Guildas Root (1967): um grupo de espécies que explora um recurso comum de forma semelhante um nível trófico pode ter várias guildas Ex. espécies de beija-flor que usam néctar - guildas não são unidades taxonômicas; formigas, roedores e pássaros que comem sementes, por exemplo, pertencem à uma mesma guilda.

vantagens do termo guilda: - focalizar espécies competidoras, independente da relação taxonômica - clarear o termo nicho: espécies com papéis similares (mesma guilda) nunca têm o mesmo nicho permite a comparação de comunidades concentrando-se em grupos funcionais Ex. ecossistemas aquáticos com comunidades dominadas por teias pelágicas versus teias alimentares litorâneas

implicações do termo guilda: - dentro de uma mesma guilda, teoricamente espécies podem substituir outras, realizando o mesmo papel funcional

Guildas de artropoda associadas à Brassica raspadores minadores perfuradores Krebs (2001)

5 espécies de insetos perfuradores de Spartina Stiling (2002)

Adaptação na forma e posição da boca de três espécies de peixes comedores de fundo - bentófagos (Fugi, 1993)

Guildas tróficas de peixes da planície do rio Paraná: Hahn, Fugi & Andrian (2004) Guildas tróficas de peixes da planície do rio Paraná: notar as mudanças temporais

Espécie chave R. Paine (1966, 1969): são as espécies (normalmente de níveis tróficos superiores) cuja atividade determina a estrutura da comunidade sua abundância é pequena, sendo desproporcional aos efeitos que ela provoca. - Experimentos de remoção: proporcionam a melhor forma de reconhecer uma espécie chave - Estudos observacionais: ajudam a identificar espécies chave

Indo um pouco mais fundo... A definição de Keystone (que traduzimos como “espécie chave”) segundo Robert Langdon, personagem de “O Código Da Vinci”, de Dan Brown.

A origem do termo “espécie chave”. “Toda arcada precisa ter no alto uma pedra central em forma de cunha que mantém as outras peças bem unidas e sustenta todo o peso. Essa pedra, na arquitetura, é a chave da abóbada. Em inglês, é chamada keystone, ou pedra-chave.” Robert Landgon, personagem do livro “O Código Da Vinci” (Dan Brown)

© 2010 Nature Education All rights reserved. Pisaster: um exemplo clássico de espécie chave; sua remoção implicou na extinção local de 7 espécies Effect of removal of top predator on total species number in intertidal ecosystem © 2010 Nature Education All rights reserved. Stiling (2002)

Experimento com exclusão do predador de topo Pisaster (Dodson, 1998)

Essa definição foi inicialmente aplicada para predadores, mas atualmente é aceito que espécies-chave podem ocorrer em qualquer nível trófico (Townsend et al, 2006)

vários ungulados que se alimentam de gramíneas são beneficiados Elefante: outro exemplo de espécie chave; a herbivoria mantem a comunidade de savana vários ungulados que se alimentam de gramíneas são beneficiados Krebs (2001)

Traira: possivelmente uma espécie chave de nossas águas

Experimento em lagoas do rio Paraná Traíras retiradas Petry et al. (2010) Lagoas com maior cobertura por macrófitas

Considerações importantes acerca de espécie-chave: Podem ser raras na natureza ou podem ser comuns mas pouco reconhecidas (talvez mais comuns em ecossistemas aquáticos); Conservacionistas e manejadores ambientais devem se preocupar com espécies comuns, mas também raras.

Indo um pouco mais fundo... O debate sobre espécies chave: um novo olhar sobre a importância da facilitação: Nature (2003)

Pisaster was absent.

Espécie engenheira: sua atividade afeta profundamente a estrutura do habitat http://www.fbgartgallery.com/Artist/Milbie%20Benge/MBenge_BeaverPond_16x20_5643.jpg http://ci.marysville.wa.us/PublicWorks/swm/docs/beaver_files/Beaver%20Pic.jpg Na ausência do castor, pode haver perda de espécies de peixes, aves aquáticas e árvores adaptadas à alagamento

Espécies dominantes - Podem exercer grande controle sobre a estrutura da comunidade, mas são reconhecidas pela elevada abundância numérica ou em biomassa

Espécie chave versus espécie dominante Stiling (2012)

Exemplo de espécie dominante: Eichhornia azurea (planície do rio Paraná) Biomassa: E. azurea – 730 gPS/m2 S. minima – 25 gPS/m2 S. auriculata – 9 gPS/m2 R. natans – 6 gPS/m2

Efeito da espécie dominante Eichhornia azurea sobre a S de macrófitas Sousa et al. (2011)

PRODUÇÃO PRIMÁRIA Um dos enfoques em Ecologia: Considerar os ecossistemas como máquinas que processam energia e materiais Autótrofos: Utilizam energia solar (em sua maioria) e materiais de fontes inorgânicas Heterótrofos: Utilizam energia e materiais da matéria orgânica (outros organismos)

Medidas úteis em nível de ecossistema: Biomassa: Peso dos organismos por unidade de área ou volume Produção (ou produtividade): Refere-se à rapidez com que uma comunidade (ou uma população ou organismo) sintetiza biomassa

Biomassa vs produção Krebs (2001) Entrada Saída

Biomassa: Matéria orgânica (ou C) / área (ou volume) Produtividade: Matéria orgânica (ou C) / área (ou volume)/ Δt

Florestas: elevada biomassa Tapetes de algas: biomassa reduzida mas com produtividade algumas vezes comparável a de florestas

Krebs (2001) Representação geral do fluxo de energia (vermelho) e ciclo de matéria (azul)

Esses enfoques reduzem a diversidade das comunidades a uma simples unidade: carbono ou energia

Produção primária Processo básico derivado da fotossíntese: 6 CO2 + 6 H2O = C6H1206 + 6O2 (maioria dos produtores)   CO2 = agente oxidante; H2O = agente redutor

Produção primária bruta: energia ou carbono fixado pela fotossíntese por unidade de tempo Produção primária líquida: energia ou carbono fixado pela fotossíntese menos energia perdida por respiração por unidade de tempo

Métodos de mensuração: Vegetais superiores: Método da coleta de biomassa (“harvest”): B = B2 – B1 B = mudança na biomassa entre t1 e t2; B1 = biomassa no tempo 1; B2 = biomassa no tempo 2;

Produção primária líquida (PPL): PPL = B + M + C Duas fontes de perdas devem ser consideradas nos cálculos: M = biomassa perdida por mortalidade; C = biomassa perdida para o consumo de herbívoros. Vegetais superiores: Produção primária líquida (PPL): PPL = B + M + C

Métodos de mensuração: Comunidades aquáticas (plâncton, algas aderidas, macrófitas submersas): Técnicas que avaliam mudanças nas concentrações de oxigênio dissolvido 6 CO2 + 6 H2O  C6H1206 + 6O2

Incubações de amostras em frascos claros e escuros: - um aumento nas concentrações de O2 é constatado nos frascos claros (proporcional à taxa fotossintética) um decréscimo das concentrações de O2 é constatado nos frascos escuros (proporcional à taxa de respiração)

Kazuhito, ICHII School of Forestry, University of Montana (staying at NASA Ames Research Center)

Produção primária das diferentes comunidades da biosfera

Fatores limitantes da produção primária Comunidades marinhas: Luz: limita a produtividade primária aquática

A maior parte da PP ocorre na zona eufótica (camada superficial da coluna de água onde chega mais de 1% da radiação solar) Krebs (2001)

Porém, uma análise da distribuição global da PP no oceanos demonstra baixos valores nos trópicos

Nutrientes são os principais limitantes da PP nos oceanos Krebs (2001)

Análise de vários experimentos demonstrou a importância do N e Fe como limitantes Krebs (2001)

Áreas de ressurgência são as mais produtivas; nessas áreas, os nutrientes das camadas profundas são trazidos à superfície Ocorrem na Antártica, costa do Perú e Califórnia

Comunidades de águas continentais: Luz: também é um importante fator limitante Juntamente com a luz, a temperatura também afeta a PP (esse fator atua em escalas globais)

A eutrofização provoca o “auto-sombremanto” do fitoplâncton e mudanças nos perfis verticais da PP fitoplanctônica

Perfis verticais da PP fitoplanctônica

Papel dos nutrientes: Começou a ser desvendado na década de 70 Adição de nutrientes através de esgotos mudou a biota de vários lagos: domínio de diatomáceas e clorofíceas mudou para cianofíceas eutrofização

Experimento clássico (Schindler & Fee, 1974): - fertilização de dois lagos: N+P+C vs N+C

Fósforo: principal limitante do fitoplâncton em regiões tropicais-subtropicais

Carbono inorgânico: pode limitar o crescimento das macrófitas submersas Freitas & Thomaz (submetido) E. najas E. densa

Por exemplo, observem a PP em junho... Comunidades terrestres: Temperatura: muito mais variável em ecossistemas terrestres do que nos aquáticos ...e em dezembro. Por exemplo, observem a PP em junho...

É uma medida da radiação solar, temperatura e chuva Evapotranspiração: utilizada para predizer a PP de comunidades terrestres (Rosenzweig, 1968) Krebs (2001) Reflete a água água bombeada para a atmosfera pela evaporação + transpiração  É uma medida da radiação solar, temperatura e chuva

Capacidade de retenção de água no solo e nutrientes: exercem efeitos secundários sobre a PP de comunidades terrestres Krebs (2001) Nessa comunidade de gramíneas, o N é o principal fator limitante; quando N é adicionado, P torna-se o limitante

Controle ascendente versus controle descendente em teias alimentares Predadores (ou herbívoros) podem deprimir as populações de suas presas (ou plantas) Esses efeitos podem ser refletir sobre um nível trófico inteiro