos que 8% de sua área original. Figura 6 - Exploração do pau-brasil – século XVI, por Rugendas Fonte: www.bolsadearte.com Primavera Silenciosa (título original: Silent Spring) escrito pela bióloga marinha Rachel Carson em setembro de 1962, foi um marco na história da conservação da biodiversidade, contribuindo grandemente para a política ambiental vigente. Escrito em uma linguagem clara e acessível ao público, o livro descreve, com base em estudos cientí� cos, os efeitos deletérios do DDT (sigla de Diclorodifeniltricloroetano) e outros pesticidas no ambiente, principalmente nas aves. Segundo Rachel Carson, estes pesticidas, que até então eram usados livremente, causava a diminuição da espessura das cascas de ovos das aves, resultando em problemas na reprodução e em morte, o que remete ao título do livro: em plena primavera, estação de acasalamento e reprodução das aves, eles não mais cantavam. Figura 7 – Livro Primavera Silenciosa de Rachel Carson Fo n te : h tt p :/ /w w w .s a ra iv a .c o m .b r/ p ri m a v e ra - si le n ci o sa -3 0 4 2 9 1 8 .h tm l ESPECIALIZAÇÃO EM ENSINO DE GENÉTICA40 Diante desse quadro, esforços são necessários para impedir a destruição da diversidade biológica. A Biologia da Conservação surgiu como uma disciplina que reúne pessoas e conhecimento de várias áreas para combater a crise da Biodiversidade. Mas quais seriam os principais objetivos da biologia da conservação? Segundo Primack & Rodrigues (2001), ela possui dois principais: “[...] primeiro, entender os efeitos da atividade humana nas espécies, comunidades e ecossistemas, e, segundo, desenvolver abordagens práticas para prevenir a extinção de espécies e se possível, reintegrar as espécies ameaçadas ao seu ecossistema funcional.” A Biologia da Conservação tem suas bases em disciplinas como taxonomia, ecologia, zoologia, botânica e genética, buscando fornecer soluções práticas para a crise da biodiversidade, considerando sempre em suas decisões, em primeiro lugar, a preservação e conservação das comunidades biológicas e, em segundo lugar, fatores econômicos (PRIMACK & RODRIGUES, 2001). Vamos discutir mais sobre as contribuições da Biologia da Conservação e alternativas sustentáveis na próxima unidade. Resumo Nesta unidade, discutimos o valor da biodiversidade para a humanidade, identi� camos os serviços ambientais produzidos pelos ecossistemas, assim como o quanto a degradação dos recursos naturais afeta o homem. As principais causas da perda da biodiversidade foram abordadas, assim como a necessidade de diretrizes para a conservação da biodiversidade. 1. Faça um resumo de 300 palavras sobre um programa de pagamento de serviços ambientais desenvolvido no Brasil. Valor da biodiversidade e perda da biodiversidade | UNIDADE 2 41 Referências AZEVEDO, P. F. Ecocivilização. 2. ed. São Paulo: Ed. Rt, 2008. p. 9 FARBER, S.; COSTANZA, R.; WILSON, M.A. Economic and ecological concepts for valuing ecosystem services. In: Ecological Economics: 41: 393 – 408, 2002. FRANKHAM, R.; BALLOU, J. D.; BRISCOE, D. A. Fundamentos de Genética da Conservação. Ribeirão Preto, SP: SBG – Sociedade Brasileira de Genética, p. 280, 2008. p. 280. GUEDES, F. B. & SEEHUSEN, S. E. 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