quentes/ G.jpg ALÉM DAS “SAMAMBAIAS”, QUANTAS ESPÉCIES SERÁ QUE EXISTEM NO PLANETA?

CURIOSIDADE: QUANTAS ESPÉCIES EXISTEM NO PLANETA? Estimativas díspares: 10 a 100 milhões!!! Descritas até o momento: 1,8 milhões Indo um pouco mais fundo...

Exemplo: florestas tropicais – a última fronteira (Erwin, 1988) Levantamentos de insetos no dossel da floresta amazônica: um local pouco conhecido 1 espécie de árvore: espécies de besouros dessas, 163 (14%) só ocorriam nessa espécie como existem espécies de árvore na AM, há 8 milhões de espécies de besouros besouros correspondem a 40% dos insetos e assim, há 20 milhões de espécies de insetos somando-se os insetos do solo, esse número chega a 30 milhões

Resposta do geneticista e biólogo da evolução J. B. S. Haldane ( ), quando questionado sobre o que lhe revelava a observação da Natureza, quanto ao Criador: "uma predileção imoderada por besouros"

Indo um pouco mais fundo... A ABSURDA DIVERSIDADE DE BACTÉRIAS DA FILOSFERA DA MATA ATLÂNTICA!!

Filosfera de 3 espécies de árvores: - 95 – 671 sps de bactérias - 0,5% das espécies comuns às 3 espécies de árvores; - 97% das espécies desconhecidas.

Estima-se em 2 a 13 milhões de novas espécies de bactérias na filosfera da Mata Atlântica!!!

Demonstraram que há uma relação bem definida entre o número de espécies e o número de filos, classes, ordens, famílias e gêneros. Estimaram o número de espécies do planeta utilizando: - Extrapolações dos níveis taxonômicos menos refinados que tendiam a uma assíntota (desde filos até gêneros); - regressões entre os diferentes níveis.

Year Number of taxa Uso de extrapolações para estimar o número de phyla e classes

Year Number of taxa Uso de extrapolações para estimar o número de ordens e famílias

Year Number of taxa Uso de extrapolações para estimar o número de gêneros

YearNumber of taxa Mas o número de espécies está longe de uma assíntota!

8,7 milhões de espécies

Validação para 18 grupos de animais relativamente bem conhecidos

Indo um pouco mais fundo... NOVAS ESPÉCIES CONTINUAM SENDO DESCRITAS...MESMO PARA GRANDES ORGANISMOS...MESMO NO SUDESTE DO BRASIL!!! Langeani et al. (2007) - Biot. Neot.

É verdade companheiro, até mesmo novas espécies de peixes continuam sendo descritas no mundo todo! Imagine então o número de microorganismos desconhecidos!

1)A natureza das comunidades 2) Atributos de uma comunidade 3) Sucessão ecológica: mecanismos e dinâmica de manchas 4) Diversidade: métodos de mensuração 5) Diversidade: padrões de abundâncias relativas 6) Diversidade: índices 7) Diversidade: fatores que influenciam 8) Diversidade: biogeografia de ilhas 9) Relação diversidade-estabilidade/funções ecossistêmicas 10) Organização: teias alimentares, guildas, espécies chaves e espécies dominantes

Outra limitação da S: não considera as abundâncias dos organismos; i.e., não distingue espécies raras e comuns HETEROGENEIDADE: outro conceito de diversidade a heterogeneidade será maior onde: a S é maior as espécies possuem abundâncias mais similares entre si OU SEJA, onde houver maior probabilidade de se coletar duas espécies diferentes

Dois componentes da diversidade: riqueza e uniformidade a amostra A é mais “diversa”, pois há mais espécies do que a amostra B na amostra B existe menor chance de escolher dois indivíduos da mesma espécie, ao acaso Purvis & Hector (2000)

Como medir a abundância das espécies em uma comunidade? - Número de indivíduos por área; - Biomassa de indivíduos por área; - Frequência das áreas amostradas; - Cobertura relativa; - etc.

Exemplo: Avaliação visual dos valores da % de cobertura (ex. escala de Braun-Blanquet) : 7% 1% 50%

Em algumas comunidades, poucas espécies são comuns mas muitas são raras: Interesse em descrever e interpretar padrões de abundância relativa.

Krebs (2001) Série logarítmica 37 sps com 1 indivíduo 22 sps com 2 indivíduos 11 sps com 3 indivíduos 2 sps com 45 indivíduos

Krebs (2001) Série logarítmica: Interpretação: descreve uma comunidade geralmente com baixa S e com um único fator ambiental determinante (ex., locais poluídos). a interpretação biológica é dúbia.

Implicações desse modelo: maioria das espécies tem a menor abundância; o número de espécies representado por um único indivíduo é máximo; Krebs (2001)

Modelo log-normal Krebs (2001)

Neste modelo pode-se expressar o eixo x numa escala geométrica (logarítmica), no qual as espécies são agrupadas. Krebs (2001) Classe I: 1 indivíduo Classe II: 2-4 indiv. Classe III: 5-13 indiv. Classe IV: indiv. Classe V: indiv. etc.

Após esta conversão, os dados da abundância assumem a forma de um sino; essa distribuição é conhecida como log-normal.

Vários exemplos reais se enquadram nessa distribuição: Interpretação biológica: essa distribuição é encontrada onde a S é grande e vários fatores ambientais atuam simultaneamente. Krebs (2001)

Distribuição log-normal dados originais com mariposas de Preston (1948) Ricklefs (2000)

Coletas adicionais em uma comunidade tendem em “mover” a curva para a direita Krebs (1995) adição de espécies raras.

Quando a distribuição é log-normal, pode-se estimar a S de espécies de uma comunidade mesmo sem que todas tenham sido capturadas Krebs (1995)

Distribuição log-normal dados originais com mariposas de Preston (1948) Ricklefs (2000)

A parte sombreada corresponde às espécies com N<1 (as não capturadas). Ricklefs (2000) Um desvio padrão (δ) em ambos os lados inclui cerca de 2/3 de todas as espécies. (Preston, 1948) A escala de oitavas (R) começa na oitava modal (0).

n R = número de espécies cuja abundância é R oitavas maior ou menor do que a moda; n 0 = número de espécies na classe de abundância modal; δ = desvio padrão (uma medida da dispersão da curva)

N = número total de espécies n 0 = número de espécies na classe modal δ = desvio padrão

EXEMPLO n 0 = 48; δ = 3,4 oitavas; Então N = 2,5*3,4*48 = 408 espécies. Ricklefs (2000) A amostra real com organismos tinha apenas 349 espécies (86% do número teoricamente área de onde a amostra foi obtida)

Que mecanismos podem explicar a regularidade apresentada por essa distribuição? Sugihara (1980): - os padrões de abundância relativa são resultantes de forças ecológicas evolutivas e forças contemporâneas; - podem ser relacionados à disponibilidade de nichos (e recursos) e COMO estes foram repartidos entre as espécies da comunidade.

Tokeshi (1999) Invasão adaptativa e fragmentação de nicho

NICHO TOTAL = RECURSOS NICHO NÃO UTILIZADO NÃO UTILIZADO

3ª espécie mais abundante 4ª espécie mais abundante 1ª espécie mais abundante 2ª espécie mais abundante

Tokeshi (1999) Invasão de nicho ou fragmentação adaptativa

Existem regras de repartição de nicho que resultam nos padrões de abundância relativa observados na natureza, como por exemplo as que acabamos de ver? Série geométrica Stiling (2002)

“Broken stick” (modelo dos palitos quebrados) Stiling (2002)

Modelo log-normal Stiling (2002) Krebs (2001)

Ei ecólogos, esses padrões não são peculiares de comunidades biológicas! Eles aparecem em qualquer sistema complexo com um número suficientemente elevado de amostras.

Ações negociadas Precipitação no leste americanoMúsicas interpretadas pelo grupo Cowboy Junkies Volume de ações de 2004Citações de artigos científicos

Os “Diagramas de Abundância Relativa” ou “Curvas do Componente Dominância” ou “Whittaker plots” são uma excelente maneira de expressar os dois componentes da diversidade (riqueza e uniformidade) Tokeshi (1999)

Rearranjando as espécies em ordem de dominância, obtem- se os “Diagramas de Abundância Relativa”: relacionam as espécies, em ordem decrescente de abundância no eixo x, e sua abundância no y

Rearranjando as espécies em ordem de dominância, obtem-se as “diagramas de abundância relativa”: relacionam as espécies, em ordem decrescente de abundância no eixo x, e sua abundância no y

Reforçando: como chegamos a essas curvas?

Notar que essas curvas demonstram os dois atributos da diversidade: RIQUEZA E UNIFORMIDADE

Curvas do componente dominância: exemplos de florestas de diferentes latitudes Odum & Barret (2007)

Curvas do componente dominância: exemplos de florestas em diferentes estágios da sucessão Tokeshi (1999)

Plots das curvas “rank/abundance” de plântulas recrutadas em fragmentos e em uma floresta natural amazônica, na região norte de Manaus. Benitez-Malvido & Martinez-Ramos (2003). Benitez-Malvido & Martinez-Ramos (2003)

Curva do componente dominância demonstra efeito da fragmentação sobre a comunidade de gastrópodos. Schiltbuizen et al. (2005). Schiltbuizen et al. (2005)

Curvas do componente dominância: avaliação de locais poluídos Odum (1984)