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22/05/2018 1 Ecologia de Populações e Comunidades Profa. Isabel Belloni Schmidt Dept. Ecologia – UnB isabels@unb.br Comunidades Interações interespecíficas Regulações populacionais Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 + - Consumidor-recurso - - Competição + + Mutualismo + 0 Comensalismo - 0 Amensalismo Predação Herbivoria Parasitismo Chris Brunskill Predação -Fuga - Armaduras/defesas físicas - Horário de atividade - Tamanho - Agressividade Chris Brunskill Herbivoria -Fuga no tempo ou espaço -Atração de predadores - Defesas químicas e mecânicas Parasitismo - Parasitas - Parasitoides - Hiperparasitoides O aumento da população de predadores ocorre em média dois anos após o aumento da população de presas. 22/05/2018 2 Efeito da predação na evolução Espécie A preda B Espécie A não preda B Espécie B não é predada por A Morrem Morrem Tempo V ar iá ve l “ X ” Estratégias de fuga Coloração críptica Coloração de advertência Mimetismo Proteção Velocidade Tamanho Defesas contra herbivoria -Fuga no tempo ou espaço; - Defesas químicas e mecânicas. Atração de predadores; Defesas contra herbivoria Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 + - Consumidor-recurso - - Competição + + Mutualismo + 0 Comensalismo - 0 Amensalismo + - - - - + Exclusão competitiva 22/05/2018 3 Competição explorativa Competição por interferência Efeito da competição na evolução Espécie A é melhor competidora que espécie B Espécie A sobrevive Espécie B não está competindo com a espécie A Nicho A Tempo R ec u rs o “ X ” Nicho B Gasto de energia com competição Efeito da competição na evolução Competição aparente + + + + + + + + - - - - - - - - - - Aumento na população de 1 sp. de pulgão pode prejudicar a população da outra espécie de pulgão Competição intraguilda + + + + - - - - + + + + + - - - - Pardal e joaninha estão na mesma guilda (consumidores primários) Mas o pardal pode também predar a joaninha Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 + - Consumidor-recurso - - Competição + + Mutualismo + 0 Comensalismo - 0 Amensalismo + + 22/05/2018 4 Mutualismo obrigatório Mutualismo facultativo + = + = Mutualismo alimentação/dispersivo Mutualismo defensa Mutualismo trófico + = + = + = Microbiota do sistema digestivo ‘flora’ intestinal?? Mutualismos em humanos Evolução Mutualismos eucariontes-procariontes Possível origem evolutiva de Mitocôndrias e Cloroplastos Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 + - Consumidor-recurso - - Competição + + Mutualismo + 0 Comensalismo - 0 Amensalismo Bromélias não parasitas Tubarão e Rêmora Efeito na espécie 1 Efeito na espécie 2 + - Consumidor-recurso - - Competição + + Mutualismo + 0 Comensalismo - 0 Amensalismo - 0 - 0 Fungu Penicillium Bactérias Maré vermelha Peixes 22/05/2018 5 Interações - Regulações populacionais ↑ Bottom-up Top-down ↓ Top-down ↓ Controle “top down” e “bottom up” Quando o nível trófico mais altos determina o tamanho do nível abaixo dele, a situação é denominada de um controle “top-down”. Quando o tamanho do nível trófico é determinado pela taxa de produção de seu recurso alimentar, a situação é denominada de um controle “bottom-up”. Quem controla o tamanho da população de ovelhas? Interações - Regulações populacionais Nível Trófico Controle Tam. Pop. Relativo Predadores (topo) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Herbívoros Predação Baixo (abaixo de K) Plantas (base) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Decompositores Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Interações - Regulações populacionais Nível Trófico Controle Tam. Pop. Relativo Predadores (topo) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Herbívoros Predação Baixo (abaixo de K) Plantas (base) Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Decompositores Disponibilidade de recursos Alto (próximo a k) Com extinção de predadores, as populações de herbívoros podem crescer sem regulação e ameaçar as populações de plantas Espécie chave por Robert Paine (1966) É uma espécie que exerce influência no ecossistema de forma desproporcional à sua densidade relativa. Exclusão competitiva A b u n d ân ci a Tempo Capacidade de suporte do sistema 22/05/2018 6 Possível efeito de uma espécie chave A b u n d ân ci a Tempo Capacidade de suporte do sistema Força da predação Cadeia alimentar simples Cadeia alimentar complexa Interações no mundo real Conceito de comunidade: Conjunto de populações em uma mesma área. - Comunidade de uma área de campo limpo de Cerrado; - Comunidade de uma área de mata de galeria; - Comunidade vegetal; - Comunidade de gramíneas; - Comunidade animal; - Comunidade de predadores, etc. F. E. Clements (1900’s) – “comunidade são como unidades discretas com fronteiras nítidas e uma organização única.” Comunidade fechada A b u n d ân ci a Gradiente ambiental 22/05/2018 7 Comunidade aberta • H. A. Gleason (1920’s)– “comunidade é uma associação fortuita de organismos cujas adaptações os capacitam a viver juntos sob condições físicas e biológicas particulares que caracterizam um determinado lugar.” A b u n d ân ci a Gradiente ambiental A b u n d ân ci a Gradiente ambiental Clements vs. Gleason (1900-1950/60) - Sucessão determinística; - Comunidade como um organismo; - Sucessão em direção clímax, estável. - Sucessão não- determinística; - Associações interespecíficas casuais; - Grande influência de acaso e distúrbios; - Sucessão em direção clímax, estável. • Sucessão como processo complexo, influenciado por diversos mecanismos; • Abandono da ideia (fixa) de comunidade clímax; • Sucessão multidirecional (e não unidirecional) Equilíbrio dinâmico Equilíbrio dinâmico (1950/60 - ) Robert Whittaker; John Curtis, J. Connell, et. al. Sucessão ecológica • Processo de mudança de espécies e estrutura de uma comunidade ao longo do tempo; - Influência de fatores bióticos e abióticos nas condições ambientais que permitem a colonização por diferentes tipos de espécies Espécie pioneira vs. espécie tardia 22/05/2018 8 • Sucessão primária (hábitats recém-formados) • Sucessão secundária Sucessão primária ou secundária? Sucessão • Comunidades climax (na ausência de perturbação) tendem a se manter estáveis “última instância do desenvolvimento da comunidade” • Se perturbadas (incêndio, desmatamento, furacões, etc) podem se recuperar Sucessão – comunidade clímax Sucessão – comunidade clímax Sucessão – comunidade clímax 22/05/2018 9 Perturbações Degradações Distúrbios Vazamento de barragem Mariana, MG 07/11/2015 Catástrofes Resiliência vs. Resistência Resistência = Habilidade de um sistema de não se alterar (resistir) diante de perturbações Resiliência = Velocidade (ou capacidade) com que um sistema retorna ao seu estado de origem após uma perturbação. Hipótese do distúrbio intermediárioR iq u ez a d e es p éc ie s Tempo Distúrbio Riqueza máxima Padrões de biodiversidade Padrões de biodiversidade Nos cinturões latitudinais: temperatura; produtividade; heterogeneidade topográfica 22/05/2018 10 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 Padrões de diversidade ↑ produtividade → ↑diversidade de espécies? Não necessariamente = paradoxo da produtividade Espécies melhores competidoras dominam: Exclusão competitiva Padrões de diversidade Numa região a diversidade parece ser influênciada pela complexidade estrutural dos habitats locais. Países megadiversos Países megadiversos Hotspots de Biodiversidade
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