Macroecologia_e_Mudancas_Climaticas

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Macroecologia e Mudanças 
Climáticas 
Macroecologia 
• O que é? 
 
• Qual o objetivo? 
 
• Variáveis macroecológicas: 
– Riqueza de espécies; 
– Amplitude de distribuição; 
– Abundância; 
– Tamanho corporal 
 
 
 
Definição (Brown, 1995): 
• Consiste em uma investigação estatística e 
não experimental da relação entre a dinâmica 
e interação entre populações de espécies que 
têm sido estudadas em escalas locais por 
ecólogos, e processos de especiação, extinção 
e expansão e contração de distribuições 
geográficas que têm sido investigadas em 
escalas mais amplas por biogeógrafos, 
paleontólogos e macroevolucionistas. 
Macroecologia 
• Sua relação com a Biologia da Conservação 
 
– O impacto da população humana 
• A destruição de hábitats e a conversão das áreas naturais 
para uso em atividades antrópicas ; 
• As mudanças climáticas associadas. 
 
– O impacto sobre a biodiversidade 
• Fenologia; 
• Distribuição das spp; 
• Extinção. 
 
Mudanças climáticas 
• Consequência do aumento da concentração 
dos gases de efeito estufa na atmosfera 
terrestre; 
 
• Geram aumento nas médias, picos e 
variâncias de temperatura e umidade, à nível 
local, regional e global. 
 
 
Distribuição das Espécies em Contexto 
Macroecológico 
• Existe um consenso que as espécies não se 
distribuem aleatoriamente no espaço. 
– A maioria das espécies concentra-se nas regiões 
tropicais do globo; 
 
– A maioria das espécies tem distribuição restrita, 
com grande número de espécies ocorrendo em 
áreas pequenas e poucas espécies ocorrendo em 
muitas regiões. 
Distribuição de 90 espécies de falconiformes na América do Sul 
Mecanismos envolvidos na origem e 
manutenção desses padrões 
• Processos atuais; 
• Processos históricos. 
 
Entender tais mecanismos é fundamental para 
prever a resposta da diversidade biológica às 
mudanças climáticas previstas para os próximos 
anos. 
Como deve ser modelada a 
distribuição geográfica 
das espécies? 
Como deve ser modelada a 
distribuição geográfica das espécies? 
• Ela é, de fato, o resultado de um conjunto de 
populações locais (ou mesmo indivíduos) 
distribuídos no espaço geográfico e ligados 
entre si por meio de dispersão e migração, o 
que garante a coesão genética (e, portanto, 
microevolutiva) da espécie, em um dado 
instante de tempo. 
Quais seriam as fontes de informação 
sobre a distribuição geográfica 
das espécies? 
Fontes de informação sobre a 
distribuição geográfica das espécies 
Para a modelagem da distribuição potencial (MDP): 
1) Locais de ocorrência; 
2) Características fisiológicas e ecológicas; 
3) Variáveis ambientais (WorldClim: 
http://www.worldclim.org) 
 
 
A modelagem de distribuição potencial se tornou um 
procedimento comum para determinar a amplitude da 
distribuição geográfica das espécies. 
 
 
 
Mapa de pontos de Harpya haruja (Falconiforme). 
Mapa de extensão de ocorrência (mapa de contorno) 
de H. haruja. 
Modelo de nicho de H. haruja usando o algoritmo MAXENT. 
Exemplos de aplicações dos MDP das espécies 
 
Problemas nos dados utilizados em modelos de 
distribuição potencial de uma espécie 
O que se pode extrair desses dados? 
• Área de ocorrência é uma medida de difícil 
avaliação; 
• Distribuições geográficas não são constantes 
no tempo; 
• Mapas de extensão de ocorrência possuem 
erros inerentes a sua construção. 
Principais tipos de erros: 
1) Erros de comissão: atribuir a ocorrência da 
espécie em região que ela não ocorre; 
 
2) Erros de omissão: omitir a ocorrência onde a 
espécie ocorre. 
 
Mapas de extensão de ocorrência: um modelo 
da distribuição geográfica da espécie 
Mapa de ocorrência do buriti (Mauritia flexuosa) no 
Distrito Federal. 
Modelo de distribuição potencial do 
Buriti pelo método da Assinatura 
Ambiental. 
Modelo de distribuição potencial do 
Buriti gerado pelo algoritmo MAXTENT. 
Nicho ecológico 
• Conceito multidimensional (Hutchinson): 
conjunto de condições e recursos ambientais 
que permite com que uma espécie sobreviva. 
 
• Modelo de distribuição com base na 
caracterização do espaço multidimensional 
formado pelas variáveis ambientais que 
definem o nicho. 
Envelope Ambiental ou Bioclimático 
 
Problemas no processo de delimitação 
e estabelecimento do nicho 
• O modelo determina a distribuição geográfica 
potencial e não a real ou atual; 
 
• A definição das variáveis que compõem o 
nicho de uma espécie: 
– Condições e Fatores Ambientais = nicho 
grinneliano 
– Processos de interação e utilização de recursos = 
nicho eltoniano 
 
Problemas no processo de delimitação 
e estabelecimento do nicho 
• Os limites são, em geral, estabelecidos a partir de 
dados de ocorrência de coleções, o que pode ser 
enviesado pelos processos não ambientais 
subjacentes à distribuição das espécies. 
 
• Várias técnicas estatísticas e computacionais para 
estabelecer um modelo de nicho ecológico e 
projetar sua distribuição geográfica, com 
diferentes capacidades de predição e adequação. 
Abordagens de modelagem 
• Modelos delineados para dados de 
presença/ausência 
 
• Modelos delineados para dados de presença 
Estudo de caso: modelando a distribuição do pequi - 
uma espécies típica do cerrado e de importância 
econômica (Marco Jr & Siqueira, 2009) 
• Dados de ocorrência e variáveis ambientais: 
– 50 registros de ocorrência de Caryocar brasiliense dentro 
do Estado de São Paulo (Siqueira & Durigan, 2007), 
conhecida popularmente como pequi, intensamente 
utilizada para alimentação. 
 
– Foram utilizados dados climáticos (temperatura anual 
média e precipitação anual) oriundos do Worldclim 
<http://www.worldclim.org/> (Hijmans et al. 2005) e 
topográficos (elevação, aspecto e inclinação do terreno), 
oriundos do uS Geological Surveys <http://edc.usgs.gov> 
ambos com a mesma resolução, aproximadamente 1km. 
• Padrões de distribuição: 
 
Respostas das distribuições geográficas 
às mudanças climáticas 
• Considerações importantes: 
– Mudanças climáticas fazem parte da própria 
dinâmica evolutiva dos nichos das espécies; 
 
– A dificuldade em se incorporar dispersão de forma 
realista nos modelos de nicho. 
 
Condições assumidas ao utilizar 
modelos de nicho para predições 
• Existe constância do modelo no momento 
atual e futuro: há conservação do nicho. 
 
• Há possibilidade total de dispersão ou não há 
qualquer capacidade de dispersão. 
 
 
Estudo de caso: distribuição de 90 spp de 
aves da ordem Falconiformes nas Américas 
Riqueza atual e esperada para 2080-2100 
Turnover esperado de espécies de falconiformes em 2080. 
Implicações para a Conservação 
• Mudanças substanciais em termos de ganhos 
e perdas de espécies. 
 
– Consequências: 
1) O planejamento de áreas prioritárias para 
conservação leva essas mudanças em 
consideração? 
2) Os sistemas de reservas perderão eficácia no 
futuro? 
 
 
 
Como incorporar os efeitos das mudanças 
climáticas em programas de planejamento para 
conservação da biodiversidade? 
 
1) Modelagem das distribuições no presente e no 
futuro; 
 
2) Integrar a informação obtida em um sistema de 
apoio à tomada de decisão em conservação. 
Problemas possíveis: 
• As mudanças atuais devem ocorrer de forma 
muito rápida, de modo que o balanço entre 
deslocamento de distribuição sob conservação de 
nicho e dispersão não permitirá que as espécies 
persistam; 
 
• As “trilhas” de dispersão não estão totalmente 
livres, dificultando a dispersão gradual e exigindo 
que a nova distribuiçãoseja alcançada por 
eventos raros de dispersão de longa distância. 
Sendo assim... 
Modelo = nicho ecológico das espécies 
+ 
processo de dispersão estruturado por hábitat 
+ 
padrões sócioeconômicos de ocupação humana