Aula 06 - Paleoecologia

Paleoecologia

O que é a paleoecologia?



_{É o ramo da paleontologia que estuda a vida e o tempo}

dos organismos fósseis

Vida

 Os nichos ecológicos ocupados

 As relações do organismo com o ambiente fóssil

 As relações com os outros organismos fósseis

Tempo

 Eventos de expansão da diversidade

 Eventos de extinção em massa

Como estudar paleoecologia?



_{As evidências paleoecológicas são variadas}

 Evidências indiretas fortes

 Estimativas de diversidade

 Estimativas de abundância

 Hipóteses estatisticamente testáveis

 Estimativas de dinâmica populacional

 Estimativas de taxas de mortalidade

 Especulações

 Alguns tipos de relações entre organismos

Como estudar paleoecologia?



_{Ecólogos de geralmente estão interessados em:}

 Adaptações ao ambiente

 Interações entre os organismos

 Interações dos organismos com o ambiente

 Fluxo de matéria e energia nos ecossistemas

Como estudar paleoecologia?



_{A paleoecologia tem os mesmos objetivos, mas com duas}

particularidades

 Não se tem ideia da existência da maioria dos organismos que compõem as comunidades

(a preservação fóssil têm filtros que desfavorecem determinados grupos)

 Temos apenas parte da informação dos ambientes nos quais os organismos fósseis viviam

 Algumas relações entre as espécies não podem ser verificadas

Limitações da paleoecologia

Organismos de

corpo mole Desaparecem

Organismos com esqueletos

Desarticulam Fragmentam

Agregados de partes duras (ossos, conchas, dentes, ...)

Traços fósseis (escavações, perfurações, trilhas , pistas, coprólitos)

Como estudar paleoecologia?



_{As estimativas sempre se baseiam na premissa básica de}

inferência fóssil

 Os organismos são (em alguma extensão) adaptados ao ambiente em que eles foram encontrados

 Os organismos são adaptados ao modo de vida adotado para viver naquele ambiente



_{As hipóteses são formuladas também baseando-se na}

comparação de análogos modernos

Como estudar paleoecologia?



_{Existem dois níveis de abordagem em paleoecologia}

Paleoautoecologia

Estudo da ecologia de um único organismo fóssil

(Dinâmica populacional de uma espécie de coral fóssil) Paleosinecologia

Estudo da ecologia de comunidades ou associações de organismos fósseis

Tafonomia e paleoecologia

Efeito tafonômico

 Um aspecto importante da paleoecologia é estimar o quanto de informação se perde no processo de fossilização

 Duas estratégias são empregadas para mensurar esse efeito tafonômico

 Comparações de similaridade entre comunidades modernas “vivas” e “mortas” (fidelidade)

 Comparação de comunidades comuns com depósitos fósseis altamente preservados (depositos Lagerstätte)

Biocenose (comunidade viva) Tanetocenose (após decomposição) Tafocenose (após fossilização)

Tafonomia e paleoecologia

Copano Bay

Tafonomia e paleoecologia

Paleoecologia de populações



_{Populações são os blocos formadores das comunidades}

_{Dois tipos de populações de espécies que tem influência}

direta na viabilidade da comunidade

Espécies chave

 São espécies que mantém o ecossistema

 Sua remoção dispara mudanças de larga-escala na comunidade

 Ex: Espécies de topo de cadeia alimentar Espécies incumbentes

 Espécies que ocupam um nicho por milhões de anos numa comunidade

Paleoecologia de populações



_{Identificação de espécies chave fósseis}

 Envolve estimativas de estratégias de sobrevivência da espécie

R estrategistas

 Gerações rápidas, proles numerosas, tamanhos menores

 Típico de espécies oportunistas

 Individualmente contribuem pouco para a estabilidade da comunidade K estrategistas

 Gerações lonfas, menores proles, tamanhos maiores

 Contribuem mais para a estabilidade da comunidade (potenciais incumbentes)

Paleoecologia de populações



_{Duas abordagens nos permite estimar qual o tipo de}

estratégia a espécie adota

Histogramas tamanho-frequência Pico deslocado para esquerda

(mortalidade rápida - r estrategistas) Curva normal

(comportamento intermediário) Pico deslocado para direita

(mortalidade senil - K estrategistas) Distribuição multimodal

Paleoecologia de populações

Curvas de sobrevivência

 Tipo I: Mortalidade aumenta com a idade (K estrategistas)

 Tipo II: Mortalidade constante

Paleoecologia de populações

Nichos ecológicos



_{Nichos ecológicos}

 Corresponde ao espaço de recursos do ambiente que uma espécie utiliza

 O nicho ecológico está diretamente ligado ao modo de vida adotado pelo organismo

 Fatores físicos, químicos e biológicos limitam os nichos ecológicos de cada espécie

Nichos ecológicos



_{As melhores estimativas de nichos ecológicos fósseis são}

de sedimentos marinhos

 Nichos marinhos são limitados por vários fatores

 Profundidade

 Oxigenação

 Temperatura

 Incidência de luz

Melhor

Nichos ecológicos

Nichos ecológicos

Níveis tróficos



_{A energia nos ambientes marinhos também flui através}

Cadeias alimentares fósseis



_{Reconstrução da estrutura trófica de um registro do}

Cadeias alimentares fósseis



_{Reconstrução da estrutura trófica de uma região de recife}

Guildas e megaguildas



_Guildas

 São agrupamentos de espécies que são funcionalmente similares (que compartilham as mesmas estratégias de alimentação)



_Megaguildas

 São agrupamentos num nível superior ao de guilda que leva em consideração o local de vida dos grupos

Guildas fósseis

Guildas fósseis

Guildas fósseis

Evolução das guildas

 Podemos dizer que ao longo do tempo evolutivo a diversidade de modos de vida aumentou significativamente

Interações entre fósseis



_{Várias interações entre organismos podem ser propostas}

observando o registro fóssil

 Exploração

 Inclui predação e parasitismo

 Existem muitos registros (mordidas, endoparasitos intestinais, ...)

 Competição

 Pouquíssimas evidências de competição (competição por espaço no fundo do mar)

 Comensalismo

 Uma das interações mais comuns no registro fóssil (registros de organismos vivendo sobre outros fósseis)

Interações entre fósseis

Alterações nos ecossistemas



_{Mudanças na diversidade podem indicar mudanças nos}

ambientes (ecossistemas)

 Algumas alterações são mais importantes que outras

 Existe níveis de alterações na diversidade que são indicadoras do nível de alteração ambiental

Paleoclimas



_{Durante os últimos 600 milhões de anos}

o clima da Terra oscilou pelo menos 5

vezes

 Desde o cambriano a Terra oscilou entre cenários de glaciação e cenários de clima ameno

Paleoclimas

Como identificar os climas do passado?



_{Existem certos tipos de rochas que são típicos de climas}

quentes e outros que são típicos de climas frios

 Rochas de climas quentes: calcretos e evaporitas

 Rochas de climas frios: dropstones e tilitos

Paleoclimas

Paleoclimas

Flutuações de curto prazo



_{Muitos eventos de mudanças climáticas ocorreram em}

escalas menores de tempo

 Estes eventos tem intervalos de 100 mil anos

 Alguns ambientes respondem mais rapidamente, outros mais lentamente

 Comunidades de águas superficiais: anos

 Comunidades de águas profundas: séculos

Paleoclimas

Flutuações de curto prazo



_{Estas mudanças estão relacionadas a movimentos da}

Terra

 Excentricidade

(variação na forma da órbita)

 Obliquidade

(oscilação do eixo)

 Precessão

Paleoclimas

Flutuações de curto prazo



_{As flutuações de curto prazo tem sido associadas a}

processos evolutivos locais

 Eventos de especiação

 Mudanças regionais na composição e estrutura das comunidades

Paleoclimas

Flutuações de longo prazo



_{As flutuações climáticas de longo prazo são chamadas de}

megaciclos

 Os megaciclos geralmente estão relacionados grandes eventos da Terra

 Grandes eventos de extinção

 Elevações e rebaixamentos dos níveis dos oceanos

Paleoclimas

Flutuações de longo prazo



_{Nos ambientes marinhos dois cenários ambientais}

oscilaram ao longo das eras geológicas

Estado glacial

 Oceanos instáveis e não estratificados

 Águas profundas muito geladas de movimento rápido

 Ricas em oxigênio e com alta produtividade na zona de ressurgência Estado ameno

 Oceanos estáveis estratificados em águas superficiais e profundas

 Correntes profundas lentas carreando pouco oxigênio e com produtividade baixa

Paleoclimas

Paleoclimas

Flutuações de longo prazo



_{Grandes extinções estão associadas a transições de}

estados

Biotas de ambientes amenos são mais especialistas e são mais suscetíveis à mudanças ambientais



_{Causas extraterrestres (meteoros) também estão}

relacionados a grandes mudanças climáticas

Alguns eventos de extinção estão relacionados a quedas de meteoros e meteoritos

Paleoclimas

As mudanças biológicas geram mudanças climáticas?



_{Várias hipóteses tem afirmado que a biosfera influencia}

no clima terrestre

 A mais famosa delas é a Hipótese de Gaia que assume a Terra como um organismo vivo.

 Exemplos são:

 Exploração humana dos recursos naturais

 Diversificação dos fotossintetizantes elevou os níveis de oxigênio e formação da camada de ozônio

Paleoclimas