Ecologia de comunidades Padrões e processos Alexandre Palma.
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Ecologia de comunidades
Padrões e processos
Alexandre Palma
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Definição• Comunidades
• Conjunto de organismos de diferentes espécies vivendo em um dado local e tempo.
• Ecologia de comunidades • Estudo dos padrões de diversidade, de abundância e de composição de
espécies em comunidades e dos processos que geram estes padrões.
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Padrões• Estudamos os padrões das comunidades e agora?
LATITUDE
ALTITUDEPLUVIOSIDA
TEMP_MEDIA
TEMP_MIN
TEMP_MAX
Abr
BibAko
Bol
Cal
Clm
Clr
Cly
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Eur Gra
Hol
Jul
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Met
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Oec
Oli
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Phi
Phy
ProPse
Rat
Rhi
Sca
Tha
Thp
Thr
ThyTri
-3,0 -2,4 -1,8 -1,2 -0,6 0,0 0,6 1,2 1,8 2,4
Axis 1
-4,0
-3,2
-2,4
-1,6
-0,8
0,0
0,8
1,6
2,4
Axi
s 2
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Padrões1. Composição:
a) Mudanças de composição ao longo de gradientes ambientaisb) Mudanças temporais na composição (ex.: sucessão)
2. Abundância:a) Distribuição das abundâncias relativas das espécies.
3. Diversidade:a) Relação entre diversidade e...
• área, • latitude, • altitude/profundidade, • produtividade, • Intensidade / frequência de distúrbios• Heterogeneidade / complexidade espacial
b) Relação entre diversidade local e diversidade regionalc) Propriedades de teias tróficas (conectividade, etc...)
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Padrões• Padrões são observados na natureza e depois procuram-se os processos.• Na ecologia de comunidades, muitos padrões tem múltiplas explicações,
não revelando diretamente os processos envolvidos.• 120 hipóteses para explicar a manutenção da diversidade de espécies
(Palmer 1994).• Ex.: Relação espécies x área
• Teoria da biogeografia de ilhas (deriva): • correlação negativa - taxa de extinção (por deriva) x área
• Áreas maiores são alvos maiores (dispersão): • correlação positiva - taxa de imigração x área
• Heterogeneidade ambiental (seleção): • correlação positiva - heterogeneidade x área• correlação positiva - heterogeneidade x nichos (espécies).
• Especiação em áreas heterogêneas (especiação): • correlação positiva – heterogeneidade x área.• correlação positiva – heterogeneidade x taxa de especiação
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Processos• 4 tipos de processos em ecologia de comunidades:
1. Seleção2. Deriva ecológica3. Especiação4. Dispersão
• Extinção como consequência de processos determinísticos (seleção) ou estocásticos (deriva), não como processo em si.
Adição RemoçãoDeterminístico Especiação Seleção
Estocástico Dispersão Deriva
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Processos• 4 processos em ecologia de
comunidades:1. Seleção2. Deriva ecológica3. Especiação4. Dispersão
• 4 processos em genética de populações:1. Seleção2. Deriva gênica3. Mutação4. Fluxo gênico
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Processos1. Seleção
• Diferenças (determinísticas) de fitness entre indivíduos (de uma mesma espécie ou de diferentes espécies).
• Pode ser:• Constante• Densidade-dependente• Variável no espaço e no tempo
• Padrões:• Relação entre composição de comunidades e variáveis ambientais.
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Processos2. Deriva ecológica:
• Mudanças aleatórias nas abundâncias relativas das espécies em comunidades com um número finito de indivíduos.
• Processos populacionais estocásticos (aleatórios):• Nascimento (sexo?)• Fecundidade (n?) • Mortalidade (quem?, quando?)
• Eles induzem mudanças estocásticas em comunidades com número finito de indivíduos.
• Se todas as espécies forem iguais quanto aos parâmetros demográficos, eventualmente mudanças estocásticas podem conduzir todas, exceto uma, à extinção.
• Mais acentuada, quanto menor for a comunidade (n indivíduos).
• Padrões:• Relação entre composição de comunidades e distância entre
comunidades.
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Processos2. Deriva ecológica:
• Mudanças aleatórias nas abundâncias relativas das espécies em comunidades com um número finito de indivíduos.
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Processos3. Especiação
• Embora seja um processo que ocorra em escala regional, tem consequências sobre os padrões em escala local.
• Padrões:• Diferenças de diversidade entre comunidades relacionadas a
regiões geográficas, mas não a variáveis ambientais.• Correlação entre diversidade local e diversidade regional.• Correlação entre diversidade e gradientes ambientais locais.
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Processos4. Dispersão
• Movimentos de indivíduos pelo espaço afetam a dinâmica das comunidades.
• Modelos continente-ilha: • Assume dispersão unidirecional a partir da comunidade-fonte, de
tamanho infinito.• Modelos de ilhas:
• Assume pequenas comunidades ligadas por dispersão (metacomunidades).
• Teoria da biogeografia de ilhas (MacArthur & Wilson 1967) –
• Padrões:• Correlação entre diversidade local e isolamento.• Relação entre composição e isolamento, devido a diferenças na
capacidade de dispersão.
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Pontos de vista• 4 diferentes visões em ecologia de comunidades:
• Determinística – comunidades como resultado de interações locais (ex.: competição). Processo primordial: seleção.
• Lotka (1925) e Gause (1934)• Hutchinson (1959) e MacArthur (1969)• Tilman (1982)
• Ecologia histórica/regional – comunidades como resultado de processos evolutivo-biogeográficos. Processo primordial: especiação.
• Ricklefs (1987) e Brown (1995)• Teoria neutra – comunidades como resultado de processos
estocásticos. Processo primordial: deriva ecológica.• Hubbell (2001)
• Metacomunidades - comunidades como resultado de dispersão de indivíduos entre comunidades locais. Processo primordial: dispersão.
• Holyoak et al. (2005)
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Pontos de vista• Teoria geral da ecologia de comunidades (Vellend 2010):
• Comunidades ganham espécies por especiação e dispersão, enquanto que as abundâncias relativas delas são modificadas por seleção, deriva e contínua dispersão.
Deriva
DispersãoEspeciação
Seleção
Comunidade
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Pontos de vista• Teoria geral da ecologia de comunidades:
• Processos e escalas em ecologia de comunidades
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Referências• Referências
• Vellend, M. 2010. Conceptual synthesis in community ecology. Quarterly Review of Biology.