Organização das comunidades Medidas da diversidade: Assumem que todas as espécies são iguais Outras formas de analisar as comunidades: Níveis tróficos e guildas tróficas Identificação de espécies chave (importantes na manutenção da estrutura) Identificação de espécies dominantes

Cadeias alimentares e níveis tróficos: C. Elton (1927): - aplicou esse conceito e analisou suas consequências reconheceu que as cadeias tinham 4-5 elos ligadas em teias alimentares

Terminologia nas teias alimentares Canibalismo Um ciclo no qual a espécie alimenta-se dela mesma Terminologia nas teias alimentares espécies que se alimentam de mais de um nível trófico A e B são omnívoras Espécies que não são presas de nenhuma outra sp A preda B e B preda A Ciclo Espécies que não se alimentam de nada na teia alimentar Krebs (2001)

Pode ser analisada parcialmente Krebs (2001)

Níveis tróficos: baseados na função e não nas espécies

Em geral, espécies são agrupadas em categorias

Controle ascendente versus controle descendente em teias alimentares No controle descendente os predadores (ou herbívoros) podem deprimir as populações de suas presas (ou plantas) Esses efeitos podem ser refletir sobre um nível trófico inteiro

ou mecanismo “bottom-up Controle ascendente: ou mecanismo “bottom-up Controle descendente (ou cascata trófica): mecanismo “top-down”

Controle descendente Controle ascendente Controle descendente Ricklefs (2003) Controle descendente Controle ascendente Controle descendente

Controle ascendente Ricklefs (2003) Biomassa de algas

Controle descendente: na presença dos peixes, diminui a biomassa do zooplâncton mas aumenta a de fitoplâncton Ricklefs (2003)

Controle descendente envolvendo moluscos, algas perifíticas e macrófitas submersas http://www.btinternet.com/~andyharmer/molluscs.htm Moluscos reduzem biomassa de algas e bactérias nocivas, o que eleva a produtividade e a longevidade das macrófitas Algas perifíticas reduzem a luz e a disponibilidade de carbono para macrófitas

Controle descendente envolvendo peixes, moluscos, algas perifíticas e macrófitas submersas

Moluscos podem ser atraídos por substâncias liberadas por macrófitas (resultados experimentais com labirintos) Esquema de R. Mormul (PEA)

Exemplo (ilha P. Rico)

Milne et al. (2008)

Exemplo (área protegida de pastoreio – Base Avançada de Pesquisas do Nupélia)

Alguns métodos para estudar teias alimentares Análise do conteúdo estomacal: Ex. peixes, zooplâncton etc. Análise de fezes e/ou regurgitação: Ex. aves, anfíbios etc. Observação direta: Ex. aves, grandes mamíferos etc. Isótopos radioativos: Ex. vários

Uso de isótopos estáveis para analisar teias alimentares Os organismos utilizam de forma diferenciada isótopos de diferentes elementos químicos (ex. C e N) Nitrogênio

Para o N, há um aumento de ap Para o N, há um aumento de ap. 3,4% do 15N, relativamente à dieta, em cada nível trófico Krebs (2001)

Uso de isótopos estáveis para analisar teias alimentares: o C ajuda a identificar a fonte de alimento C. Kendall et al. (1999, USGS) http://sofia.usgs.gov/sfrsf/rooms/mercury/foodweb/

Quais são as fontes de alimento para os níveis tróficos superiores em ecossistemas aquáticos como as planícies de inundação?

(60% phytopl.) Araujo-Lima et al. (1986, Science) Animais de rios com planícies de inundação dependem largamente da produtividade autóctone de algas (contrariamente ao que se esperava, pois vegetais superiores são abundantes) Ex. Rio Amazonas

Algumas generalizações sobre teias alimentares (Krebs, 2001, 2009) 1ª generalização: Há um aumento do número de conexões (por espécie) com o aumento do número de espécies

2ª generalização: as cadeias alimentares são curtas (Elton, 1927) Krebs (2001)

Hipótese energética “O comprimento das cadeias alimentares é explicada pela ineficiência na transferência de energia ao longo das cadeias alimentares” Krebs (2001)

3ª generalização: O número de elos aumenta com o número de espécies

3ª generalização: a proporção entre predadores de topo, espécies intermediárias e da base da cadeia é relativamente constante Krebs (2001)

4ª generalização: a omnivoria é comum nas teias alimentares, especialmente em ambientes aquáticos Por exemplo, detritos (que sustentam várias teias alimentares) têm sua origem em vários níveis tróficos

Insetos terrestres e vegetais superiores também são importantes na base da teia Uma teia alimentar da planície de inundação do rio Paraná: notar a importância dos detritos Hahn, Fugi & Andrian (2004)

Uma teia alimentar de um riacho de S. Paulo (Motta & Uieda, 2005) Algas unicelulares Algas filamentosas MO Macrófitas Insetos terrestres

Essa cadeia possui: 117 táxons 7 níveis tróficos predomínio de espécies omnívoras grande importância dos detritos (matéria orgânica morta) em sua base

Organismos da base das cadeias alimentares são muito mais abundantes do que os do topo: Uma das consequências da baixa eficiência ecológica (Elton, 1927 – pirâmide “Eltoniana” = número ou biomassa)

Seria possível encontrar uma pirâmide invertida? Sim! O fluxo de energia (produtividade) e não a biomassa é o que importa!

Eficiências ecológicas Eficiência de produção: produção líquida da espécie n assimilação da espécie n O aumento da respiração diminui essa eficiência

produção líquida no nível trófico i + 1 Eficiência trófica: envolve transferências de energia entre níveis tróficos produção líquida no nível trófico i + 1 produção líquida no nível trófico i fornece a fração da produção que passa de um nível para o outro nível trófico energia não transferida entre níveis tróficos: respiração e detritos

Em ecossistemas aquáticos, a eficiência trófica varia entre 2% e 24% (média = 10%)

assumindo-se 10% de eficiência Aplicação: captura de atum (4o nível trófico) em 1990: 2.975.000 toneladas (=0,1gC por metro de oceano) assumindo-se 10% de eficiência A figura ao lado mostra a produção necessária dos demais níveis tróficos para sustentar essa pesca Notar que nessa figura não são considerados dados de BIOMASSA mas sim de PRODUÇÃO

A maioria da PP flui através dos detritos em vários ecossistemas aquáticos – ex. marismas Stiling (2012) Stiling (2012)

Ecossistemas dominados por herbivoria versus Em geral, herbívoros consomem maior % da PP em ecossistemas aquáticos, do que terrestres Ecossistemas dominados por herbivoria versus Ecossistemas dominados por detritivoria

Produção primária utilizada por herbívoros (em %) em diferentes comunidades

A MAIOR PARTE DA ENERGIA FLUI ATRAVÉS DE TEIAS DETRITÍVORAS MAS A MAIOR PARTE DOS ESTUDOS EM ECOLOGIA ENFOCA A HERBIVORIA!!!