Biogeografia_de_ilhas_UFRRJ

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Biogeografia de Ilhas 
Ambientes insulares 
• Ilhas propriamente ditas 
• Topos de montanhas 
• Cavernas 
• Fragmentos florestais 
• Lagos 
• Moitas de restinga / deserto 
• Qual a importância de ilhas e hábitats 
insulares para a biogeografia? 
 
– Ideais para experimentos naturais 
– Podem variar em muitas características 
ambientais (área, isolamento, presença de 
predadores e competidores) 
– Foram estabelecidos há tempo suficiente para que 
possam ser consideradas as respostas evolutivas 
como variáveis 
Classificação das ilhas 
• ILHAS CONTINENTAIS = formadas como parte de um 
continente e subseqüentemente separadas das massas 
continentais, através do aumento do nível do mar . 
– Madagascar 
– Nova Zelândia 
 
• ILHAS OCEÂNICAS = ilhas totalmente vulcânicas, que 
emergiram do assoalho oceânico e nunca foram 
conectadas com algum continente ou por ponte 
continental 
– Galápagos 
Características das ilhas 
• Riqueza de espécies menor comparada à área 
similar de um continente 
 
• Similaridade de espécies entre ilhas 
continentais e continente x ilhas oceânicas 
 
• Ilhas oceânicas tendem a ter menor 
diversidade de espécies em qualquer 
categoria taxonômica 
 
Histórico 
• A influência de ilhas na biogeografia, biologia 
evolutiva e ecologia = início do século XIX 
– Wallace, Darwin e Hooker 
 
• ~1950: integração dos conceitos de biogeografia, 
ecologia e evolução no entendimento da especiação 
e na busca da explicação da variação geográfica das 
spp 
– Lack, Mayr e Hutchinson 
• Mac Arthur & Wilson (1963, 1967): a teoria do 
equilíbrio da biogeografia de ilhas 
– Mudança radical no pensamento biogeográfico 
 
• Onde um grupo taxonômico se originou? 
• Como a sua distribuição mudou em função da 
dispersão, especiação e extinção? 
 
• Quais os padrões gerais na distribuição das espécies, 
independentes de suas afinidades filogenéticas? 
• Qual o papel de interações ecológicas e características 
do hábitat na distribuição atual das espécies? 
 
Antes de 1960: 
• Teoria estática de ilhas = estrutura da 
comunidade insular era fixa no tempo 
ecológico. Resultava de eventos únicos de 
imigração e extinção; e número de spp 
determinado pelo limitado número de nichos 
disponíveis em cada ilha. 
• Descoberta independente da teoria do 
equilíbrio da biogeografia de ilhas: 
 
– Eugene Munroe (1948): tese de doutorado 
 
 
(1953): publicação de um 
resumo 
• NÃO É SUFICIENTE APENAS TERMOS UMA 
BOA IDÉIA. TEMOS QUE DESENVOLVÊ-LA E 
PUBLICÁ-LA. 
• As bases para o desenvolvimento da teoria: 
 
1. Desenvolvimento de modelos de equilíbrio 
dinâmico (início do século XX) 
 
• Forças opostas mantém a constância em algumas 
características de um sistema, apesar de mudanças 
contínuas em suas outras propriedades intrínsecas. 
– Ex: temperatura corporal de um endotérmico 
2. A tendência da riqueza de espécies aumentar 
com o tamanho da área. 
 
• Arrhenius (1920): S = cAz onde: 
S = número de spp 
c = constante ajustada 
A = área 
Z = representa a inclinação da reta, quando S e A 
são representados em escala logarítmica 
 
 
3) A tendência da riqueza de espécies diminuir 
com o maior grau de isolamento 
 
 
4. Retorno de espécies (turnover) 
 
– A rapidez da recolonização das ilhas de Krakatau 
A teoria da biogeografia de ilhas 
(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island 
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton) 
 
• Explica as três características básicas de biotas 
insulares: 
– Relação espécie-área 
– Relação espécie-isolamento 
– Retorno de espécies 
 
• As ilhas não funcionam como um sistema 
fechado. 
A teoria da biogeografia de ilhas 
(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island 
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton) 
 
• O número de spp que habitam uma ilha 
representa um equilíbrio dinâmico, porque as 
imigrações e extinções são consideradas como 
processos opostos e recorrentes, que mantém 
uma riqueza de spp relativamente estável, 
apesar das mudanças na composição das spp 
(taxa de retorno). 
Incorporando os efeitos do tamanho da 
ilha e do isolamento no modelo 
Tamanho taxa de extinção 
 
 
Isolamento taxa de imigração 
Combinando o tamanho da ilha com seu 
distanciamento... 
• SLN > SLF 
 
• SSN > SSF 
 
• TSN > TSF 
 
• TLN > TLF 
 
 
 
Onde L= large (grande), 
S=small (pequeno), 
N=near (próximo), 
F=fast (distante) 
 
Predições da teoria 
• O número de spp em uma ilha deve ser 
aproximadamente constante através do tempo (taxa 
de retorno contínua). 
 
• Grandes ilhas devem suportar mais espécies que 
ilhas pequenas. 
 
• O número de spp deve decrescer com o maior 
distanciamento da ilha. 
Predições da teoria 
• Em caso de perturbação, o modelo prevê as 
taxas relativas nas quais as ilhas de tamanhos 
e graus de isolamento diferentes poderiam 
retornar ao equilíbrio. 
Pontos fracos reconhecidos por outros 
autores 
1. Muitas biotas parecem não estar em 
equilíbrio entre taxas opostas de imigração e 
extinção; 
 
2. O modelo supõe que as identidades e as 
características de spp em particular podem 
ser ignoradas; 
3. A imigração e a extinção são tratadas como 
processos independentes; 
 
4. Uma única fonte de biota insular; 
 
5. Se as espécies insulares se originam através 
de especiação dentro da própria ilha, então, 
uma suposição básica do modelo (riqueza de 
spp afetada pela imigração e extinção) é 
violada; 
 
6. Não leva em conta a diversidade de 
mesohábitats dentro de ilhas maiores, que 
poderiam explicar o aumento da riqueza 
Testes do modelo 
1. Estimativas de retorno (turnover): 
 
Diamond (1969): recenseou a fauna aviária das 
ilhas do Canal após 50 anos do primeiro 
inventário 
 
 
Lynch & Johnson (1974): críticas = mudanças 
documentadas podem ser sido resultado 
de influência humana ou erro na metodologia e 
interpretação; retorno não natural! 
2. Defaunação experimental 
 
– Testes mais rigorosos, conduzidos por Wilson & 
Simberloff 
 
– O que foi feito? 
• Eliminação da fauna de artrópode terrestres de ilhotas 
diminutas, com vegetação de mangue vermelho 
Padrões adicionais em riqueza de spp 
• O efeito do salvamento 
 
– Brown & Kodric-Brown (1977): levantamentos de 
artrópodes em porção isoladas de vegetação 
 
– A proximidade gera troca gênica (aumento da 
variabilidade) de forma a combater os efeitos 
danosos da endogamia. 
 
– Daí, a proximidade influencia a taxa de imigração 
de spp novas e daquelas já presentes, tentando 
impedir a extinção das mesmas. 
• O efeito da área-alvo 
 
– A taxa de imigração pode também ser influenciada 
pela área da ilha 
• Maior possibilidade de serem vistos ou encontrados 
 
 
• O efeito da pequena ilha 
 
– Refere-se à tendência da riqueza de algumas faunas 
insulares em permanecer relativamente baixa e 
independente da área em ilhas muito pequenas 
Aplicação prática: conservação 
• O debate do SLOSS (“single large or several small”) 
 
Estratégias de minimização dos riscos de 
extinção: single large 
 
Quanto maior a reserva, menor os riscos de extinções 
 
No entanto... 
 há maior risco de extinções em massa por 
perturbações raras de grande escala 
 
 
 
 
• Estratégia de maximização da riqueza: 
several small 
 
• Várias pequenas reservas permitem proteger um 
número maior de espécies associadas a ambientes 
distintos 
 
• No entanto... 
• - muitasespécies são de borda e generalistas; 
• - riqueza não implica em uma maior estabilidade 
 
Limitações do SLOSS na prática 
 
1. A pergunta do SLOSS não é espacialmente explícita 
– Quantos several “small”? 
• Diferentes graus de fragmentação 
– Qual o distanciamento? 
– Qual a disposição? 
 
2. Raramente pode ser aplicada: temos que conservar o 
que sobrou