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Invasões Biológicas noCerrado Brasileiro: Efeitos da

Introdução de EspéciesExóticas sobre aBiodiversidade

Vânia R. PivelloDepartamento de Ecologia Geral

Instituto de BiociênciasUniversidade de São Paulo

Brasil

Nota. Esse ar t igo onl ine é cont inuamente atual izado e revisado logo queresul tados de novas pesquisas c ient í f icas tornam-se disponíveis.

Portanto, apresenta as úl t imas informações sobre os tópicos abordados.

As invasões biológicas são um dos piores problemas

ecológicos atuais. Constitui no estabelecimento de espécies

animais ou vegetais, vindas de outras regiões – e, portanto,

denominadas exóticas – em ecossistemas naturais ou

manejados pelo homem, e seu posterior alastramento, de

forma que passam a dominar o ambiente e a causar danos às

espécies originais e ao próprio funcionamento dos

ecossistemas. Em muitos casos, invasões biológicas causam

a extinção de espécies nativas.

Embora Darwin, em 1860, já t ivera notado o problema da

invasão biológica, o primeiro cientista a escrever sobre o

assunto foi Charles Elton, por volta de 1950. No entanto,

somente por volta de 1980 é que a comunidade científ ica

realmente percebeu o grande problema que as invasões

biológicas representavam.

Apesar de existirem invasões biológicas naturais, como a

migração maciça de mamíferos norte-americanos para a

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porção sul do continente - que ocorreu após a formação da

América Central (Era Quaternária, período Pleistoceno) a

grande maioria das invasões biológicas modernas é causada

pelo homem que, acidental ou propositalmente, transporta

espécies de um local para outro, introduzindo-as no novo

ambiente.

Podemos citar alguns casos que se tornaram clássicos e

contribuíram para alertar sobre o problema das invasões

biológicas, como a introdução de coelhos Oryctolagus

cuniculus na Inglaterra e na Austrália. Esses coelhos,

originários da Península Ibérica, foram levados da França

para a Inglaterra, no século XII e, em 1778, daí para a

Austrália. Eles se tornaram praga tanto na Inglaterra como na

Austrália, gerando grande prejuízo por perdas agrícolas. Seu

controle foi tentado por meio de sua contaminação pelo vírus

da mixomatose que, embora letal à grande maioria dos

indivíduos, deixou de sê-lo na medida em que foi havendo a

seleção de populações do coelho resistentes ao vírus.

Outro exemplo famoso é o do “molusco zebrado” Dreissena

polymorpha, acidentalmente levado aos Grandes Lagos

(Estados Unidos e Canadá) em cascos de navios, e que se

tornou uma grande praga, ameaçando a fauna nativa.

Citamos ainda o exemplo da abelha européia africanizada

Apis mell i fera , introduzida no Brasil para pesquisa científ ica,

e que escapou do controle dos laboratórios, espalhando-se

por toda a América do Sul e Central. Essa abelha é agressiva

ao ser humano e também compete por recursos com as

abelhas nativas.

Dentre as plantas, muitas delas foram introduzidas como

ornamentais e tornaram-se grandes invasoras de ambientes

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terrestres, como é o caso de Impatiens parvif lora (beij inho),

Archontophoenix cunninghamiana (palmeira imperial

australiana), várias espécies de Pinus (pinheiro) e

Eucalyptus (eucalipto), dentre centenas de outras plantas.

Salvinia molesta e Eichhornia crassipes (aguapé) são

exemplos de plantas aquáticas sul-americanas que se

tornaram infestantes de lagos e represas de toda a faixa

tropical do globo. Com explosões populacionais periódicas,

estas espécies diminuem a oxigenação da água, levando à

morte peixes e outros organismos aquáticos (Muitos outros

exemplos foram reunidos por Wittenberg & Cock 2001).

Todas as espécies que se tornam invasoras são altamente

eficientes na competição por recursos, o que as leva a

dominar as espécies nativas originais. Têm também alta

capacidade reprodutiva e de dispersão.

O processo de invasão biológica pode ser dividido em quatro

fases distintas: a chegada (ou introdução) da espécie, seu

estabelecimento (ou fixação), sua expansão e o equilíbrio da

espécie na comunidade (Wil l iamson 1996). Na grande maioria

dos casos, esse equilíbrio se dá com uma grande dominância

da espécie invasora na comunidade, levando a uma condição

ecologicamente inferior à original, com perda de

biodiversidade no nível de espécies e de processos

ecológicos.

Caracterização do Cerrado e de sua Biodiversidade

Ao se tratar do tema "invasões biológicas”, é fundamental

compreender o contexto ecológico da área que vem sofrendo

o processo de ocupação por espécies exóticas. As

características físicas e biológicas de um ecossistema, bem

como as alterações de origem natural ou humana pelas quais

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passa, determinam os processos de ocupação desse

ambiente pela biota.

O Domínio Fitogeográfico do Cerrado (sensu Ab´Saber 1971),

assentado sobre o Planalto Central Brasileiro, está sob a

influência de cl ima tropical úmido e com forte

estacionalidade, caracterizando-se como clima savânico

(Walter 1986; Camargo 1971).

Os solos do cerrado, apesar de serem quimicamente pobres,

inférteis, possuem uma boa estrutura física. Essa vantagem,

aliada a um relevo predominantemente plano ou suavemente

ondulado, favorece a pecuária intensiva e a agricultura

mecanizada, razões pelas quais o cerrado vem sendo

rapidamente substituído por culturas e pastagens.

A vasta área ocupada pelo Domínio do Cerrado abrange

grande variação latitudinal e condições geomorfológicas

diversas, o que favorece a ocorrência de uma gama de tipos

e formas vegetacionais (sensu Eiten 1987), onde se

encontram não apenas as f isionomias do cerrado sensu lato -

campo l impo, campo sujo, campo cerrado, cerrado sensu

stricto e

cerradão (Coutinho 1978) (Figura 1, Figura 2, Figura 3) -

mas também outras f isionomias f lorestais, como florestas

decíduas, semi-decíduas, ribeirinhas - e f isionomias

campestres, como campo úmido, campo rupestre, perfazendo

mais de 20 fitofisionomias (Ribeiro & Walter 1998). Essa

variedade de habitats é, por sua vez, povoada por uma

grande diversidade de vegetais e animais, tendo sido

registradas mais de 6.000 espécies de plantas vasculares

(Mendonça et al. 1998) e cerca de 1.270 espécies de

vertebrados terrestres (Myers et al. 2000) para o Domínio.

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O alto grau de peculiaridade e endemismo da flora savânica

do Cerrado já é reconhecido desde há várias décadas

(Rizzini 1971; 1997; Goodland & Ferri 1979) (Figura 4). No

entanto, contrariando idéias mais antigas, o maior

conhecimento de sua fauna também vem, recentemente,

mostrando um grande número de espécies endêmicas. Silva

& Bates (2002), congregando dados de diversos trabalhos,

mostram graus de endemismo da magnitude de 44% para

plantas vasculares, 30% para anfíbios, 20% para répteis,

12% para mamíferos e 1,4% para aves, dentro do Domínio.

Hoje, em razão da intensa substituição do cerrado sensu lato

por monoculturas e pastagens, grande parte dessa

biodiversidade está sendo perdida. Porém, outro fator que

grandemente ameaça a biodiversidade do cerrado é o

fenômeno da invasão biológica, no qual espécies exóticas

com alta capacidade competit iva dominam as nativas e

acabam por extingui-las.

Praticamente todas as unidades de conservação (reservas

biológicas, parques, etc) que visam a proteção de

ecossistemas do cerrado encontram-se atualmente, em maior

ou menor grau, invadidas por espécies exóticas, que lá

encontraram ambiente propício e ausência de inimigos

naturais.

Quem são as Invasoras do Cerrado?

Uma vez que o cerrado sensu lato admite f isionomias abertas

e com farto estrato herbáceo graminoso (campo l impo, campo

sujo, campo cerrado, cerrado sensu stricto), sua vocação, em

termos de uso antrópico, sempre foi voltada às pastagens.

Estas, que inicialmente eram extensivas e baseadas nas

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espécies nativas, foram sendo "enriquecidas" ou totalmente

substituídas por espécies exóticas, com maior produtividade.

Especialmente na década de 1970, os cerrados ganharam um

novo tipo de ocupação: si lvicultura com espécies de Pinus e

Eucalyptus . A suavidade do relevo, facil i tando grandemente a

mecanização, e a baixa fert i l idade das terras do cerrado,

propiciando baixo custo por área, foram as vantagens de se

uti l izá-lo para a implantação dessas grandes monoculturas.

Em virtude desses usos, as plantas exóticas que se tornaram

invasoras do cerrado são justamente algumas espécies de

gramíneas de origem africana - especialmente Melinis

minutif lora (capim gordura), Hyparrhenia rufa (capim

jaraguá), Panicum maximum (capim colonião) e Brachiaria

spp. (braquiárias), introduzidas como forrageiras para a

criação de gado bovino (Figura 5) - além da pteridófita

Pterydium aquil inum (samambaia brava), que é uma espécie

ruderal de ampla distribuição em todo o mundo. No estado de

São Paulo, Pinus ell iott i i (pinheiro) também se tornou espécie

invasora de cerrados próximos a si lviculturas com essa

espécie (Figura 6, Tabela 1), entretanto, não há estudos, até

o momento, que caracterizem o processo de invasão dos

cerrados por Pinus .

Gramíneas Africanas: As Grandes Vilãs

Dentre as invasoras mais agressivas do cerrado, encontram-

se as gramíneas africanas. Ao chegarem no cerrado,

encontraram condições ecológicas semelhantes às de seus

habitats de origem - as savanas africanas - o que facil i tou

sua disseminação. Além da semelhança climática

(especialmente os regimes de chuvas e temperatura), fatores

de sua própria biologia também contribuíram para seu

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sucesso como invasoras do cerrado: são heliófi las e possuem

metabolismo C4, sendo adaptadas para colonizar áreas

abertas e ensolaradas, como os campos e cerrados

brasileiros; têm alta eficiência fotossintética e na uti l ização

dos nutrientes, sobrevivendo em solos menos férteis;

apresentam altas taxas de crescimento, rebrotamento e

regeneração, além de alta tolerância ao desfolhamento e à

herbivoria; sua eficiência reprodutiva se deve ao ciclo

reprodutivo rápido, à intensa produção de sementes com alta

viabil idade, que formam um banco de sementes denso, à alta

capacidade de dispersão por sementes anemocóricas e por

reprodução vegetativa, à alta capacidade de germinação.

Todos esses fatores caracterizam um comportamento

oportunista, que permite a rápida re-colonização de áreas

queimadas e/ou perturbadas, fazendo com que essas

gramíneas africanas possam competir com vantagem e

deslocar espécies nativas do cerrado (Coutinho 1982; Baruch

et al. 1985; D’Antonio & Vitousek 1992; Freitas 1999; Pivello

et al. 1999a).

Além de afetarem diretamente as populações herbáceas

nativas por competição, podendo causar extinções locais e

perda direta de biodiversidade, as gramíneas africanas

impactam o ecossistema como um todo, descaracterizando as

fisionomias e modificando sua estrutura. Alguns estudos

mostram que, devido à intensa produtividade dessas

gramíneas, que geram grande quantidade de biomassa

combustível - especialmente na época seca, quando suas

partes epígeas tornam-se dessecadas - podem alterar o

regime de fogo das áreas invadidas, facil i tando a ocorrência

de grandes incêndios (Hughes et al. 1991; D’Antonio &

Vitousek 1992; Asner & Beatty 1996); podem também alterar

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processos vitais, como o ciclo de nutrientes, reduzindo

drasticamente a quantidade de nitrogênio inorgânico no solo,

em razão da grande captação e uti l ização deste elemento

durante seu crescimento. Em consequência, outros processos

ecológicos, como a dinâmica sucessional, podem ser

comprometidos (D’Antonio & Vitousek 1992; Asner & Beatty

1996). Ainda, ao formarem densa camada de biomassa,

reduzem drasticamente a luminosidade na superfície do solo,

podendo impedir os processos de germinação e o

recrutamento de espécies nativas presentes no banco de

sementes, bem como a regeneração natural de habitats

(Hughes & Vitousek 1993).

Os efeitos nocivos das gramíneas exóticas, porém, não se

dão apenas por competição com plantas nativas. A fauna

também pode ser afetada, especialmente por substituição de

espécies vegetais que lhes serviam como fonte de alimento

ou por modificação de habitat. Por exemplo, Develey et al.

(no prelo) citam que a patativa-verdadeira (Sporophila

plumbea) - ave típica de beira de mata e vegetação ribeirinha

e que ocorre no Cerrado Pé-de-Gigante - come sementes de

gramíneas, mas não das gramíneas invasoras, e não se

adapta às áreas invadidas pelas gramíneas exóticas,

encontrando-se hoje em perigo de extinção local.

A presença de gramíneas africanas é praticamente certa,

hoje em dia, em qualquer área de cerrado, especialmente nas

unidades de conservação (Pivello et al. 1999a; 1999b).

Embora, nos últ imos anos, a conscientização para o

problema das invasões biológicas tenha ocorrido no meio

técnico-científ ico, ainda são escassas as pesquisas que

diagnostiquem os efeitos dessas invasões biológicas no

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cerrado. Alguns estudos realizados em unidades de

conservação, no estado de São Paulo, antevêem prováveis

efeitos competit ivos entre Melinis minutif lora e Brachiaria

decumbens com as herbáceas nativas, oferecendo perigo de

exclusão destas últ imas pelas primeiras (Pivello et al. 1999a,

1999b).

No Cerrado de Emas (Pirassununga, SP), Pivello et al.

(1999b) analisaram a comunidade herbáceo-subarbustiva da

fisionomia “campo cerrado”, tendo verif icado que, das 52

espécies herbáceas amostradas, duas gramíneas africanas -

Melinis minutif lora e Brachiaria decumbens - estiveram entre

as quatro espécies mais freqüentes e abundantes na

comunidade. Dentre os parâmetros f i tossociológicos

calculados (conforme Mueller-Dombois & Ellenberg 1974), o

valor de importância será aqui destacado, por ser um índice

que, ao considerar informações sobre densidade, freqüência,

dominância e vigor da espécie em foco em relação ao total

das espécies, resume sua importância na comunidade.

Assim, Melinis minutif lora apresentou o segundo maior valor

de importância dentre as 52 espécies amostradas no cerrado

de Emas, enquanto que Brachiaria decumbens foi a quarta

colocada na comunidade (Tabela 2).

A invasão biológica por Melinis minutif lora e Brachiaria

decumbens também foi diagnosticada em outras áreas de

cerrado no estado de São Paulo. No Cerrado Pé-de-Gigante

(Pivello 1999a), foram quantif icadas as espécies herbáceas

nas fisionomias de campo cerrado e em cerrado sensu

stricto , separadamente, tendo-se encontrado,

respectivamente, 36 e 85 espécies em cada fisionomia,

sendo 28 delas comuns às duas fisionomias. Melinis

minutif lora foi encontrada apenas no campo cerrado e

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Brachiaria decumbens , apenas no cerrado sensu stricto.

Ambas foram muito expressivas nas comunidades em que

ocorreram, tendo sido responsáveis pelo primeiro e o

segundo valores de importância, respectivamente (Tabela 2).

Ainda, num terceiro trabalho realizado em dois fragmentos de

cerrado sensu stricto (fragmentos Valério e Botelho) próximos

à Estação Ecológica de It irapina (It irapina, SP), Pivello et al.

(dados não publicados) encontraram riquezas específicas

semelhantes no estrato herbáceo dos dois fragmentos: 41 e

42 espécies. Em ambos os fragmentos, Melinis minutif lora

apresentou o maior valor de importância de toda a

comunidade herbácea e Brachiaria decumbens colocou-se em

quinto e sexto lugares, respectivamente para os fragmentos

Valério e Botelho (Tabela 2).

Uma vez que a abundância de espécies exóticas representa

um indicador do grau de alteração nas comunidades naturais,

os três cerrados amostrados mostraram-se como áreas

altamente perturbadas, não apenas nas bordas do fragmento,

mas em toda a sua extensão.

Foram testadas associações inter-específicas entre as

gramíneas exóticas - Melinis minutif lora e Brachiaria

decumbens - e seis das espécies de graminóides (Poaceae e

Cyperaceae) nativas mais abundantes no Cerrado Pé-de-

Gigante, resultando em interações fortemente negativas

(Tabela 3). Esses resultados sugerem que está havendo um

efeito de exclusão sobre as graminóides nativas, exercido

pelas exóticas.

Considerando-se os padrões de distribuição temporal de

Melinis minutif lora e Brachiaria decumbens , é provável que,

tanto no Cerrado de Emas como no Cerrado Pé-de-Gigante,

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houve primeiramente o estabelecimento de M. minutif lora ,

seguida por B. decumbens (Pivello et al. 1999a; 1999b). Com

relação aos padrões de distribuição espacial, percebe-se que

B. decumbens inicia sua ocupação nas bordas do fragmento

de cerrado, cobrindo totalmente o solo onde se estabelece e

avançando maciçamente para o centro. M. minutif lora vai

ocupando a área também pelas bordas e margens de

estradas, mas uti l iza-se de tri lhas e outras porções de solo

nu (como sobre ninhos de formigas), numa disseminação

mais espaçada (também observado por Coutinho [1982] e

Freitas [1999]).

Como Lidar com as Invasoras?

Existem diferentes níveis de abordagem para o manejo das

espécies invasoras. Em primeiro lugar, há a possibil idade de

se fazer o controle da espécie ou a sua erradicação. Em

geral, é muito difíci l de se erradicar uma invasora em áreas

naturais, uma vez que isso exige tratamentos mais drásticos,

que podem comprometer as espécies nativas locais

(Wittenberg & Cock 2001). É preferível, então, manter as

invasoras sob controle.

O controle das invasoras também pode ocorrer em diferentes

níveis: fazendo-se o manejo de populações e comunidades,

por meio de técnicas mecânicas, químicas, ou biológicas, que

desfavoreçam a espécie invasora e/ou favoreçam as nativas;

por meio do manejo de habitats, onde são centrados esforços

na recuperação do habitat afetado; pelo manejo da paisagem,

por exemplo, aplicando-se medidas que alterem os usos das

terras ou as relações espaciais entre os elementos da

paisagem. As estratégias podem ainda ser preventivas ou

remediadoras.

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Quanto às técnicas para o controle das invasoras, estudos

específicos e experimentos que apontem soluções

praticamente inexistem, ainda mais considerando-se que as

principais invasoras de cerrado – gramíneas forrageiras –

são espécies de interesse econômico. Sendo assim, quase a

totalidade dos estudos até agora realizados com gramíneas

africanas no Brasil teve o enfoque pecuarista, com o objetivo

de aumentar a produtividade e o vigor destas espécies, ou

seja, o inverso dos objetivos conservacionistas. É, portanto,

premente a necessidade de experimentação, in loco e em

laboratório, para se testar técnicas de combate mecânico,

químico, biológico e de arranjo espacial dos elementos da

paisagem, a f im de controlar a invasão dessas gramíneas

exóticas.

Dentre as técnicas mecânicas, o arranquio, o corte raso, o

sombreamento e a queima podem ser opções, embora

adequadas para situações diferentes. O arranquio manual ou

mecanizado tem a grande desvantagem de revolver o solo, o

que, para várias dessas espécies, pode estimular ainda mais

sua disseminação, uma vez que se observa seu

estabelecimento em áreas preferencialmente perturbadas

(Coutinho 1982; Freitas 1999; D‘Antonio & Meyerson 2002).

Entretanto, pode ser uti l izado sobre focos pequenos e

isolados, tomando-se o cuidado de exercer perturbações

mínimas.

A opção pelo corte raso tem por princípio a retirada de

nutrientes por meio da biomassa epígea e o conseqüente

enfraquecimento da planta. Devem ser testadas a melhor

época e freqüência de aplicação. O sombreamento também

promove o enfraquecimento e morte das gramíneas

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invasoras, especialmente por elas terem metabolismo C4

(Klink & Joly 1989; Mozeto et al. 1996). O grau de

sombreamento, porém, deve ser testado e balanceado para

que não afete severamente as espécies nativas.

O fogo pode ser uma outra alternativa para o controle de

gramíneas exóticas. No caso de Melinis minutif lora , observa-

se que queimadas periódicas, principalmente se conduzidas

durante sua floração, reduzem seu vigor e favorecem as

herbáceas nativas do cerrado (Pivello 1992). Essa estratégia

de manejo da comunidade visa, portanto, aumentar a

capacidade competit iva das nativas em relação a essa

invasora. No caso de Brachiaria decumbens , ao contrário, o

fogo parece estimular seu crescimento. Esta espécie tem se

mostrado extremamente agressiva em fragmentos de cerrado

do estado de São Paulo, com vantagem competit iva sobre as

nativas e até mesmo sobre Melinis minutif lora (Pivello et al.

1999a; 1999b), e formando grandes manchas

monoespecíficas onde se estabelece. Em casos assim, e

cientes de todos os riscos ambientais possíveis numa

unidade de conservação, acreditamos que o controle químico,

por meio de herbicidas de baixo efeito residual, seja uma das

pouquíssimas opções para o controle da invasora (Pivello

1992; Durigan et al. 1998). Certamente, todas as precauções

devem ser tomadas para se evitar poluição do solo e corpos

d´água ou envenenamento de animais. Técnicas mistas, com

a combinação de fogo e herbicida, ou fogo e corte, também

merecem ser testadas.

Dentre as técnicas biológicas, o tradicional controle biológico

por meio de parasitas (bactérias, vírus inoculados) ou de

insetos predadores não seria possível no caso das

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forrageiras africanas, uma vez que essas espécies são de

grande importância para a pecuária e esta técnica poderia

causar enormes prejuízos econômicos. Entretanto, em

situações onde a gramínea invasora se estabelece em

grandes manchas monoespecíficas, especialmente nas

bordas da unidade de conservação - como é o caso de

Brachiaria decumbens no Cerrado Pé-de-Gigante - uma outra

possibil idade é o uso de gado bovino em condição de

sobrepastejo. Nesse caso, os animais deverão ser lavados e

alimentados somente com ração durante os dias que

antecedem sua colocação na área, bem como confinados aos

locais específicos de grande infestação da gramínea

invasora.

As técnicas aqui denominadas "de arranjo espacial" são

principalmente preventivas, envolvendo a manipulação de

elementos da paisagem. Incluem a instalação de "cortinas

verdes" - preferencialmente com plantas lenhosas nativas -

ao redor do fragmento de cerrado, para diminuir a chegada

das sementes anemocóricas das invasoras. No caso de

unidades de conservação, é essencial que se faça o

planejamento de uso das terras no seu entorno,

estabelecendo-se zonas-tampão, preferencialmente ocupadas

por espécies arbóreas perenes, e mantendo-se um

distanciamento de pastagens implantadas. O Sistema

Nacional de Unidades de Conservação (SNUC),

definit ivamente instituído em 18/julho/2000 (Lei Federal nº

9.985), reconhece a necessidade de se estabelecer uma zona

de amortecimento ao redor das unidades de conservação,

para a qual são definidas normas e l imites de uso.

Outras medidas preventivas simples, mas importantes, devem

ser exigidas de pesquisadores, estudantes e todos que

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17 J 5, 09)01Ainvasões Biológicas no Cerrado Brasileiro.

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adentrarem unidades de conservação, como o uso de

perneiras e calçados de couro l iso, ou a colocação de sacos

plásticos sobre a perna, para dif icultar a aderência de

sementes de espécies exóticas.

Existem prós e contras em relação a todas as técnicas acima

citadas. As opiniões divergem quanto à sua eficácia, ainda

mais porque as invasoras podem responder diferentemente

aos tratamentos, porém, quase nada ainda foi testado. Sem

experimentos que elucidem a questão, as invasões vão

progredindo rapidamente nos cerrados.

Por f im, é também primordial que polít icas nacionais para o

controle de espécies exóticas sejam implantadas, envolvendo

desde o esclarecimento e a educação da população acerca

dos potenciais danos, como uma legislação específica para

seu transporte, introdução e contenção, além da fiscalização

efetiva para o cumprimento dessas medidas.

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Informações sobre esse Artigo

Autor: Dra. Vânia R. Pivello (Professora Livre-Docente em

Ecologi),

Universidade de São Paulo, Brasil

Fotografia: Kielmeyera coriacea , espécie arbórea típica de

cerrado.

Foto de Marcio Martins (Brasil).

A citação adequada é:

Pivello VR (2011) Invasões Biológicas no Cerrado Brasileiro:

Efeitos da Introdução de Espécies Exóticas sobre a

Biodiversidade. ECOLOGIA.INFO 33

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