slide Ecologia de Populações e Comunidades

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Ecologia de Populações e 
Comunidades 
Profa. Isabel Belloni Schmidt 
Dept. Ecologia – UnB 
isabels@unb.br 
 
 Biogeografia 
O que é Biogeografia 
O que é Ecologia? 
Estudo de padrões de distribuição e abundância de 
organismos; interações entre organismos e destes 
com o meio abiótico. 
 
O que é Biogeografia? 
Estudo de padrões de distribuição da diversidade 
biológica considerando fatores geográficos e 
históricos (tempo ecológico e geológico). 
 
Extinções em massa – tempo geológico 
 
Padrões de biodiversidade 
Padrões de diversidade 
• Relação espécie-área 
– ↑ área → ↑ populações → ↓ risco extinções 
– ↑ área → ↑ heterogeneidade → ↑ nichos disponíveis 
 
↑ heterogeneidade amb. → ↑diversid. de recursos 
↓ 
↑ diversid. de nichos = diversidade de espécies 
 
O que é Biogeografia? 
Estudo de padrões de distribuição da diversidade biológica 
considerando fatores geográficos e históricos (tempo ecológico e 
geológico). 
Regiões Biogeográficas 
(Alfred R. Wallace) 
Deriva Continental 
 
Variações climáticas 
Variações climáticas 
Como são feitas medidas de temperatura 
do ar há 400.000 anos atrás? 
[CO2] = 270ppm 
[CO2] = 370ppm 
Se variações climáticas são naturais, então 
as mudanças climáticas atuais são 
naturais? 
E as taxas de extinção atuais de espécies? 
• 6o evento geológico de extinção em massa; 
• Causado por humanos; 
• Taxa 2 ou 3x maior que a taxa de extinção de fundo típica da 
histórica geológica da Terra; 
• Predição: extinção de 50% das espécies em 100 anos; 
• Atualmente, usos antrópicos correspondem a 50% da energia 
disponível para a vida no planeta; 
• Taxa de extinção em décadas e não em milhares de anos. 
 
Por que há mais espécies nos trópicos? 
Hipótese: 
 
- Relação espécie-área 
Hipótese do tempo (Wallace 1878) 
Eoceno: - 54 mi. anos Oligoceno: - 38 mi. anos 
Mioceno: - 24 mi. anos Último máx. glacial: ~10 mil anos atrás 
Presente 
Trópicos vs. áreas temperadas 
Diferenças em: 
- Produtividade primária; 
- Condições extremas (não só temperatura: mangues, 
alagados, desertos...) 
• Quantidade de recursos (luz, água, temperatura, 
nutrientes); 
• Heterogeneidade espacial (topografia, geologia, 
microhabitats); 
• Heterogeneidade climática (diária e anual); 
• Interações biológicas. 
O que influencia padrões de biodiversidade? 
Teoria de Janzen & Connell (1972) 
Espécies abundantes vs. espécies raras 
Fatores filogenéticos 
• Inércia evolutiva; 
• Por que só há mamíferos marsupiais na Austrália? 
 
Mamíferos placentados e marsupiais têm nichos ecológicos 
necessariamente diferentes? 
Convergência Evolutiva 
Teoria de Biogeografia de Ilhas 
• Robert MacArthur & E. 
O. Wilson 1960s 
• Tenta explicar 
diferenças na riqueza 
de espécies em ilhas 
E. O. Wilson 
Robert MacArthur 
O que é uma ilha? 
Qualquer fragmento de um ecossistema/habitat isolado 
de outro ecosistema/habitat similar 
Terra rodeada de água 
Topos de morros rodeados 
por áreas baixas 
Lagos rodeados por terra 
Vegetação natural rodeada 
por monocultura 
Kipukas – florestas não 
 destruídas por lava vulcânica 
Campos úmidos do 
Cerrado 
Predições: 
- Número esperados de 
espécies em equilíbrio numa 
ilha depende das taxas de 
imigração e extinção; 
- Equilíbrio: taxa de imigração 
= taxa de extinção; 
- Ou seja: para cada espécie 
extinta, uma nova espécie 
coloniza a ilh. 
Teoria de Biogeografia de Ilhas 
Premissas e parâmetros do modelo 
• Premissas: 
- Existe um ‘continente’ = fonte de 
espécies imigrantes; 
- Extinções e migrações de espécies 
são aleatórias (não há superioridade 
competitiva ou de dispersão entre 
espécies) 
 
 
• Parâmetros (efeitos) : 
1) Tamanho de ilha 
(pequena vs. grande); 
2) Proximidade com o continente: 
(longe vs. perto). 
 
Taxa de imigração & distância entre ilha e continente 
• Imigrantes vindos do 
continente; 
• Distância da ilha 
(isolamento) afeta taxas de 
colonização (imigração); 
• Ilhas + próximas  maior 
taxa de imigração 
• Por que? 
– Maior probabilidade de 
chegada 
Number of resident species 
Im
m
ig
ra
ti
o
n
 r
a
te
 Near 
island 
Far 
island 
Com o aumento no número de espécies 
na ilha, diminui a taxa de imigração. 
Por que? 
↑ número de espécies  ↓ probabilidade de chegada de spp. novas 
• Tamanho da ilha afeta taxa 
de extinção: 
• Ilhas menores  maiores 
taxas de extinção 
• Por que? 
– Menor diversidade de habitats 
– Área menor  populações 
menores  maior risco de 
extinção 
• Com aumento do número de espécies na ilha, 
aumentam as taxas de extinção. Por que? 
Taxa de extinção & tamanho da ilha 
Number of resident species 
E
x
ti
n
c
ti
o
n
 r
a
te
 
Large 
island 
Small 
island 
↑ número de espécies  ↑ competição; 
↑ número de espécies  ↑ número de espécies que podem se extinguir 
• Quais ilhas têm a menor e 
a maior riqueza de 
espécies? 
• Equilíbrio dinâmico – 
composição de spp. pode 
variar; 
• Ou seja, no equilíbrio o 
número de spp. é 
constante mas a 
composição de espécies 
da comunidade não. 
Equilíbrio = conjunto das taxas de 
imigração e extinção: 
Teoria de Biogeografia de Ilhas 
Número de espécies 
T
a
x
a
s
 d
e
 i
m
ig
ra
ç
ã
o
 
o
u
 e
x
ti
n
ç
ã
o
 
Ilha 
longe 
Ilha 
pequena 
Ilha 
perto 
Ilha 
grande 
 
• Efeito resgate: Ilhas mais próximas do continente 
podem ter menos extinções porque a chegada de 
novos indivíduos da mesma espécie é muito frequente. 
• Efeito do alvo: ilhas 
maiores são ‘alvos’ mais 
fáceis de ser atingidos 
Number of resident species 
E
x
ti
n
c
ti
o
n
 o
r 
im
m
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o
n
 r
a
te
 
Teoria de Biogeografia de Ilhas 
Biogeografia de ilhas e conservação 
• Modelo conceitual para entender processos resultantes da 
fragmentação de habitats em populações e comunidades; 
 
• Sugere ferramentas para a conservação. 
Área antes contínua é subdividida e 
isolada, por ações antrópicas 
Área antes contínua é subdividida e isolada, por ações 
antrópicas. 
Fragmento = ilha 
Número de espécies 
T
a
x
a
s
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e
 i
m
ig
ra
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ã
o
 
o
u
 e
x
ti
n
ç
ã
o
 
Ilha 
longe 
Ilha 
pequena 
Ilha 
perto 
Ilha 
grande 
Quão rápida é a extinção de 
espécies em novos 
fragmentos? 
 
Ponto de equilíbrio demora 
para ser atingido (décadas ou 
séculos); 
 
 Déficit de extinção 
 Consequências da fragmentação: efeito de borda 
• Interior ≠ da borda do fragmento: 
– Umidade; 
– Luz 
– Temperatura 
– Vento 
– Parasitas e predadores. 
• Borda com qualidade reduzida → 
redução do tamanho efetivo do 
fragmento → riqueza de spp. menor 
que o esperado. 
Ferramentas de conservação 
Efeito resgate, reduz o isolamento entre fragmentos 
 menor extinção e maior número de espécies em 
equilíbrio 
Corredores ecológicos 
Aumenta o tamanho efetivo dos fragmentos  
potencial aumento do número de espécies no 
equilíbrio 
Restauração 
Ferramentas de conservação 
Padrões de diversidade 
• Dispersão e vicariância 
• Por que só há mamíferos marsupiais na Austrália? 
 
Mamíferos placentados e marsupiais têm nichos ecológicos 
necessariamente diferentes? 
Dispersão e vicariância 
 
Último máx. glacial: ~10 mil anos atrás 
Dispersão vs. vicariância 
Mesmas espécies ocorrendo em áreas 
disjuntas de savana na América do Sul. 
 
O queexplica este padrão biogeográfico: 
 Dispersão ou Vicariância? 
Complexo Maui Nui: 
1 único vulcão, ilhas 
interconectadas 
Dispersão vs. vicariância 
Dispersão 
Vicariância 
Deriva Continental 
 
Planejamento 
• Próxima aula – 31 outubro: PROVA 2 (25% da nota) 
Capítulos: 14 a 21 
+ material no Moodle 
 
Relatório 2ª prática: 
 - dados dos censos de plantio 
 - faltantes 
 
Terceiro módulo: Ecologia aplicada 
- Invasões biológicas, restauração, extrativismo, 
mudanças climáticas, etc. 
Sugestão 
• Resumo da(s) aula(s)