Dentro de um ecossistema, o papel funcional da diversidade biológica se expressa nos diversos níveis da hierarquia do mundo vivo. A diversidade intraespecífica repousa na variabilidade genética das populações que per- tencem a uma mesma espécie. É graças a esta diversidade genética que as espécies poderão responder às mudanças do meio ambiente, selecionando os genótipos melhor adaptados às condições do momento.
A diversidade das espécies vista sob o ângulo de suas funções ecoló- gicas no seio do ecossistema proporciona a existência de uma grande varie- dade de formas, tamanhos e de características biológicas entre as espécies. Cada uma dessas espécies, individualmente ou por grupo de espécies que exerçam as mesmas funções ecológicas, tem uma influência sobre a nature- za e a importância dos fluxos de matéria e de energia no seio do ecossistema, devido ao seu papel dentro das redes tróficas. Por exemplo, as interações entre espécies, consideradas sob o ângulo do mutualismo e das simbioses, constituem igualmente outro aspecto do papel funcional da biodiversidade. Assim sendo, vale salientar que os ecossistemas, graças a sua diversidade biológica, têm um papel na regulação dos ciclos geoquímicos (fixação, es- tocagem, transferência e reciclagem do carbono e dos elementos nutritivos etc.), do ciclo de água e influenciam na composição dos gases da atmosfera.
Características dos ecossistemas e riqueza das populações
O número de espécies presentes em um ecossistema é o resultado de um equilíbrio dinâmico, no qual intervêm numerosos fatores:
a) As limitações ecológicas de natureza física, química ou biológica. Há muito tempo, os ecologistas estudam as relações entre as ca- racterísticas dos meios e a composição das comunidades animais e vegetais, tentando estabelecer as correlações entre a presença ou a abundância de certas espécies e as condições ecológicas ofere- cidas pelo ambiente. Esse controle da composição e da estrutura das populações, através das características do ambiente, é um dos principais elementos que estruturam a distribuição e a abundância da diversidade biológica.
b) Interações biológicas, que se expressam notadamente no marco das competições entre espécies (o comportamento predatório, a compe- tição pelos recursos alimentícios, a competição pela ocupação do espaço etc.). Esses tipos de interações podem ser observados quan- do da introdução de espécies dentro de novos ambientes, provocan- do a eliminação das espécies autóctones como uma das consequên- cias. Essas interações podem corresponder, igualmente, às relações de tipo hospedeiro-parasitas, quando a presença do parasita está ligada à presença do hospedeiro.
c) Os fenômenos históricos, sabendo que a biografia é a ciência que busca compreender e explicar a história da distribuição das espé- cies, bem como as origens da especiação, à luz das mudanças geo- morfológicas que ocorreram no passado. Esta necessidade de levar em conta a história dos ambientes, para compreender a composição atual de sua flora e de sua fauna, é uma aquisição relativamente re- cente da ecologia. Por um lado, trata-se de compreender, sobretudo, qual foi a freqüência e a amplitude dos processos de colonização e
Muitos cientistas nota- ram que, com o passar do tempo, os descenden- tes dos seres vivos podem sofrer leves mudanças. Charles Darwin chamou esse processo de “descen- dência com modificações posteriores”. Tais mudan- ças têm sido observadas diretamente, registradas por meio de experiências científicas e usadas enge- nhosamente por criadores de plantas e de animais. Essas mudanças podem ser consideradas como fatos. No entanto, os cien- tistas chamam essas le- ves mudanças de “micro- evolução”. Até mesmo o nome sugere o que muitos cientistas afirmam — que essas pequenas mudan- ças fornecem prova de um fenômeno totalmente di- ferente, um que ninguém observou e que eles cha- mam de macroevolução. O ensino da macroevolu- ção se baseia em três su- posições principais:
1. As mutações suprem a matéria prima ne- cessária para se criar novas espécies.
2. A seleção natural leva à formação de novas espécies.
3. O registro fóssil com- prova modificações macroevolucionárias em plantas e animais.
de dispersão que tendem a aumentar a riqueza específica. O modelo de biogeografia insular, originário dos trabalhos dos americanos McArthur e Wilson, popularizou a noção do equilíbrio dinâmico da riqueza em espécies.
d) Da mesma forma, os ecologistas colocaram em evidência a existên- cia de uma relação entre a riqueza em espécies de um ecossistema e a sua superfície. Esta relação ar/espécie já foi verificada antes nas ilhas oceânicas, depois nos habitats continentais, como lagos e bacias fluviais, maciços montanhosos, ilhotas arborizadas etc., que estão isoladas umas das outras, da mesma forma que as ilhas oce- ânicas. A relação ar/espécie esteve na origem de numerosos traba- lhos para responder às questões levantadas pela fragmentação dos habitats e das suas conseqüências, do ponto de vista da conserva- ção da biodiversidade, dentro das áreas protegidas. Esta fragmen- tação, consequência de uma pressão crescente sobre a ocupação dos solos, se traduz na extinção de certas espécies e uma redução da diversidade específica dentro dos pequenos espaços divididos.
A diversidade das espécies vs. espécies chave
As redes tropicais que se estabelecem num ecossistema são proporcio- nalmente mais complexas, conforme o sistema que seja mais rico em espé- cies. Às vezes, coloca-se a questão de saber se todas as espécies são realmente necessárias para o funcionamento do sistema. Com um objetivo pedagógico, utiliza-se a seguinte comparação: em um veículo existem os elementos indis- pensáveis para o funcionamento (pistões, carburador etc.) e outros que não servem mais que melhorar o conforto (amortecedores, retrovisores...), mas que não são essenciais para que o veículo possa rodar. No entanto, não é suficiente ter boas peças, ainda falta que elas sejam corretamente montadas. Outros elementos, como buzina ou o estepe, só são úteis em certas circuns- tâncias e outras peças não servem mais do que para decoração. Enfim, certos componentes podem ser substituídos por outros: existem pneus de diferente natureza, que cumprem, mais ou menos, a mesma função.
A analogia colocada no parágrafo anterior, que, no entanto, não deve ser generalizada, permite compreender que os diferentes componentes de um ecossistema podem ter uma importância variável dentro do funciona- mento de tal ecossistema. Por outro lado, os ecologistas abordam às vezes, a questão do rol funcional da diversidade biológica da seguinte maneira: para que serve a existência de numerosas espécies, das quais algumas preen- chem funções que parecem equivalentes no plano ecológico? Mas, os admi- nistradores colocam a questão em outros termos: que proporção de espécies pode-se deixar que desapareçam, sem que o funcionamento do ecossistema seja profundamente modificado? Para eles, trata-se de determinar a partir de que limite deve intervir imperativamente, a fim de evitar as disfunções. Se for possível pensar, razoavelmente, que a diminuição do número de es- pécies comprometerá, no limite, os serviços prestados pelos ecossistemas, é difícil prever, no entanto, quando e em que nível de redução isso ocorrerá, tendo em conta a complexidade dos problemas abordados.
Para simplificar o enfoque dessas questões, se é levado a pesquisar as espécies ou grupos de espécies que parecem desempenhar um papel mais importante que outras nos ecossistemas. Existem espécies que exercem, uma influência determinante sobre a estrutura e o funcionamento dos sis-
O PLANETA Terra abriga uma enorme quantidade e variedade de organismos vivos — talvez incontá- veis milhões de espécies. Muitos deles, que se pro- liferam no solo, no ar e na água, são pequenos demais para serem vistos a olho nu. Por exemplo, constatou-se que apenas 1 grama de terra contém 10 mil espécies de bacté- rias, sem mencionar todos os micróbios. Algumas es- pécies foram encontradas até um pouco mais de 3 quilômetros abaixo no solo.
O ar também está repleto de vida — e não estamos falando apenas de pássa- ros, morcegos e insetos. Dependendo da época do ano, ele também fica cheio de pólen e outros esporos, bem como de sementes e, em algumas regiões, de milhares de tipos de mi- cróbios. “Com isso, a di- versidade de micróbios no ar equipara-se à encon- trada no solo”, diz a revis- ta Scientific American. E que dizer dos oceanos? Eles continuam sendo um grande mistério, porque para estudar suas pro- fundezas é preciso em ge- ral uma tecnologia muito cara. Até recifes de coral, que são relativamente de fácil acesso e bem es- tudados, podem abrigar milhões de espécies ainda desconhecidas.
temas biológicos (espécies dominantes ou espécies chave) e cuja perda tra- ria múltiplas consequências, notadamente sobre a subsistência de outras espécies? Ou todas as espécies possuem um rol equivalente, ou seja, redun- dante? É difícil responder a esta questão, em razão da complexidade das interações que existem entre os diferentes constituintes dos ecossistemas e, em especial, entre o conjunto das espécies que ocupam o mesmo habitat. Desse modo se é levado a distinguir alguns grandes grupos, quais sejam:
a) Predadores chave: essas são as espécies cuja presença limita for- temente a presença de outras espécies. Assim, certas espécies de peixes que se alimentam de plâncton, limitam a abundância, até a própria presença de zooplâncton de grande tamanho, nos lagos. A desaparição dos grandes predadores, na Europa, teve como con- sequências à proliferação de certos destruidores de culturas. Mas freqüentemente, a existência de predadores permite a coexistência de um grande número de espécies ao controlarem o desenvolvimen- to das espécies invasoras.
b) Presas chave: que constituem os recursos decisivos nos momentos críticos do ciclo anual, ou que garantem a sobrevivência das es- pécies específicas. É o caso igualmente, dos parasitas que devem poder reencontrar os seus hospedeiros, em certos momentos de seu ciclo biológico.
c) Modificadores chave: certo número de espécies é capaz de agir di- retamente sobre o ambiente e modificá-lo. Dessa forma, os castores, ao criarem barragens sobre as margens dos rios, modificam o fun- cionamento hidrológico do rio. Da mesma forma, calcula-se que o elefante é responsável pelas mudanças espetaculares na vegetação, ao transformar as zonas arborizadas em zonas de savanas.
d) Mutualistas chave: que são direta ou indiretamente necessários à manutenção de outras populações associadas. É o caso dos po- linizadores, que exercem um papel essencial para muitas plantas selvagens ou cultivadas, na medida em que eles asseguram sua fe- cundação. A presença de polinizadores variados e abundantes que são os insetos, essencialmente, condiciona, geralmente, o volume e a qualidade das colheitas de frutas, hortaliças e de oleaginosas. Ou então, os polinizadores, para cumprirem seu ciclo biológico, neces- sitam também de uma grande diversidade de meios.
Outro papel da diversidade biológica, no seio dos ecossistemas, é o de assegurar a dispersão dos vegetais, através uma grande quantidade de sistemas de zoocoria. Em certos casos, os grãos são ingeridos, mas não digeridos, para serem arrojado a uma distância mais ou menos importante do seu lugar de origem. Os pássaros, os morcegos e os mamíferos assegu- ram, dessa forma, uma disseminação indispensável dos grãos para a rege- neração das plantas nos sistemas florestais. Da mesma forma, a dispersão dos organismos animais é assegurada pelos pássaros ou pelos mamíferos. Assim, explica-se a colonização de meios aquáticos temporários pelos orga- nismos que são transportados enganchados nas plumas ou nos pêlos.
Diversidade e estabilidade dos ecossistemas
Qual é o papel da diversidade biológica na viabilidade dos ecossistemas e na sua aptidão para reencontrar um estado de equilíbrio, após perturbações de origem externa ou interna? Certos ecologistas afirmam que a perda da di-
A teoria de biogeografia de ilhas foi desenvolvi-
da por MacArthur e Wil- son (1963 e 1967) para
explicar como o número de espécies numa ilha se mantém aproximadamen- te constante enquanto a composição taxonômica desse conjunto de espé- cies muda ao longo do tempo. Eles sugeriram que os organismos numa ilha estão em um equilí- brio dinâmico, isto é, en- quanto algumas espécies estão colonizando a ilha, outras estão se extinguin- do. Segundo esses auto- res, a taxa de colonização depende da distância en- tre a ilha e a fonte das es- pécies potenciais coloni- zadoras, logo, ilhas mais próximas da fonte pos- suem uma taxa mais alta de colonização. Já a extin- ção depende do tamanho da ilha, ilhas menores possuem taxas mais altas de extinção. Propuseram que a taxa de coloniza- ção e a taxa de extinção, quando consideradas si- multaneamente, fornecem um número previsível de espécies em equilíbrio, mantido ao longo do tem- po e uma taxa de turnover (troca) das espécies tam- bém previsível e mantida ao longo do tempo. Desde sua proposição ori- ginal, a teoria já passou por algumas transforma- ções que relacionaram a taxa de colonização tam- bém com o tamanho da ilha e a taxa de extinção também com a distân- cia da fonte potencial de colonizadores, dado que a imigração de indivídu- os de uma espécie que já está presente na ilha pode retardar a extinção local da espécie.
Fonte: uc. socioambiental.org
versidade biológica pode reduzir a capacidade dos ecossistemas de responder às perturbações do ambiente. Efetivamente, pode-se pensar de formas intui- tivas, que os sistemas mais diversificados são mais estáveis que os sistemas simplificados, na medida em que, a multiplicidade das presas, dos predadores, e das redes tróficas, permite amortecer as flutuações eventuais. Assim, uma espécie que explora, potencialmente, um grande número de presas diferentes, pode manter as populações relativamente estáveis, utilizando alternativamen- te as diferentes presas, à medida que elas se tornam abundantes. Na realida- de, não se dispõe de informações suficientes para se avaliar ser ou não esta hipótese verdadeira. Existe até um debate sobre o papel real da biodiversidade na estabilidade dos ecossistemas. Com efeito, diversas observações dão resul- tados contraditórios e a estabilidade pode aumentar ou diminuir com a redu- ção do número de espécies em um dado sistema. Além disso, os efeitos podem ser diferentes nos ambientes árticos, temperados ou tropicais.
Ao se darem como objetivo em evidenciar o papel da diversidade bioló- gica sobre a estabilidade dos ecossistemas, os ecologistas também se inter- rogam sobre o papel que poderiam jogar as espécies raras que, às vezes, são numerosas nas populações. Elas são vestígios do passado ou possuem um rol funcional na dinâmica dos sistemas? Segundo uma hipótese geralmente admitida, elas podem constituir uma alternativa, uma forma de seguran- ça, uma vez em que elas possam substituir as espécies abundantes dentro das populações, se essas últimas vierem a faltar, após uma mudança nas condições ecológicas. Nesse sentido, as espécies raras são potencialmente importantes para a sobrevivência das comunidades dentro dos ambientes flutuantes. Guardada a devida proporção, se poderia pensar que esta diver- sidade específica é equivalente, em termos funcionais, à diversidade genéti- ca e permite às populações se adaptarem às mudanças do ambiente.
Uma das aquisições das pesquisas em ecologia foi mostrar que as perturbações (incêndios, doenças, ataques predatórios, condições tempora- riamente extremas) contribuem para manter uma grande diversidade bio- lógica, com a condição que não sejam, nem muito importantes, nem muito frequentes, pois, impedem o estabelecimento de espécies dominantes, cuja presença excluiria as outras espécies que são piores competidoras.