Competição e comunidades I

Competição e comunidades I

Paulo R. Guimarães Jr (Miúdo)

Como a diversidade biológica coexiste?

Introdução

I am tempted to give one more instance showing how plants and animals, most remote in the scale of nature, are bound together by a web of complex relations

Competição e comunidades I

1. Definições e abordagens 2. A primeira lei da biologia 3. Competição: definição 4. Resumo

Ao final da aula, nós teremos:

1. revisado conceitos centrais em ecologia

2. aprendido uma das leis mais fundamentais da biologia 3. entendido o porquê de competição ser considerada uma

Competição e comunidades I

1. Definições e abordagens

2. A primeira lei da biologia 3. Competição: definição 4. Resumo

Definição: comunidade

1. Comunidade ecológica: um conjunto de populações de diferentes espécies que ocorrem juntas no espaço e no tempo (Begon et al. 2006).

0
 0.2
 0.4
 0.6
 0.8
 1
 ‐10
 0
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 ap-dão
dar winiana
r ela-v a
 Temperatura
(o_C) A b u n d ân ci a re lat iv a km Henry Gleason 1882- 1975 Sem divisões claras...

Definição: Ecologia de Comunidades

1. É a ciência que busca compreender a maneira pela qual agrupamentos de espécies estão distribuídos na natureza (Begon et al. 2006).

Nenhuma( arte( contempla( o(

par/cular….((

O(par/cular(é(tão(infinitamente(

indeterminado(que(dele(não(é(

possível(nenhuma(ciência(

Definição: Padrão

Pattern is an arrangement or sequence regularly found in comparable objects or events

29

Understanding patterns in terms of the processes that produced them is the

essence of science

Como sistemas ecológicos adquirem ordem?

Como sistemas ecológicos adquirem ordem?

1. A ordem é imposta por fatores externos


2. A ordem emerge por meio das interações entre os

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Processos

endógenos

Padrões

Processos

exógenos

Processos

endógenos

Padrões

Processos

exógenos

Premissas

_Previsões

Passos lógicos

Problemas de: 1. Simplicidade

2. Complexidade desorganizada 3. Complexidade organizada

Simplicidade XVII - XIX

Complexidade desorganizada

XX

Complexidade desorganizada

XX

10

23

Complexidade organizada

Ecologia é uma bagunça!

1. Duas décadas atrás: 120 hipóteses para explicar a manutenção da diversidade! (Palmer, 1994)

Odum

Ecossistemas como ... sistemas

Margalef

Lindeman Clements

G. E. Hutchinson

Charles Elton

Espécies em nichos

Nicho ecológico

๏

que um indivíduo cresça e se reproduza

๏

G E. Hutchinson (1903-1991)

0
 0.2
 0.4
 0.6
 0.8
 1
 ‐10
 0
 10
 20
 30
 40
 ap-dão
dar winiana
r ela-v a
 Temperatura
(o_C)

Tewksbury et al. 2008. Science

Desempenho
da
espécie
 condição
 cond_ição 1 condiç ão 2 d e se m p e n h o d a in d iv íd u o reprodução

G E. Hutchinson (1903-1991)

Nicho ecológico

๏

๏ Multi-dimensional (N-dimensional)

๏

G E. Hutchinson (1903-1991)

Nicho ecológico

๏

๏ Multi-dimensional (N-dimensional)

๏

๏ É o volume definido nestas N dimensões

Hutchinson (1957)

Nicho é o hiper-volume N-dimensional definido por todos os fatores que limitam a ocorrência de uma dada espécie

R. T. Paine J. Cohen

Biogeografia de ilhas

Hubbell

Mas a bagunça é histórica, não uma verdade ecológica

1. Quatro processos unificam todas as explicações para a diversidade ecológica

Os quatro processos fundamentais: 1. Seleção 2. Deriva ecológica 3. Dispersão 4. Especiação Vellend

Competição: causas

1. Definições e abordagens

2. A primeira lei da biologia

3. Competição: definição 4. Resumo

Princípios fundamentais

1. É a tendência natural do sistema na ausência de qualquer limitação 2. O que acontece com o sistema quando nada acontece

Primeira Lei de Newton

Princípio de Hardy-Weinberg Weinberg Hardy Sem: Seleção Deriva Migração Mutação

Princípio de Hardy-Weinberg

May

the Hardy Weinberg Law stands as a kind of Newton’s First

Law (bodies remain in their

state of rest or uniform motion in a straight line, except insofar as acted upon by external forces) for evolution: Gene frequencies in a population do not alter from generation to generation in the absence of migration, selection, statistical fluctuation, mutation, etc

Teoria Neutra Molecular

Ecologia

Ginzburg

Paraphrasing Hutchinson (1975): Populations preserve exponential growth unless they do not. Although sounding tautological, this bears, in my opinion, a meaning analogous t o N e w t o n ´ s f i r s t l a w , describing what happens

when nothing happens in the environment.

80

“I have deeply regretted that I did not proceed far enough at least to understand something of the great leading principles of mathematics”

Competição e comunidades I

1. Definições e abordagens

2. A primeira lei da biologia

3. Competição: definição

4. Resumo

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Os quatro processos fundamentais:

1. Seleção

2. Deriva ecológica 3. Dispersão

Premissas simplificadoras

1. Indivíduos são todos equivalentes dentro de uma espécie 2. Evolução não importa (como processo ocorrendo em

tempo ecológico)

Seleção

1. Definição: Diferenças determinísticas na aptidão entre indivíduos de espécies diferentes

Competição interespecífica é:

uma interação entre indivíduos de espécies diferentes que causa

redução na fecundidade, sobrevivência ou crescimento dos indivíduos que interagem

E se competição interespecífica organizasse a natureza?

O princípio da exclusão competitiva

Georgy Gause 1910 - 1986

O princípio da exclusão competitiva

Georgy Gause 1910 - 1986

Paramecium

Duas espécies competidoras

com nichos idênticos não podem coexistir em um ambiente estável

Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte

O princípio da exclusão competitiva

Georgy Gause 1910 - 1986

Paramecium

Duas espécies competidoras com nichos idênticos

não podem coexistir em um ambiente estável

Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte

2. O ambiente é estável

As populações podem atingir o equilíbrio O recurso é o fator limitante

Pressupostos 1. Competição interespecífica é forte

2. O ambiente é estável

As populações podem atingir o equilíbrio O recurso é o fator limitante

3. Indivíduos se distribuem de forma homogênea

4. Competição interespecífica é mais importante que

outras interações

Como a diversidade biológica coexiste?

Previsão

Georgy Gause 1910 - 1986

Paramecium

Duas espécies competidoras

com nichos idênticos

não podem coexistir em um ambiente estável

Previsões

1. Competidores potenciais devem apresentar diferenciação de nichos

2. A ocorrência de potenciais competidores que usam os mesmos recursos deve estar negativamente

correlacionada

3. Diferenciação de nicho poderá implicar diferenciação morfológica

Competição e comunidades I

1. Definições e abordagens

2. A primeira lei da biologia

3. Competição: definição

4. Resumo

Padrões Processos

Tendência natural

Processos Tendência natural Crescimento exponencial Padrões

Processos Tendência natural Crescimento exponencial Príncipio da Exclusão competitiva Padrões

Padrões Processos Tendência natural Crescimento exponencial Príncipio da Exclusão competitiva Predições

Competição e comunidades I

1. Definições e abordagens

2. A primeira lei da biologia

3. Competição: definição

4. Resumo

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