Biogeografia de Metapopulações

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FRAGMENTAÇÃO NO 
CONTEXTO DE BIOGEOGRAFIA 
DE ILHAS ECOLOGIA DE 
METAPOPULAÇÕES 
A DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES 
NAS PAISAGENS NÃO É 
HOMOGÊNEA. 
Extensa área florestal 
contínua 
Mosaicos isolados 
Circundados por 
matriz 
Novo habitat 
 Matriz 
 Porção de habitat 
 Corredores de vegetação 
O QUE ACONTECE APÓS A 
FRAGMENTAÇÃO? 
 
Fragmentação 
 da floresta 
Diversidade média em 
uma localidade inserida 
em uma região contínua 
de floresta 
 
Diversidade 
resultante após a 
exclusão randômica Diversidade 
resultante após a 
reorganização da 
comunidade 
Fragmento 
grande 
Fragmento 
médio 
Fragmento 
pequeno 
Tempo 
D
iv
er
si
da
de
 d
e 
 e
sp
éc
ie
s 
DeSouza et al. 2001 
Um ecossistema é fragmentado 
O local é 
isolado 
O centro fica 
mais próximo da 
borda 
Indivíduos são 
perdidos 
Habitats são 
perdidos 
Os habitats 
diminuem 
Populações são 
perdidas 
MENOR RIQUEZA 
DE ESPÉCIES 
MAIOR RIQUEZA 
DO QUE ANTES 
RIQUEZA IGUAL A 
ANTES 
Efeitos de 
forma 
Efeitos de 
borda 
A quantidade de 
recursos diminui 
Novos 
habitats 
Problemas 
ambientais 
Populações 
diminuem 
Maior 
invasibilidade 
Explosão populacional dos 
populações remanescentes 
Nichos vagos 
são ocupados 
Efeitos de 
resgate 
Menor 
acesso 
Maior 
acesso 
Menos 
colonizadores 
Restrições 
demográficas 
Mais colonizadores + 
visitantes chegam ao local 
Aumento da 
competição 
Interações 
negativas são 
aliviadas 
Interações 
positivas são 
limitadas 
UM FRAGMENTO É UMA ILHA? 
BASE TEÓRICA TRADICIONAL 
 A base teórica para manejar ecossistemas 
fragmentados foi oferecida em grande parte pelos 
estudos desenvolvidos em ilhas oceânicas. 
BIOGEOGRAFIA DE ILHAS: 
Modelo do Equilíbrio Insular. 
“A riqueza específica é resultado do balanço entre os 
eventos de imigrações e de extinções.” 
Implicações → Composição de espécies → Oscila. 
Riqueza é equilibrada. 
Extinção: 
Tamanho da ilha (+). 
“Efeito Resgate”. 
Imigrações: 
Forte correlação com a 
distância. 
“Efeito Alvo”. 
Introdução de um importante conceito: 
Curva espécie  área. 
0.5 1.0 1.5 2.0
20
30
40
50
60
70
Logaritmo da área do fragmento
R
iq
ue
za
 d
e 
es
pé
ci
es
A DIVERSIDADE EM UMA ILHA 
QUALQUER 
Diversidade de 
espécies da ilha 
 
Imigração e 
colonização 
 
Especiação 
Extinção 
local 
Emigração 
 
- 
+ 
- 
+ 
O QUE DESENCADEIA A SAÍDA E 
A CHEGADA DE INDIVÍDUOS E 
ESPÉCIES? 
 
 Baixa Disponibilidade 
de recursos 
 Inadequação do 
 ambiente biótico 
 Inadequação do 
ambiente físico 
 Falta de parceiros 
 sexuais 
 Acaso 
Desencadeadores de 
emigração 
dispersão 
 Isolamento do local 
 Área e forma 
 Disponibilidade 
de recursos 
 Adequação do ambiente 
físico 
 Adequação do ambiente 
biótico 
 Tamanho do propágulo 
 Acaso 
Promotores de imigração e 
colonização 
O QUE FAZ COM QUE UMA ILHA 
PERCA ESPÉCIES ? 
 
 Aumento da pressão 
de predação 
 Alta competição intra e 
interespecífica 
 Diminuição da 
quantidade e qualidade 
de recursos 
 Ambiente físico e 
químico inadequado 
 Isolamento geográfico 
 Falta de espaço 
Reduzir a 
natalidade e a 
imigração 
Elevar a 
mortalidade e a 
emigração 
Redução na 
densidade 
populacional 
Extinção devido 
a endogamia 
hibridização, 
flutuação 
demográfica 
e/ou acaso 
TEORIA DO EQUILÍBRIO DE 
BIOGEOGRAFIA 
S
imigração de
novas espécies (I)
Extinção de
espécies (E)
Ilha
próxima
Ilha
distante
Ilha
pequena
Ilha
grande
Colonização (I) Extinção (E)
Número de espécies presentes, S
BA
SSSS1 2 3 4
BIOGEOGRAFIA DE ILHAS (DÉCADA 70) 
1.Reserva grande ao invés de várias pequenas. 
Depende da heterogeneidade habitat. 
“Sloss” (single large ou several small) 
2. Formato Circular. 
3. Agrupadas. 
4. Corredores Ecológicos. 
MAIS ARGUMENTOS! 
(FINAL DA AULA) 
TEORIA DE METAPOPULAÇÕES 
Após a fragmentação: 
“Surgem populações distribuídas no espaço, distantes 
geograficamente entre si e, que potencialmente podem 
trocar material genético a partir de reprodução sexuada”. 
 
 
Não ocorre apenas devido a fragmentação: 
Padrões de distribuição espacial. 
Mecanismos de dispersão. 
Limites naturais de distribuição. 
 
 
O QUE É UMA METAPOPULAÇÃO? 
 Estabelecido por Richard Levins em 1969, rede de 
populações formada por subpopulações 
espacialmente estruturadas em agrupamentos, cujos 
indivíduos se reproduzem localmente e onde a 
migração entre as populações pode influenciar a 
dinâmica local e o fluxo gênico da região 
TEORIA DE METAPOPULAÇÕES 
O QUE É UMA 
METAPOPULAÇÃO? 
METAPOPULAÇÃO 
TEORIA DE METAPOPULAÇÕES – IDÉIA GERAL. 
Manchas menores e distantes atuam como “ralo”. 
Torezan 2011. Laboratório de Ecologia Vegetal-UEL. 
TEORIA DE 
METAPOPULAÇÕES 
Dinâmica: 
 Distância entre as populações. 
 Capacidade de dispersão. 
 
Extensas áreas fornecedoras de propágulos → 
probabilidade de colonização de áreas muito distantes. 
TEORIA DE 
METAPOPULAÇÕES – 
PADRÕES. 
Continente-ilha: onde as extinções locais ocorrem 
majoritariamente nas subpopulações menores, as ilhas. Essas 
extinções localizadas, têm pouco efeito sobre as populações 
maiores, os continentes, que servem como fonte de indivíduos 
para dispersão e fazem com que a metapopulação como um todo 
consiga se manter. 
GEF 103- ECOLOGIA FLORESTAL: Aula de Fragmentação da Vegetação 
Populações em Manchas: as subpopulações são dispostas em manchas de habitat 
ou habitats variáveis no tempo e espaço. Devido a altas taxas de dispersão, pode 
ser que essas subpopulações se unam em uma única grande população. Há então 
uma probabilidade muito baixa de extinção em populações locais discretas. 
Metapopulação em desequilíbrio: não existe interação entre as 
subpopulações, de forma que a recolonização é ausente ou 
insuficiente para balancear a extinção, fazendo com que a 
metapopulação desapareça gradativamente. (Relictos). 
Padrão Misto: conjuntos de subpopulações se balanceando 
entre extinções e colonizações de modo com que a 
metapopulação persista. 
METAPOPULAÇÃO 
O QUE INTERESSA NA PRÁTICA? 
Dinâmica de extinções locais e recolonizações 
Permeabilidade da matriz 
e conectividade entre manchas 
Mobilidade da espécie Tamanho efetivo 
Tamanho mínimo 
Da mancha de habitat 
PROBLEMAS PARA MANTER 
METAPOPULAÇÕES VIÁVEIS 
METAPOPULAÇÃO: 
PERMEABILIDADE 
METAPOPULAÇÃO: 
PERMEABILIDADE 
O PROBLEMA DAS PEQUENAS 
POPULAÇÕES 
 Área Dinâmica Mínima (ADM) 
 
 Determinada uma PVM, deve-se determinar a ADM, 
ou seja a extensão do habitat adequado para manter 
esta população. 
 
Onça pintada (Panthera onca): 
•Necessita áreas muito extensas para 
sobreviver 
• 12 km² (1200ha)/ onça ou casal de 
onça 
• Extensão da área 
•por ser grande precisa se alimentar de 
presas grandes. 
•Territorialista 
• Parque Nacional do Iguaçu (1.850 km²) 
• cerca de 150 onças 
• Parque Nacional da Tijuca (40 km²) 
• não existem mais onças 
FERNANDEZ , 2004 
Tamanho mínimo de 
habitat 
PERDA DE VARIABILIDADE GENÉTICA 
 
Importante em adaptação 
 
Frequência alélica é variável 
 
Deriva Genética 
 - baixa frequência de movimento 
 minimiza perdas de variabilidade 
DEPRESSÃO ENDOGÂMICA 
 Causada pelo acasalamento entre parentespróximos 
 
 Permite a presença de alelos nocivos herdados de 
ambos os pais 
 
 Em plantas, diminui quando são polinizadas por 
cruzamento com o pólen de plantas de grande porte 
 
DEPRESSÃO EXOGÂMICA 
 Acasalamentos entre espécies diferentes 
 
 Caracterizada por uma cria híbrida 
 
 Entre subespécies diferentes 
 
 Deve ser observada em criatórios 
 
 Importante nas plantas 
VARIAÇÕES AO ACASO 
 
 demográfica 
Aleatoriedade 
 ambiental 
 
 
PLANEJAMENTO DE ÁREAS 
PROTEGIDAS 
Questões-chave: 
1. Qual a extensão que reservas naturais devem ter para 
proteger as espécies? 
2. É melhor criar uma única reserva ou muitas de tamanho 
menor? 
3. Quantos espécimes de uma espécie ameaçada devem 
ser protegidos em uma reserva para evitar a extinção? 
4. Que forma deveria ter uma reserva natural? 
5. Quando várias reservas são criadas, elas deveriam estar 
próximas umas das outras ou bem distantes, e deveriam 
ser isoladas ou interligadas por corredores? 
PLANEJANDO ÁREAS 
PROTEGIDAS 
 O dilema do tamanho da área a ser protegida. 
 O que é melhor uma grande área ou várias pequenas 
áreas? SLOSS – Single Large or Several Small 
Grande área única 
(+) 
Várias áreas pequenas 
(+) 
Capacidade de manter 
populações de animais de 
grande porte em densidade 
ótima 
Podem incluir diversidade de 
tipo de habitas 
Minimiza o efeito de borda Mais populações de espécies 
raras 
Abriga mais espécies Efeitos catastróficos 
amenizados e diluídos 
mais diversidade de habitat 
dentro da mesma reserva 
Possibilidade de implantação 
em países de área reduzida 
 Inserir figura 4.10