Ecologia de comunidades

Padrões e processos

Alexandre Palma

Definição• Comunidades

• Conjunto de organismos de diferentes espécies vivendo em um dado local e tempo.

• Ecologia de comunidades • Estudo dos padrões de diversidade, de abundância e de composição de

espécies em comunidades e dos processos que geram estes padrões.

Padrões• Estudamos os padrões das comunidades e agora?

LATITUDE

ALTITUDEPLUVIOSIDA

TEMP_MEDIA

TEMP_MIN

TEMP_MAX

Abr

BibAko

Bol

Cal

Clm

Clr

Cly

Del

Did

Eur Gra

Hol

Jul

MapMar

Met

MicMon

Nec

Oec

Oli

OryOxy

Phi

Phy

ProPse

Rat

Rhi

Sca

Tha

Thp

Thr

ThyTri

-3,0 -2,4 -1,8 -1,2 -0,6 0,0 0,6 1,2 1,8 2,4

Axis 1

-4,0

-3,2

-2,4

-1,6

-0,8

0,0

0,8

1,6

2,4

Axi

s 2

Padrões1. Composição:

a) Mudanças de composição ao longo de gradientes ambientaisb) Mudanças temporais na composição (ex.: sucessão)

2. Abundância:a) Distribuição das abundâncias relativas das espécies.

3. Diversidade:a) Relação entre diversidade e...

• área, • latitude, • altitude/profundidade, • produtividade, • Intensidade / frequência de distúrbios• Heterogeneidade / complexidade espacial

b) Relação entre diversidade local e diversidade regionalc) Propriedades de teias tróficas (conectividade, etc...)

Padrões• Padrões são observados na natureza e depois procuram-se os processos.• Na ecologia de comunidades, muitos padrões tem múltiplas explicações,

não revelando diretamente os processos envolvidos.• 120 hipóteses para explicar a manutenção da diversidade de espécies

(Palmer 1994).• Ex.: Relação espécies x área

• Teoria da biogeografia de ilhas (deriva): • correlação negativa - taxa de extinção (por deriva) x área

• Áreas maiores são alvos maiores (dispersão): • correlação positiva - taxa de imigração x área

• Heterogeneidade ambiental (seleção): • correlação positiva - heterogeneidade x área• correlação positiva - heterogeneidade x nichos (espécies).

• Especiação em áreas heterogêneas (especiação): • correlação positiva – heterogeneidade x área.• correlação positiva – heterogeneidade x taxa de especiação

Processos• 4 tipos de processos em ecologia de comunidades:

1. Seleção2. Deriva ecológica3. Especiação4. Dispersão

• Extinção como consequência de processos determinísticos (seleção) ou estocásticos (deriva), não como processo em si.

Adição RemoçãoDeterminístico Especiação Seleção

Estocástico Dispersão Deriva

Processos• 4 processos em ecologia de

comunidades:1. Seleção2. Deriva ecológica3. Especiação4. Dispersão

• 4 processos em genética de populações:1. Seleção2. Deriva gênica3. Mutação4. Fluxo gênico

Processos1. Seleção

• Diferenças (determinísticas) de fitness entre indivíduos (de uma mesma espécie ou de diferentes espécies).

• Pode ser:• Constante• Densidade-dependente• Variável no espaço e no tempo

• Padrões:• Relação entre composição de comunidades e variáveis ambientais.

Processos2. Deriva ecológica:

• Mudanças aleatórias nas abundâncias relativas das espécies em comunidades com um número finito de indivíduos.

• Processos populacionais estocásticos (aleatórios):• Nascimento (sexo?)• Fecundidade (n?) • Mortalidade (quem?, quando?)

• Eles induzem mudanças estocásticas em comunidades com número finito de indivíduos.

• Se todas as espécies forem iguais quanto aos parâmetros demográficos, eventualmente mudanças estocásticas podem conduzir todas, exceto uma, à extinção.

• Mais acentuada, quanto menor for a comunidade (n indivíduos).

• Padrões:• Relação entre composição de comunidades e distância entre

comunidades.

Processos2. Deriva ecológica:

• Mudanças aleatórias nas abundâncias relativas das espécies em comunidades com um número finito de indivíduos.

Processos3. Especiação

• Embora seja um processo que ocorra em escala regional, tem consequências sobre os padrões em escala local.

• Padrões:• Diferenças de diversidade entre comunidades relacionadas a

regiões geográficas, mas não a variáveis ambientais.• Correlação entre diversidade local e diversidade regional.• Correlação entre diversidade e gradientes ambientais locais.

Processos4. Dispersão

• Movimentos de indivíduos pelo espaço afetam a dinâmica das comunidades.

• Modelos continente-ilha: • Assume dispersão unidirecional a partir da comunidade-fonte, de

tamanho infinito.• Modelos de ilhas:

• Assume pequenas comunidades ligadas por dispersão (metacomunidades).

• Teoria da biogeografia de ilhas (MacArthur & Wilson 1967) –

• Padrões:• Correlação entre diversidade local e isolamento.• Relação entre composição e isolamento, devido a diferenças na

capacidade de dispersão.

Pontos de vista• 4 diferentes visões em ecologia de comunidades:

• Determinística – comunidades como resultado de interações locais (ex.: competição). Processo primordial: seleção.

• Lotka (1925) e Gause (1934)• Hutchinson (1959) e MacArthur (1969)• Tilman (1982)

• Ecologia histórica/regional – comunidades como resultado de processos evolutivo-biogeográficos. Processo primordial: especiação.

• Ricklefs (1987) e Brown (1995)• Teoria neutra – comunidades como resultado de processos

estocásticos. Processo primordial: deriva ecológica.• Hubbell (2001)

• Metacomunidades - comunidades como resultado de dispersão de indivíduos entre comunidades locais. Processo primordial: dispersão.

• Holyoak et al. (2005)

Pontos de vista• Teoria geral da ecologia de comunidades (Vellend 2010):

• Comunidades ganham espécies por especiação e dispersão, enquanto que as abundâncias relativas delas são modificadas por seleção, deriva e contínua dispersão.

Deriva

DispersãoEspeciação

Seleção

Comunidade

Pontos de vista• Teoria geral da ecologia de comunidades:

• Processos e escalas em ecologia de comunidades

Referências• Referências

• Vellend, M. 2010. Conceptual synthesis in community ecology. Quarterly Review of Biology.