Ecossistemologia - Slides usados em aula 04/04/2016

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    PADRES GLOBAIS DE BIODIVERSIDADEa beleza da natureza est nos detalhes; a mensagem, nas generalidades Stephen Jay Gould.

    Ecologia de Comunidades o estudo dos padres na diversidade, abundncia e composio de espcies em comunidades e dos processos responsveis por esses padres (Vellend 2010)

    A abordagem do CursoTpicos em Ecologia de Comunidades

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    BIODIVERSIDADE DIVERSIDADE BIOLGICA DIVERSIDADE ECOLGICA

    DIVERSIDADE BIOLGICA: variedade eabundncia das espcies em uma unidadedefinida de estudo (Magurran 2010)

    A DISTRIBUIO DA BIODIVERSIDADE NOPLANETA HETEROGNEA (GASTON 2000)

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    Facilitando a anlise de padres: os banco de dados

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    Distribuio da diversidade: ferrramentas

    Limitaes???

    QUAL A IMPORTNCIA DO CONHECIMENTO SOBRE OS PADRES

    GLOBAIS DE BIODIVERSIDADE ?

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    Prioridades de ConservaoComo a biodiversidade est necessariamente presa ao espao, a tarefa de conservar a biodiversidade envolve escolher locais para as aes de conservao

    ESTUDOS DE DISTRIBUIO DA DIVERSIDADE SO IMPORTANTES PARA DEFINIR PRIORIDADES

    HOTSPOTS DE BIODIVERSIDADE: A escolha desses pontos crticos leva em

    considerao que a biodiversidade no est igualmente distribuda ao redor do planeta

    Cerca de 60% de todas as espcies de plantas e animais esto concentradas em apenas 1,4% da superfcie terrestre

    Prioriza as aes nas reas mais ricas em biodiversidade

    O critrio mais importante a existncia de espcies endmicas

    Outro critrio importante o grau de ameaa aos ecossistemas

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    The 34 hotspots identified by Conservation International cover 2.3 percent of the Earth's land surface, yet more than 50 percent of the worlds plant species and 42 percent of all terrestrial vertebrate species are endemic to these areas. All are threatened by human activities.

    Distribuio da diversidade e prioridades para conservao

    Biodiversity hotspots forconservation priorities

    Norman Myers, Russell A. Mittermeier, Cristina G.

    Mittermeier, Gustavo A. B. da Fonseca & Jennifer KentNATURE |VOL 403 | 24

    FEBRUARY 2000 |P. 853-858

    Hotspots rea Original (Km2)

    % restante original

    % protegida do hotspot

    Espcies de plantas

    % endemismo (300.000)

    Espcies de vertebrados

    % endemismo (27.296)

    1. Cordilheira Andes 1.258.000 25 25.3 45.000 6.7 3.389 5.72. Amrica Central 1.155.000 20 59.9 24.000 1.7 2.859 4.23. Caribe 263.500 11.3 100.0 12.000 2.3 1.518 2.94. Mata Atlntica 1.227.600 7.5 35.9 20.000 2.7 1.361 2.15. Equador 260.600 24.2 26.1 9.000 0.8 1.625 1.56. Cerrado 1.783.200 20 6.2 10.000 1.5 1.268 0.47. Chile Central 300.000 30 10.2 3.429 0.5 335.0 0.28. Provncia Florstica California 324.000 24.7 39.3 4.426 0.7 584.0 0.39. Madagascar 594.150 9.9 19.6 12.000 3.2 967.0 2.810. Floresta Costeira Africa 30.000 6.7 100.0 4.000 0.5 1.019 0.411. Floresta Africa Ocidental 1.265.000 10 16.1 9.000 0.8 1320 1.012. Provincia Floristica Cabo 74.000 24.3 78.1 8.200 1.9 562 0.213. Karoo (frica) 112.000 26.8 7.8 4.849 0.6 472 0.214. Mediterrneo 2.362.000 4.7 38.3 25.000 4.3 770 0.915. Caucaso 500.000 10 28.1 6.300 0.5 632 0.216. Sundaland (sia) 1.600.000 7.8 72.0 25.000 5.0 1800 2.617. Wallacea (sia) 347.000 15.0 39.2 10.000 0.5 1142 1.918. Filipinas 300.800 3.0 43.3 7.620 1.9 1093 1.919. Burma (ndia) 2.060.000 4.9 100.0 13.500 2.3 2185 1.920. Centro Sul China 800.000 8.0 25.9 12.000 1.2 1141 0.721. Sri Lanka 182.500 6.8 100.0 4.780 0.7 1073 1.322. Sudoeste Australia 309.850 10.8 100.0 5.469 1.4 456 0.423. Nova Caledonia 18.600 28.0 10.1 3.332 0.9 190 0.324. Nova Zelndia 270.500 22.0 87.7 2.300 0.6 217 0.525. Polinsia/Micronsia 46.000 21.8 49.0 6.557 1.1 342 0.8Total 17.444.300 2.122.891 37.7 44.0 35.0

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    A IMPORTNCIA DA HISTRIA E O PAPEL DO ACASO

    Stephen Jay Gould (1941-2002)A felicidade no se compra, de Frank Capra. Inspirao para Gould.

    volte a histria da vida e reinicie: no h garantias de que faremos parte dela novamente

    Adaptao s condies ambientais um processo histrico que ocorre numa populaoao longo de centenas ou milhares de geraes.

    Os ambientes passados proporcionam o cenrio histrico para a evoluo das populaes e a diversificao das espcies nas regies

    Aumentoda diversidadeao longo do tempo

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    PLACAS TECTNICAS: DERIVA CONTINENTAL

    As posies dos continentes mudam no tempo abrindo e fechando diferentes vias de disperso entre massas de terras

    Continentais e ocenicas e alterando o clima na terra.

    A posio dos continentes tambm influencia o clima global: entre 50 e 30 milhesde anos atrs grandes partes da Amrica do Norte e Europa eram tropicais.

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    Muitas florestas tropicais

    Mudanas no nvel do mar

    DERIVA

    Os ancestrais das aves ratitas(no voadoras) se distribuam por toda Gonduana

    Gonduana

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    REGIES BIOGEOGRFICAS: animais e plantas evoluem durante perodosprolongados de isolamento geogrfico

    Gonduana

    Laursia

    HISTRIA E BIOGEOGRAFIA

    A linha de Wallace: A.R. Wallace notou as diferenas nasfaunas de mamferos e aves entre regies. Sumatra, Java,Bali e Borneo compartilham espcies com a fauna asitica.

    Rinoceronte do Borneo

    Possum do Sulawesi

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    Eventos de disperso

    A AUSTRLIA COMO EXEMPLO: formas de vida distintas evoluram ao longodo tempo de isolamento.

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    Catstrofes:Impacto de meteoro (10 Km de diametro) 65 milhes anosatras teria causado a extino dos dinossauros:extines macias.Catastrofes de grande magnitude so raras(intervalos de centenas de milhares de anos);Consequncias:Eliminao de espciesRespostas evolutivas rpidas s novas condiesCriam oportunidades para novos tipos de associaes biolgicas

    Event Proposed causesMyr, million years. Kyr, thousand years.The Ordovician event ended ~443Myr ago; within 3.3 to 1.9Myr 57% of genera were lost, an estimated 86% of species.

    Onset of alternating glacial and interglacial episodes; repeated marine transgressions and regressions. Uplift and weathering of the Appalachians affecting atmospheric and ocean chemistry. Sequestration of CO2.The Devonian event ended ~359Myr ago; within 29 to

    2Myr 35% of genera were lost, an estimated 75% of species.

    Global cooling (followed by global warming), possibly tied to the diversification of land plants, with associated weathering, paedogenesis, and the drawdown of global CO2. Evidence for widespread deep-water anoxia and the spread of anoxic waters by transgressions. Timing and importance of bolide impacts still debated.

    The Permian event ended ~251Myr ago; within 2.8Myr to 160Kyr 56% of genera were lost, an estimated 96% of species.

    Siberian volcanism. Global warming. Spread of deep marine anoxic waters. Elevated H2S and CO2 concentrations in both marine and terrestrial realms. Ocean acidification. Evidence for a bolide impact still debated.

    The Triassic event ended ~200Myr ago; within 8.3Myr to 600Kyr 47% of genera were lost, an estimated 80% of species.

    Activity in the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) thought to have elevated atmospheric CO2 levels, which increased global temperatures and led to a calcification crisis in the world oceans.

    The Cretaceous event ended ~65Myr ago; within 2.5Myr to less than a year 40% of genera were lost, an estimated 76% of species.

    A bolide impact in the Yucatn is thought to have led to a global cataclysm and caused rapid cooling.Preceding the impact, biota may have been declining owing to a variety of causes: Deccan volcanism contemporaneous with global warming; tectonic uplift altering biogeography and accelerating erosion, potentially contributing to ocean eutrophication and anoxic episodes. CO2 spike just before extinction, drop during extinction.

    THE BIG FIVE: Has the Earths sixth mass extinctionalready arrived?Anthony D. Barnosky, et al. Nature 471, 5157 (2011)

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    Deslocamento de distribuio provocadopelas mudanas climticas

    Recuo das geleiras

    PADRES LATITUDINAIS DE RIQUEZADE ESPCIES

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    Padro latitudinal de riqueza de espcies: Plantas

    Padro latitudinal uma abstrao grosseira (Gaston 2000)Qualquer padro quebrado pela variao na riqueza de espcies em relao a outras variveis de posio (longitude, elevao) e ambiental (topografia e aridez) p.221.

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    Padres inversos de gradiente latitudinal

    Processos em macroescalasgeogrficas e temporaisinfluenciam a biodiversidadeA riqueza de espciesest conectadacom a Idade e rea das zonas

    Os Trpicos tem maior biodiversidade: mecanismosa) Os trpicos so mais antigosb) Os trpicos tem maior rea (p.222)

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    The mid-domain effect

    O acaso como mecanismo para maior diversidade de espcies nos trpicos

    Hiptese Energtica uma das explicaes da maior diversidade nos Trpicos

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    Relao energia-riqueza de espcies maior disponibilidade de energia permitiria que uma dada rea suportasse maior biomassa; isso resultaria em mais indivduos e consequentemente mais espcies que manteriam populaes viveis Gaston 2000 p 223.

    Diferenas entre hemisfrios (Hawkins et al 2003)

    Temperatura mais importante no NortePrecipitao mais importante no Sul

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    Energia x heterogeneidade do ambiente

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    a,b,c,d

    c,g,i

    c,g,h,i

    b,d,e,f h,ib,c

    ,f,g

    a,f

    e,f,g

    a,c,d

    Gama