O que

1
O que é biodiversidade?

• A diversidade se expressa nos mais diversos
  níveis de organização biológica.
• É a soma de toda a variabilidade biológica desde
  os genes até os ecossistemas

2
Por que nos preocuparamos com a biodiversidade?

• Base das atividades agropecuárias, florestais e
  pesqueiras
• Base do desenvolvimento biotecnológico, com a
  descoberta de novos produtos e novos usos
• Percepção da degradação acelerada dos habitats,
  com extinções e ameaça de extinções

3
O que é biodiversidade?

• Begon et al. O termo pode ser usado para
  descrever o número de espécies, a quantidade de
  variação genética ou o número de tipos de
  comunidades presentes numa área.

4
A diversidade genética

• A variedade genética entre os indivíduos de uma
  população (e, por extensão, de uma espécie)

5
A diversidade ecológicaRiqueza e
complexidade de uma região (diferentes
comunidades, habitats, níveis tróficos, formas
vegetativas, etc.)
6
Avaliar perturbações antrópicasSelecionar
áreas prioritárias para proteção ambiental
7
A diversidade específica

• Número e equitabilidade de espécies (a mais
  comumente discutida e estudada)

8
Qual é o tamanho da biodiversidade na biosfera?

• O que conhecemos
• 1 400 000 espécies de animais e plantas
• (750 000 spp de insetos, 41 000 de vertebrados e
  250 000 de plantas)
• O que prevemos
• De 5 a 30 milhões de espécies
• (Wilson, 1988)

9
A diversidade animal e vegetal
10
Como estimar a diversidade?

• O uso de índices
• A riqueza de espécies prós e contras

11
Conceitos a diversidade ecológica no nível das
espécies

• A diversidade é um dos principais componentes e
  descritores da estrutura das comunidades
  biológicas
• As duas comunidades ao lado têm a mesma
  diversidade?

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Índices de diversidade

• Índice de Simpson ou índice de dominância
• Índice de Shannon-Weaver

13
A diversidade biológica ou biodiversidade

• Padrões recorrentes de variação sugerem a
  existência de alguns princípios básicos
  reguladores da diversidade, em vez do acaso

14
Padrões
A riqueza diminui com a latitude Plantas
superiores
Taiga canadense
Floresta tropical de Guaraqueçaba
15
A diversidade tende a ser maior em direção ao
Equador ou áreas subtropicais, tanto em ambientes
continentais como marinhos rasos

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A riqueza diminui com a altitude (para todos os
domínios)
17
A diversidade aumenta com a profundidade pico de
riqueza de invertebrados bentônicos 2000 m
(limite do talude continental)
18
A diversidade aumenta ao longo do tempo evolutivo
19
A diversidade tende a ser maior em habitats
mais heterogêneos(Mac Arthur, 1965)

• Mais habitats e mais nichos potenciais ?
• ... mais oportunidades evolutivas
• Os próprios organismos constituem e alteram a
  heterogeneidade física
• Quanto mais complexa a estrutura vegetal, maior a
  riqueza de animais

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A diversidade tende a ser maior em habitats
mais heterogêneos

• Gradientes de Whittaker a diversidade e a
  estrutura vegetal aumentam com a umidade e
  temperatura

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A produtividade como indutora da diversidade
biológica

• Connel Orias (1964) sugeriram que maiores
  taxas de produtividade resultariam em maior
  diversidade. A rigor, a hipótese não encontra
  maior sustentação se não levarmos em conta a
  complexidade estrutural dos habitats envolvidos

22
(No Transcript)
23
A diversidade como função da entrada total de
energia nos sistemas ecológicos

O nível de evapotranspiração potencial (PET), que
associa a radiação solar e a temperatura, é um
bom previsor da diversidade em larga
escalaFundamentação hipotética mais energia no
sistema poderia ser compartilhada por mais
espécies/maiores densidades populacionais
reduziriam a taxa de extinção
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As causas da diversidade biológica o tempo
geológico

• Quanto mais longa a história evolutiva de um
  ambiente, maior a diversidade que este ambiente
  poderia potencialmente suportar
• A ausência das perturbações pleistocênicas em
  áreas tropicais como explicação histórica para a
  elevada biodiversidade tropical
• Ambientes mais estáveis teriam taxas de extinção
  mais baixas
• Mais tempo para (co-)evolução ? especialização

25
Uma derivação influente na ecologia marinha

• Hipótese da estabilidade-tempo (Sanders, 1968)
• Ambientes favoráveis constantes, previsíveis
• Ausência de grandes perturbações (p.ex.
  glaciações pleistocênicas)
• Populações estáveis
• Baixas taxas de extinção
• Tempo para (co-)evolução ? especialização
• Diversas exceções...

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As causas da diversidade biológica a
heterogeneidade ou complexidade espacial

• A heterogeneidade como indutora de um maior
  número de habitats e nichos potenciais (Mac
  Arthur, 1960) relação entre a diversidade de
  aves e a estrutura da copa das árvores

27
A competição como indutora da diversidade
biológica ao longo do tempo evolutivo

• A intensificação das interações competitivas,
  supostamente mais evidentes ao longo da história
  de evolutiva de regiões tropicais, forçaria o
  deslocamento e redução dos nichos, aumentando a
  diversidade das comunidades

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A predação como indutora da diversidade biológica

• A predação, supostamente mais comum nos
  trópicos, manteria as populações em baixas
  densidades, impedindo a exclusão de espécies com
  menores habilidades competitivas (Paine, 1966)

29

• Hipótese da perturbação intermediária (Connell,
  1975)
• Tipo, intensidade e freqüência das perturbações ?
  padrões locais de diversidade
• As perturbações são introdutoras de
  heterogeneidade ? mosaico de manchas espaciais e
  temporais
• Nível intenso de perturbação exclusão da vida
• Nível baixo de perturbação monopolização dos
  recursos pelas espécies dominantes
• Nível intermediário de perturbação uma
  comunidade se torna um mosaico de habitats
  fragmentados

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Diversidade e perturbação o modelo do equilíbrio
dinâmico
31
Teoria da biogeografia de ilhasOs vetores da
densidade populacional instantânea Áreas
pequenas terão menos espéciesÁreas distantes
também terão menos espécies
32
As taxas de extinção e imigração de aves
foram medidas ao longo de 51 anos neste exemplo
ao largo da Califórnia
33
A noção de ilhas para a teoria ecológica

• Aplica-se a qualquer tipo de ilha
• Topos de montanha
• Fragmentos de habitat
• Poças
• Uma árvore

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Usos e abusos na utilização dos índices de
diversidade

• A proliferação e o excesso de teorizações
• A relevância biológica a correlação entre a
  diversidade e outros atributos das comunidades
• Índices de diversidade como indicadores
  biológicos de processos de poluição ambiental

35
Diversidade e estabilidade

• MacArthur (1956) sugeriu que quanto maior o
  número de espécies em uma rede trófica, mais
  estável seria a comunidade frente a
  perturbações, por causa do maior número de vias
  alternativas para o fluxo de energia
• Evidências adicionais instabilidade de
  sistemas simples de predadores/presas/
  vulnerabilidade de monoculturas/ a
  vulnerabilidade da fauna de ilhas às invasões
  biológicas
• O conceito de MacArthur foi generalizado para as
  comunidades e ecossistemas e se tornou um dos
  carros-chefe do conservacionismo mundial

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Diversidade e estabilidade

• Maior diversidade leva a maior produtividade em
  comunidades vegetais, maximiza a aquisição de
  recursos a cada nível trófico e maximiza a
  retenção de nutrientes e recursos nos
  ecossistemas
• Alta diversidade reduz o risco de grandes
  mudanças nos processos ecossistêmicos como
  resposta a variações no ambiente ? estabilidade
  (!)
• Processos ecossistêmicos são mais variáveis
  (menos estáveis ou confiáveis) quando em baixa
  diversidade
• Alta diversidade reduz a probabilidade de grandes
  mudanças nos processos ecossistêmicos como
  resposta a invasões de patógenos e outras espécies

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• A hipótese de que a diversidade está relacionada
  com a estabilidade dos sistemas biológicos é na
  verdade uma metáfora poderosa, que exerce uma
  atração de natureza estética, acentuando a
  presumida unicidade da natureza e sua
  sensibilidade a pequenas alterações

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Diversidade e instabilidade dos sistemas
biológicos

• Gardner Ashby (1970) e May (1972) sugeriram que
  a estabilidade de modelos teóricos de redes
  tróficas tende, na verdade, a diminuir à medida
  que novas espécies são adicionadas

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Diversidade e estabilidade dos sistemas
biológicos o que sabemos hoje?

• Ou não há relação entre diversidade e
  estabilidade, ou esta relação é muito mais
  complexa do que se supunha, dependendo não apenas
  do número de espécies, mas também do número de
  conexões por espécie e da intensidade das
  interações entre espécies