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JP Metzger Lepac USP
Conservação Ecológica
Biogeografia de ilhas e metapopulações
Jean Paul MetzgerDepto. Ecologia – IB - USP
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1. Definições2. Por que conservar?
Causas de extinçõesEstimativas de perda
3. Sensibilidade das populações pequenas4. Vulnerabilidade à extinção
Principais tópicos
I – CONCEITOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO
II – ESTUDO DE POPULAÇÕES FRAGMENTADAS
5. Biogeografia de ilhas
6. A teoria de metapopulações
7. Ecologia de paisagens
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SISTEMA NACIONAL DE UNIDADES DE CONSERVAÇÃOLEI No 9.985, DE 18 DE JULHO DE 2000.
Conservação da natureza: todo tipo de manejo da natureza (proteção total, utilização sustentável e restauração) visando a perpetuação das espécies e a manutenção dos recursos naturais de forma sustentável.
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• estéticas, cênicas• econômicas:
• valores diretos: consumo (lenha, caça), produtivo (madeira de lei, castanha do Pará, peixes, frutas, mel, cera de abelha,....)• valores indiretos (serviços ambientais): proteção de mananciais, contenção de erosões, deslizamentos e enchentes, controle climático, recreacional, eco-turismo• valor de opção: banco genético para indústria de alimentos e de fármacos
• éticas (valor de existência)
Por que conservar a biodiversidade ?
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VALORES INSTRUMENTAIS: •estéticas, cênicas• econômicas:
• valores diretos:• valores indiretos (serviços ambientais):• valor de opção
VALORES INTRÍNSECOS• éticas (valor de existência)
Por que conservar a biodiversidade ?
Qual a diferença de considerar valores intrínsecosou instrumentais?
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JP Metzger Lepac USPSe extinções são naturais, por que se preocupar?
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- Perda e fragmentação do habitat
- Introdução de espécies exóticas
- Exploração direta
- Mudanças climáticas
Principais causas dacrise da biodiversidade
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Exemplo do Mar de Aral
Antiga União Soviética (agora Cazaquistão –Uzbequistão)
Era a quarta maior superfície de água doce do mundo – 68.00 km2
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Exemplo do Mar de Aral
Alimentado por dois rios (AmuDaria e Sir Daria)
A partir dos anos 1960 foram utilizados para irrigação de culturas de algodão no Uzbequistão (Amu Daria) e de arroz no Cazaquistão (Sir Daria).
Até 90% da água destes rios foi retirada.
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Exemplo do Mar de Aral
1989 2003
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Exemplo do Mar de Aral
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Exemplo do Mar de Aral• O Mar de Aral praticamente secou (perdeu 60% do
seu volume);• Com o aumento da salinidade, os peixes morreram
(20 das 24 espécies de peixes locais se extinguiu) e a comunidade de pescadores locais (60 mil pessoas) abandonou as atividades;
• Os depósitos de sal nas áreas ressecadas foram dispersas pelo vento, reduzindo a produtividade agrícola e acabando com a criação de gado num raio de 200 km no entorno do Mar de Aral;
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Exemplo do Mar de Aral• O lençol freático baixou de 5 a 15 m nas áreas do
entorno e ficou salgada;• Nas áreas irrigadas, o lençol subiu, provocando a
salinização do solo e sua desertificação• O clima mudou, ficando mais quente no verão e
menos chuvoso.• A população sofre com a alta densidade de areia e sal,
com a contaminação dos solos e da água por pesticidas (muito usados para o algodão) – a amamentação não é recomendada devido à alta concentração de pesticidas no leite materno! A incidência de câncer de garganta e de doenças respiratórias é alta.
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Estimativas de perda de espécies
Arrhenius (1921):
S=c Az onde: S: riquezaA: áreac e z constantes (específicas)
Arrhenius, O. 1921. Species and area. J. of Ecology 9: 95-99.
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Relação entre área de uma ilha e a taxa de extinção
A variação da riqueza em função da área da ilha pode ser modelizada a partir da equação logística:
S: riqueza específicaA: área da ilhac e z são duas constantes
S = c Az
Log(S) = Log(c) + z Log(A)
Log(A)
Log(S)
Log(c)
zA constante “z” parece representar as capacidades de colonização e as possibilidades de extinção das comunidades estudadas
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Estimativas de perda de espécies
Arrhenius, O. 1921. Species and area. J. of Ecology 9: 95-99.
z médio = 0,30
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mudança no padrão de uso e ocupação das terras....
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JP Metzger Lepac USP48% da terra está diretamente transformada / alterada pelo Homem (FAO 2002)
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Estimativas de perda de espécies
(Wilson 1993)
• 1.500.000 espécies identificadas• Estima-se de 10 a 100 milhões o número de espécies
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Estimativas de biodiversidadeErwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in
Coleopterea and other Arthropod species. Coleopterists Bulletin, 36: 74-75.
• Em uma árvore tropical: 1200 espécies de besouros, das quais 163 específicas à aquela espécie.
• 50 000 espécies de árvores: (* 163) = 8.150.000 espécies de besouros em áreas tropicais
• No total: 10 milhões de espécies de besouros• Insetos (1/3 é besouro) = 30 milhões• Total de espécies: > 60 milhões
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• 1.500.000 espécies identificadas• Estima-se de 10 a 100 milhões o número de espécies• A extinção de espécies é estimada em função da perda da área de floresta tropical
• Para S=10 milhões, z= 0,15 ==> extinção = 17.500 espécies/ano
74 espécies/dia3 espécies/hora
• Taxa de extinção é hoje 100 a 1000 vezes maior • Neste ritmo 10-50% das espécies devem desaparecer até2030
Estimativas de perda de espécies
(Wilson 1993)
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Estimativas de perda de espécies
Sexta grande crise de extinção
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Taxa de extinção de fundo
vs
Taxa de especiação
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• éticas (valor de existência)• estéticas, cênicas• econômicas:
• valores diretos: consumo (lenha, caça), produtivo (madeira de lei, castanha do Pará, peixes, frutas, mel, cera de abelha,....)• valores indiretos (serviços ambientais): proteção de mananciais, contenção de erosões, deslizamentos e enchentes, controle climático, recreacional, eco-turismo• valor de opção: banco genético para indústria de alimentos e de fármacos
Por que conservar a biodiversidade ?
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Espécies extintas no Brasil-11 espécies extintas nos últimos 500 anos (QUAIS????)
Coleoptero – ExtintoAve (Mutm) – Extinto da NaturezaAve (Arara Azul Pequena) – ExtintoColeoptero – ExtintoLepidoptera – Provavelmente extintoLepidoptera – Provavelmente extintoLepidoptera – Provavelmente extintoLepidoptera – Provavelmente extintoLepidoptera – Provavelmente extintoLepidoptera – Provavelmente extintoGastropodo – ExtintoGastropodo – ExtintoGastropodo – ExtintoAnnelida – Provavelmente extintoAnnelida – Provavelmente extintoOnycophora – Provavelmente extinto
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Dodô
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Tigre da Tasmânia
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Quagga
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• Na Mata Atlântica existem 188 a 199 espécies endêmicas, das quais 70 a 102 estão ameaçadas de extinção.
• O tempo de latência entre a perda do habitat e a extinção de uma espécie de ave pode ser de 50 a 100 anos.
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Quantas espécies já foram extintasou estão em vias de serem extintas?
IUCN – Bankok(17-25 Nov 2004)
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• O que significam as categorias?
CATEGORIA Característica
Extintas Espécies que não existe no ambiente natural
Críticas Probabilidade > 50% de extinção em 5 anos ou em duas gerações
Ameaçadas Probabilidade de 20-50% de extinção em 20 anos ou 10 gerações
Vulneráveis Probabilidade de 10-20% de extinção em 100 anos
Espécies em vias de serem extintas- IUCN
15.589 sp ameaçadas
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Espécies em vias de serem extintas- IUCN
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1 Subjetividade BRASIL – anfíbios-15 espécies ameaçadas de extinção
(Célio Haddad)
- 110 espécies ameaçadas de extinção (IUCN)
Quantas espécies já foram extintasou estão en vias de serem extintas?
Na dúvida, é ameaçada….
PROBLEMAS:
2 Falta de conhecimento15.589 sp ameaçadas da análise de 3% das spp descritas
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• Lista de flora ameaçada de extinção está parada há 2 anos
• Herton Escobar- O estado de s. paulo• A nova lista brasileira de plantas ameaçadas de
extinção, elaborada há mais de dois anos, está parada no Ministério do Meio Ambiente (MMA), que discorda da opinião dos cientistas. Preparada por um grupo de quase 300 especialistas, ela inclui 1.495 espécies. A lista atual, de 1992, tem apenas 107 espécies e estácompletamente desatualizada, segundo os pesquisadores.
• O ministério discordou do trabalho. Queria aprovar apenas 400 espécies, segundo Gláucia Drummond, superintendente técnica da Fundação Biodiversitas, ONG com sede em Belo Horizonte que coordena a elaboração da lista em convênio com o Ibama.
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• - Quando o governo publica uma lista, ele é cobrado. Vai ser necessário tomar medidas, gastar mais recursos, fazer mais estudos. Pessoas podem ser presas, pagar multas etc. Pode haver comunidades indígenas ou ribeirinhas que usem aquelas espécies. Por isso, temos que ter mais cuidado. E o cuidado é dos dois lados, não se vai deixar uma espécie de fora. Se ela estiver ameaçada, ela está ameaçada e pronto. Mas temos que ter critério - defende Lidio Coradin, da Diretoria de Conservação da Biodiversidade, do MMA.
• Para Coradin, a posição de uma organização não-governamental é mais fácil, uma vez que suas declarações não incorrerão em problemas jurídicos.Esses também, embora relacionados à pesquisa científica, são citados pela IUCN.
O Globo Online – 18 agosto 2008
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JP Metzger Lepac USP
1. Definições2. Por que conservar?
Causas de extinçõesEstimativas de perda
3. Sensibilidade das populações pequenas4. Vulnerabilidade à extinção
Principais tópicos
I – CONCEITOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO
II – ESTUDO DE POPULAÇÕES FRAGMENTADAS
5. Biogeografia de ilhas
6. A teoria de metapopulações
7. Ecologia de paisagens
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5.300 ha da Reserva de Poço das Antas ésuficiente para proteger o Mico-Leão-Dourado, sabendo que vivem lá cerca de 400 indivíduos?
QUAL É A POPULAÇÃO MINÍMA VIÁVEL?
Sensibilidade de populaçõespequenas
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JP Metzger Lepac USP
O QUE É UMA POPULAÇÃO MINÍMA VIÁVEL?
“Uma PMV para uma espécie em um determinado local é a menor população isolada que tenha 99% de chances de continuar existindo por 1.000 anos, a despeitos dos efeitosprevisíveis de estocastividade genética, ambiental e demográfica, e de catástrofes naturais” (Shaffer 1981)
Eventos estocásticos : eventos probabilísticos
Sensibilidade de populaçõespequenas
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Sensibilidade de populaçõespequenas
1. Deriva genética – redução na frequência de alelosde uma geração para a outradeclínio da heterozigozidade
2. Depressão endogâmica – acasalamento entreparentes próximos cria fracaou estéril (alelos nocivos)
ESTOCASTICIDADE GENÉTICA
Perda da variabilidade gênica
Perda da flexibilidade evolucionária
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Sensibilidade de populaçõespequenas
Na capacidade de carga:taxa média nascimento = taxa média de mortalidade
Em populações pequenas, as taxas têm alta variância.
- Redução repentina no tamanho populacional- Desbalanceamento na proporção de sexos;
ESTOCASTICIDADE DEMOGRÁFICA
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Sensibilidade de populaçõespequenas
Efeito Allee: quanto menor a população, maior as chances delase reduzir ainda mais…
ESTOCASTICIDADE DEMOGRÁFICA
Tamanho da população
(espécie ameaçada)
Reprodução
--
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Sensibilidade de populaçõespequenas
Efeito Allee: quanto menor a população, maior as chances delase reduzir ainda mais…
- Dificuldade de encontrar os parceiros para acasalamento;- Capacidade de encontrar alimentos- Capacidade de defender território contra ataques
ESTOCASTICIDADE DEMOGRÁFICA
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Sensibilidade de populaçõespequenas
- Variações climáticas (secas, cheias, …) disponibilidade de alimento
- Catástrofes: tempestades, terremotos, incêndios, erupçõesvulcânicas,…
Causam variações no tamanho populacionalPopulações pequenas podem ser extintas por um desteseventos.
ESTOCASTICIDADE AMBIENTAL e CATÁSTROFES NATURAIS
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O QUE É UMA POPULAÇÃO MINÍMA VIÁVEL?
“Uma PMV para uma espécie em um determinado local é a menor população isolada que tenha 99% de chances de continuar existindo por 1.000 anos, a despeitos dos efeitosprevisíveis de estocastividade genética, ambiental e demográfica, e de catástrofes naturais” (Shaffer 1981)
Vertebrados: 500 – 1000 indivíduos Invertebrados: > 10.000 indivíduos
Sensibilidade de populaçõespequenas
![Page 48: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/48.jpg)
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QUAL A ÁREA MÍNIMA NECESSÁRIA PARA A CONSERVAÇÃO DE UMA ESPÉCIE?
É a área necessária para manter um população mínima viável.
Mamíferos de pequeno porte:
10.000 – 100.000 haOnças do Pantanal?
Uma onça = 14.200 ha
1000 onças = 14.200.000 ha
Sensibilidade de populaçõespequenas
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1. Definições2. Por que conservar?
Causas de extinçõesEstimativas de perda
3. Sensibilidade das populações pequenas4. Vulnerabilidade à extinção
Principais tópicos
I – CONCEITOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO
II – ESTUDO DE POPULAÇÕES FRAGMENTADAS
5. Biogeografia de ilhas
6. A teoria de metapopulações
7. Ecologia de paisagens
![Page 50: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/50.jpg)
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Vulnerabilidade à extinção
- Densidade populacional baixa
- Distribuição espacial restrita
- Grande especificidade de habitat
As espécies raras estão entre as maisvulneráveis à extinção…
O que é uma espécie rara?
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Vulnerabilidade à extinção
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Ameaças e endemismo
Ex.: Jararaca ilhoa
Ilha Queimada-Grande
Bothrops insularis
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JP Metzger Lepac USP
Ameaças e endemismo
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JP Metzger Lepac USP
Ameaças e endemismo
![Page 55: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/55.jpg)
JP Metzger Lepac USP
- Grandes exigências de espaço
- Dificuldade de deslocamento
- Baixa fecundidade
- Dependência por recursos imprevisíveis ouirregularmente distribuídos
- Ninhos no chão
- Intolerância a ambientes de borda
- Interesse para populações humanas
São mais vulneráveis à extinção espécies com:
Vulnerabilidade à extinção
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JP Metzger Lepac USPHenle et al. 2004
Vulnerabilidade à extinção
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JP Metzger Lepac USP
1. Definições2. Por que conservar?
Causas de extinçõesEstimativas de perda
3. Sensibilidade das populações pequenas4. Vulnerabilidade à extinção
Principais tópicos
I – CONCEITOS GERAIS DE CONSERVAÇÃO
II – ESTUDO DE POPULAÇÕES FRAGMENTADAS
5. Biogeografia de ilhas
6. A teoria de metapopulações
7. Ecologia de paisagens
![Page 58: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/58.jpg)
JP Metzger Lepac USP
• Biogeografia de ilhas
• Conceituação
• Aplicação
Bases para a conservação
I – MODELOS DE ILHAS E DE REDE
• Teoria de metapopulações
• Conceituação
• Aplicação
II – MODELOS DE MOSAICOS
• Ecologia de paisagens
• Conceituação
• Aplicação
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JP Metzger Lepac USP
2. Onde conservar?
A
CB
E
D
FG
![Page 60: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/60.jpg)
JP Metzger Lepac USP
2. Onde conservar?
A
CB
E
D
FG
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Regras para definição de reservas “baseadas na teoria das ilhas”
(Terborgh 1974, 1975, Diamond 1975, Wilson & Willis 1975, IUCN 1980)
Conservação baseada na teoria da ilhas
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![Page 64: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/64.jpg)
JP Metzger Lepac USP
A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
Esta teoria estava baseada em três observações:
1. Comunidades insulares são mais pobres em espécies do que as comunidades continentais equivalentes (Sc > S1);
2. Esta riqueza aumenta com o tamanho da ilha;3. Esta riqueza diminui com o aumento do isolamento da ilha.
S2
S3 S1
S4
Sc
(S1 > S2)(S3 > S4)
(S1 > S3)
(S2 > S4)
![Page 65: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/65.jpg)
JP Metzger Lepac USP
A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
Esta teoria estava baseada também numa premissa:
1. As ilhas não funcionam como um sistema fechado:
S2
S3 S1
S4
Sc
(S1 > S2)(S3 > S4)
(S1 > S3)
(S2 > S4)
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JP Metzger Lepac USP
A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
Existe um equilíbrio dinâmico entre extinção e colonização
Se
Tax
a de
col
oniz
ação
(esp
écie
s/ te
mpo
)
Chegada de uma espécie nova na ilha
Tax
a de
ext
inçã
o(e
spéc
ies/
tem
po)
Número de espécies0 P
![Page 67: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/67.jpg)
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A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
Existe um equilíbrio dinâmico entre extinção e imigração
Se
Tax
a de
col
oniz
ação
(esp
écie
s/ te
mpo
)
Tax
a de
ext
inçã
o(e
spéc
ies/
tem
po)
Espécies com maior capacidade de locomoção chegam mais rapidamente
Número de espécies0 P
Predação e competição aumentam o risco de
extinção
![Page 68: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/68.jpg)
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A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
Este equilíbrio dinâmico depende da área da ilha.
Segrd
Tax
a de
col
oniz
ação
(esp
écie
s/ te
mpo
)
Tax
a de
ext
inçã
o(e
spéc
ies/
tem
po)
Número de espécies0 PSepq
grandepequena
![Page 69: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/69.jpg)
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Relação entre RIQUEZA e ÁREA de uma ilha:
A teoria da biogeografia das ilhas
Exemplo: riqueza de aves nas ilhas de Aland (Finlândia)
• Efeito de área ou efeito de heterogeneidade ?
![Page 70: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/70.jpg)
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A teoria da biogeografia das ilhas
• Efeito de área ou efeito de heterogeneidade ?
Relação entre RIQUEZA e ÁREA de uma ilha:
![Page 71: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/71.jpg)
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A teoria da biogeografia das ilhas
Exemplo: experimentos de Simberloff em manguezais com invertebrados
Relação entre RIQUEZA e ÁREA de uma ilha:
• Efeito de área ou efeito de heterogeneidade ?
![Page 72: Conservação Ecológica - Ecologiaecologia.ib.usp.br/bie314/aulas_2_ 3_conservacao2008.pdf · Erwin, T.L. 1982. Tropical forests: their richness in Coleopterea and other Arthropod](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062604/5fbb78c7ed288c29c060fe2d/html5/thumbnails/72.jpg)
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• Redução da heterogeneidade do habitat;
• Área da ilha < Área mínima necessária para a sobrevivência de uma determinada população;
• Intensificação das competições inter e intra específicas devido à escassez de recursos;
• Extinções secundárias, devido ao desaparecimento de espécies-chave;
• Aumento dos riscos de extinções estocásticas.
A teoria da biogeografia das ilhas
Relação entre RIQUEZA e ÁREA de uma ilha:
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A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
Este equilíbrio dinâmico depende do isolamento da ilha.
Selonge
Tax
a de
col
oniz
ação
(esp
écie
s/ te
mpo
)
Tax
a de
ext
inçã
o(e
spéc
ies/
tem
po)
Número de espécies0 PSeprox.
Longe
Próxima
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Relação entre isolamento de uma ilha e a taxa de imigração
A teoria da biogeografia das ilhas
Exemplo: aves nas ilhas das Bahamas
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A teoria da biogeografia das ilhas(MacArthur, R.H. and Wilson, E.O. 1967. The theory of island
biogeography. Princeton Univ. Press. Ed., Princeton)
A riqueza de uma comunidade insular depende de equilíbrio dinâmico entre as taxas de extinção e de imigração, que, por sua vez, são influenciadas pela área e isolamento da ilha.
Trata-se de uma teoria simples, sedutora, fácil de ser testada e com muitas implicações práticas.
A teoria da biogeografia das ilhas
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Os legados da teoria das ilhas para conservação :
• A metáfora de refúgios/reservas como ilhas;
• O debate do SLOSS (“single large or several small”);
Conservação baseada na teoria da ilhas
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O debate do SLOSS (“single large or several small”)
single large several smallor
Conservação baseada na teoria da ilhas
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O debate do SLOSS (“single large or several small”)Estratégia de maximização da riqueza específica(Simberloff & Abele 1976, 1982, Järvinen 1982, Margules et al. 1982, Mclellan et al. 1986)• Várias pequenas reservas permitem proteger um númeromaior de espécies
- Dados de campo- Modelos baseados em equações logísticas
• No entanto: muitas espécies são de borda e generalistas(espécies focais podem não estar protegidas)
- Riqueza não implica numa maior estabilidade ounum “bom” funcionamento do ecossistema
- A longo prazo, fragmentos pequenos só suportamespécies se houver um fonte estável próxima
Conservação baseada na teoria da ilhas
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O debate do SLOSS (“single large or several small”)
Estratégias de minimização dos riscos de extinção(Diamond 1975, 1976, Wilson and Willis 1975, Terborgh 1974 et1976, Whitcomb et al. 1976, Fahrig and Merriam 1985)• Uma única reserva grande é melhor
- Quanto maior a reserva, menor os riscos de extinções (simulações)
- 5000 km2 para obter uma taxa de 0,5% em 100 anos (Terborgh 1976)
• No entanto, há maior risco de extinções em massa porperturbações raras de grande escala
Conservação baseada na teoria da ilhas
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2. Onde conservar?
A
CB
E
D
FG
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O debate do SLOSS (“single large or several small”)
Limitações do SLOSS na prática
1. Raramente a questão do SLOSS pode ser aplicada (e.g.,
“tem que conservar o que sobrou”)
2. As necessidades são muito mais de saber como gerenciar
uma rede de reservas (reconhecer reservas-chave)
3. A pergunta do SLOSS não é espacialmente explícita
Conservação baseada na teoria da ilhas
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A pergunta do SLOSS não é espacialmente explícita:
diferentes graus de fragmentação
single large several smallor
Quantos “several smalls” ?
Conservação baseada na teoria da ilhas
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A pergunta do SLOSS não é espacialmente explícita:
diferentes isolamentos
several small several smallor
Qual distanciamento ?
Conservação baseada na teoria da ilhas
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A pergunta do SLOSS não é espacialmente explícita:
diferentes distribuições espaciais
several small several smallor
Qual disposição?
Conservação baseada na teoria da ilhas
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Mudança de paradigma nabiologia daconservação
(Hanski & Simberloff 1997)
Mudança de Paradigma
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• Biogeografia de ilhas
• Conceituação
• Aplicação
Bases para a conservação
I – MODELOS DE ILHAS E DE REDE
• Teoria de metapopulações
• Conceituação
• Aplicação
II – MODELOS DE MOSAICOS
• Ecologia de paisagens
• Conceituação
• Aplicação
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• Conjunto de indivíduos de uma espécie, habitando um
mesmo local, num mesmo tempo.
• É uma unidade panmítica: todos os indivíduos têm a
mesma chance de interagir (cruzar).
• Dinâmica: ênfase nas mortes e nascimentos de
indivíduos da população.
O que é uma população ?
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1. Conjunto de populações locais isoladas espacialmente em fragmentos de habitat e unidas funcionalmente por fluxos biológicos.
O que é uma metapopulação ?
Richard Levins (1969)
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2. As populações locais correm risco de extinção: existe uma dinâmica de extinções e recolonizaçõeslocais
Tempo 1 Tempo 2Fragmentos ocupados
Fragmentos vazios
O que é uma metapopulação ?
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3. Este modelo clássico enfatiza principalmente o turnover das populações locais (“indivíduo == pop. local”).
Tempo 1 Tempo 2Fragmentos ocupados
Fragmentos vazios
O que é uma metapopulação ?
P= 4/10
P: Proporção de manchas ocupadas.
P= 6/10
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4. Se a taxa de recolonização = taxa de extinção, a metapopulação está em equilíbrio.
Tempo 1 Tempo 2Fragmentos ocupados
Fragmentos vazios
P= 4/10
P: Proporção de manchas ocupadas.
P= 6/10
O que é uma metapopulação ?
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• A abordagem de metapopulação advem da necessidade de espacializar a dinâmica de populações.
Taxa de extinção Tamanho
Taxa de recolonização Conectividade
O que é uma metapopulação ?
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• Duas premissas básicas :1. as populações estão estruturadas em conjuntos de populações reprodutivas locais;2. a migração entre as populações locais tem uma influência limitada na dinâmica local, permitindo principalmente o restabelecimento de populações locais extintas.
O que é uma metapopulação ?
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• As metapopulações apresentam um variedade de estruturas que se organizam num contínuo indo desdespopulações em desequilíbrio às “patchy populations”, oudo modelo de Levins a um modelo de continente-ilha
O que é uma metapopulação ?
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O que é uma metapopulação ?
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Um exemplo de metapopulação do tipo Levins: The Glanville fritillary (Melitaea cinxia) metapopulation
• É uma espécie de boborleta ameaçada de extinção, quedesapareceu da Finlândia no final dos anos 1970, e agora ocorre, naquela região, apenas nas ilhas de Alande em algumas ilhas ao redor.
• É uma das metapopulações mais bem estudadas (IlkkaHanski)
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Outros exemplos de metapopulação clássica
- 57 das 94 espécies de borboletas residentes da Finlândia(com muita incerteza)
- Insetos florestais que vivem em microhabitats, comotronco de árvores mortas (besouro)
- Daphnia em poças d’água em rochas;- Anfíbios em brejos/lagoas- Aves e pequenos mamíferos em paisagens tendo pequenos
bosques
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A teoria das metapopulações :
1. Recuperou a importância dos pequenos fragmentos para a conservação. A teoria da biogeografia acentuava a importância dos grandes fragmentos (que muitas vezes não existem numa escala local ou regional), relegando os pequenos fragmentos para um segundo plano.
2. Ressalta a importância da dinâmica de extinção e recolonização, o que valoriza os fragmentos não-ocupados.
3. Mostra que proteger a paisagem onde uma população ocorre hoje não vai necessariamente permitir sua conservação (p.e., as “non-equilibrium metapopulation”).
4. Chama a atenção para a rede de fragmentos, e não apenas para alguns grandes fragmentos.
Conservação baseada em metapopulações