Comunidades 1 Flashcards
Comunidade e ecossistema
Comunidade - conjunto de populações ligadas por co-ações (fatores bióticos)
Ecossistema - comunidade mais ações com o seu habitat (fatores abióticos)
Comunidade: efeitos indiretos entre populações
Como uma interação entre 2 espécies é afetada por outra espécie, alterando o ambiente:
- Defesa associativa
- Competição aparente
- Predação chave
- Balanço competitivo alterado
- Vetores e hospedeiros alternativos de parasitas
- Benefícios indiretos
- Modificação de habitat
- Interações tróficas em cascata
Interações tróficas em cascata
Como a introdução/remoção de um nível trópico interfere com os demais
Nicho ecológico
“Papel” que um organismo desempenha no ecossistema
Ecossistemas semelhantes não têm necessariamente os mesmos nichos
Nicho fundamental: considera fatores abióticos
Nicho realizado: considera fatores abióticos e bióticos
A quantidade de espaços multidimensionais (nichos) pode ser alta e aumentará de acordo com heterogeneidade do habitat, diversidade de recursos disponíveis, distúrbios não-cíclicos, etc
Atributos da comunidade: Estrutura
Fisionomia - estrutura física, estratificação vertical, paisagem, etc
Estrutural temporal - ciclos diários e sazonais
Nichos e guildas - conjunto de unidades funcionais
Composição de espécies e biodiversidade - grupo de espécies característico com padrões de abundância relativa e diversidade
Estrutura tróficas- cadeias e níveis trópicos - processo de transferência de energia
Atributos da comunidade: estruturas espacial e temporal
Estrutura espacial (Fisionomia):
- normalmente existe uma estrutura vertical em camadas ou estratos:
- Sinusia - plantas do mesmo tipo (árvores)
- “Guildas” - organismos com nichos aparentados (frugívoros)
Coletivamente também moldam a fisionomia de um sistema
Estrutura temporal:
- Ciclos circadianos (diurno, noturno)
- Ciclos sazonais (variação de temperatura, humidade, fotoperíodo)
Atributos da comunidade: estratificação vertical
- Distribuição de diferentes espécies em diferentes camadas de um ecossistema
Topo - mais produção (autotrofia)
Base - mais consumo (heterotrofia)
Sinusia da base ao topo
Atributos da comunidade: zonação
-Mudança clara na composição de espécies de uma comunidade em resposta ao ambiente físico e às interações específicas
- É um dos possíveis atributos de uma comunidade biológica
- Pode ser observada em zonas entre marés bem como em gradientes de altitude
Ecótonos - zona fronteiriça entre ecossistemas
Atributos da comunidade: estrutura temporal
Atividade noturna (menos luz e temperatura, mais humidade)
- anfíbios (sapos, salamandras), mamíferos (60-70% numa floresta), aves (corujas, mochos)
- animais a preto/branco, visão a preto/branco adaptado
- “plantas noturnas” têm flores brancas e geralmente polinizadas por traças ou morcegos
- humanos e maior parte das aves são tipicamente diurnos
Ser noturno pode trazer vantagens como evitar competição por interferência e predação diurna
Sazonalidade: Fenologia - estudo dos ciclos dos organismos (floração, reprodução) em função das alterações climáticas sazonais. Fundamentalmente determinada por mudanças de temperatura, precipitação e fotoperíodo
Alterações dos eventos fenológicos podem servir para avaliar as alterações climáticas
Atributos da comunidade: composição específica
- Cada comunidade tem um conjunto característico de espécies com uma abundância relativa
- Dominância: organismos mais abundantes e tendem a exercer mais controlo das características da comunidade: espécies chave e espécies engenheiras
- Espécies chave: espécie que sem a qual o ecossistema colapsa, cria novos habitats e nichos, regula o tamanho populacional de varias outras
- Espécies engenheiras: moldam, modificam e influenciam os ecossistemas
As comunidades variam pela constância (percentagem de ocorrência) e fidelidade (associação de uma espécie a uma comunidade)
Atributos da comunidade: biodiversidade
Implica:
- Diversidade de habitats: numa dada área - pode incrementar a diversidade biológica
- Diversidade genética (populações) : nº total de alelos (“tipos de genes”), as suas frequências relativas e dominância
- Diversidade de espécies: nº total de espécies (riqueza), abundância relativa (uniformidade), espécie + abundante (dominância)
A diversidade biológica é uma medida da probabilidade de dois indivíduos obtidos ao acaso, num dado habitat, pertencerem a uma mesma espécie. Se a probabilidade for alta, diversidade baixa, e vice versa
A biodiversidade pode ser medida em vários níveis de hierarquização biológica
Índice de Shannon-Wiener
+ utilizado
H’=-somatório de pi*logpi
Pi= proporção de indivíduos da espécie i, ou seja, nº de indivíduos da espécie i/ nº de indivíduos de todas as espécies
E= H’/Hmax (equitabilidade)
Hmax= logS (S=riqueza de espécies)
D= 1 - E (dominância)
Índices de similaridade
Qualitativos: Jaccard, Sorensen
Quantitativos: Bray-Curtis, Euclidean distances
Índice de Jaccard
J(A,B)= X / (A+B+X)
X= nº de espécies em ambas as comunidades
A= nº de espécies presentes APENAS na comunidade A
B= nº de espécies presentes APENAS na comunidade B
Qualitativo - não considera abundâncias
Varia entre 0 e 1, em q J=1 quando ambas as comunidades partilham as mesmas espécies e não há qualquer espécie que ocorra apenas numa comunidade
Exemplo: Aquário 1: 6 peixes 1, 7 peixes 2, 4 peixes 3; Aquário 2: 10 peixes 1, 6 peixes 3
J(1,2)= 2 / (1+0+2) = 2/3= 0,666
Índice de Bray-Curtis
BC(A,B)= 2C(AB)/ (S(A)+ S(B))
C(AB)= soma de indivíduos comuns às comunidades A e B
S(A)= nº de indivíduos contados no sítio A
S(B)= nº de indivíduos contados no sítio B
Quantitativo - considera as abundâncias de cada espécie na comunidade
Varia entre 0 e 1, em que BC=1 quando a soma de todos os indivíduos pertencentes a espécies em comum é idêntica à soma de todos os indivíduos em ambas as comunidades (condição rara)
Exemplo: Aquário 1: 6 peixes 1, 7 peixes 2, 4 peixes 3; Aquário 2: 10 peixes 1, 6 peixes 3
BC(1,2) = 2*(6+0+4) / [(6+7+4)+(10+6)]= 20/33=0,606=0,61 (índice de similaridade)
BC dissim(1,2) = 1-0,61=0,39 (índice de dissimilaridade)
Diversidade biológica: comunidades não saturada e saturada
Não saturada:
- Poderá não estar em equilíbrio considerando o clima, o pool de espécies disponível à colonização, os recursos quando não perturbada,etc.
- Nem todos os nichos potenciais estão preenchidos
- O recurso não está a ser totalmente usado
Saturada:
- Poderá estar muito diversa considerando os seus recursos; muitos nichos sobrepostos. Algumas espécies irão perder-se no retorno ao estado de equilíbrio - nunca será um verdadeiro equilibro porque avaliamos são os valores medianos e parametrizados
- Pico ótimo para cada espécie, podemos esperar competição entre espécies porque os nichos se sobrepõem
Diversidade biológica de comunidades em “equilíbrio”
A diversidade pode ser maior ou menor consoante a disponibilidade de recursos, sobreposição de nichos e competição e especialização em explorar os recursos - “tamanho” de nichos
A razão S/G (species/genus) é mais baixa em comunidades pequenas porque a variedade de recursos é menor e suportará espécies mais diferentes. A competição entre espécies do mesmo género é maior do que entre espécies de géneros diferentes
Fatores que afetam a diversidade dum ecossistema/comunidade: locais
- Diversidade de recursos/habitats (estratificação, topologia diversa)
- Produtividade (+ produtores, + produção = + consumidores)
- Estabilidade climática (nichos mais estreitos por adaptação) VS distúrbios (fogo, inundações)
- Espécies - chave: engenheiras (modificação do habitat) e predadores-chave (baixam o nível de competição para evitar exclusão competitiva)
Riqueza de espécies
Gráfico comum à maioria: U invertido (relação riqueza/produtividade)
Níveis intermédios de riqueza associados a picos de riqueza
Ex. Nutrientes em excesso num campo verde faz com que o nº de espécies diminua devido à competição que persiste e faz com que os melhores prevaleçam. Possível diminuição de nichos. Ao adicionar luz, podemos recuperar os nichos perdidos e a diversidade local
Ex. Quanto + diversidade física ou + complexidade de extratificação = maior diversidade de espécies
Ex. Na presença da estrela do mar, temos uma diversidade vasta. Na ausência, o mexilhão torna-se o melhor competidor e domina a comunidade, acabando assim com a sua vasta biodiversidade. Estrela do mar é um predador chave. Outro exemplo: castores são espécies engenheiras.
Distúrbios
É uma interrupção do estado estabelecido
Não havendo distúrbios o ambiente é estável. Numa situação de stress a alto nível, a biodiversidade diminui, só sobrevivem metade das espécies.
- Um distúrbio de alto nível pode reduzir significativamente a lista de espécies prevalentes
- Distúrbios de baixo nível ou inexistentes podem promover a dominância de algumas espécies às condições existentes
- Níveis intermédios de perturbação podem promover a diversidade local
Ex. Um fogo pode fazer com que haja um declínio de diversas espécies. Flutuações ano-a-ano ao nível da água do mar mantêm a diversidade de plantas em costas lacustres.
Fatores que afetam a diversidade dum ecossistema/comunidade: globais
Porque a diversidade é maior em zonas tropicais?
1. Hipótese:
- Espécies são constantemente criadas, sem limites, e são sujeitas a extinções e “refúgios” + frequentemente
- As regiões temperadas e polares experimentaram expansões e retrações sucessivas de glaciares durante a glaciação
2. Hipótese:
- O nº de espécies numa área reflete o equilibro entre os processos de criação e extinção de espécies
- Maior nº de espécies resulta de maiores taxas de especiação e menores taxas de extinção
- Hipótese 2 integra conceitos da hipótese 1
Chave para a biodiversidade
Três principais processos que determinam a biodiversidade de um ecossistema atual:
-Heterogeneidade ecológica/ espacial
- Energia solar + precipitação (ambientes terrestres)
- Temperatura média (ambientes marinhos)
Temperatura, água e nutrientes também é a chave
Efeitos do habitat/clima sobre a riqueza de espécies numa região
Evapotranspiração potencial (PET): quantidade de água evaporada do solo e transpirada pelas plantas, baseia-se em medidas de temperatura e humidade, integra temperatura e radiação solar (medida do input de energia solar)
Mais energia gera mais produtividade primária
O fluxo de energia pode então ser partilhado por mais populações em áreas produtivas, gerando maior diversidade
Valores muito altos de PET indicam temperatura alta que passa a ser um “stress”; Valores de PET e temperatura de água superficiais médios: maior biodiversidade marinha
Sítios com > input de energia são capazes de suportar + espécies (hipótese energia-diversidade)
Resuminho: fatores que aumenta a diversidade biológica
- Habitat fisicamente diverso
- Quantidades moderadas de distúrbio
- Pequenas variações nas condições ambientais
- Grande diversidade num dado nível trófico aumenta a diversidade no outro
- Um ambiente altamente modificado pelos seres vivos
- Estágios intermédios de sucessões
- Evolução
- Tempo
Resuminho: fatores que diminuem a diversidade biológica
- Stress ambiental e ambientes extremos
- Uma limitação severa de um nutriente ou água
- Quantidades grandes de distúrbio/ distúrbios de alto nível
- Introdução recente de espécies exóticas
- Isolamento geográfico
- Fatores antropogénicos: urbanização, industrialização e agricultura
