Diversificação e
Biogeografia da
Biota Neotropical
Disciplina interdepartamental
Responsável: Ricardo Pinto da Rocha
Convidados: Silvio Nihei, José Rubens
Pirani, Cristina Myiaki, Fernando
Marques; Thais Miranda
1. Introdução (definições e conceitos) e História da Biogeografia Regiões Biogeográficas, Evolução Geológica da Terra, 25.ago - Ricardo 2. Paleoclima, clima, Georreferenciamento** 1.set - Ricardo 3. Área de distribuição e análise de endemismo** 15.set - Ricardo 4. Teoria e métodos em Biogeografia Histórica**– 22.set – SILVIO NIHEI 5. Teoria e métodos em Biogeografia Histórica**– 29.set - SILVIO NIHEI 6. Estudos de caso – plantas 1 –– 13.out - JOSE PIRANI
7. Estudos de caso Métodos, Padrões e Processos filogeográficos – 20.out –––
C. MIYAKI
8. Estudos de caso – plantas 2 – 3.nov – JOSE PIRANI 9. Estudos de caso - marinho-10.nov –– T Miranda
10. Associações históricas (parasita-hospedeiro) - 17.nov – F MARQUES 11. Estudo de caso – água doce/Biota Terrestre – 24.nov - Ricardo
12. Aplicações em análises ambientais/conservação da natureza: 1.dez - Ricardo 13. Avaliação/Seminário: 8.dez- Ricardo
14. Avaliação/Seminário: 15.dez- Ricardo 15. Recuperação: - data a definir
Programa
•Avise, J.C. 2000. Phylogeography. The history and formation of species. Harvard University Press, 447 •Bicudo, C.E.M. & N.A. Menezes. 1996. Biodiversity in Brazil. A fisrt approach. CNPq. 326 p. Brown, J.H. & A.C. Gibson 1983. Biogeography. Mosby, 643 p.
•Cabrera, A.L. & A.Willink. 1973. Biogeografia de América Latina. Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico, 120 p.
•Crisci, J., L. Katinas & P. Posadas. 2003. Historical Biogeography: An introduction. Harvard University Press. 233 p.
•Carvalho, C.J.B. & E.A.B. Almeida (eds). 2011. Biogeografia da América do Sul. Padrões &
Processos. Ed. Roca. 306 p.
•Humphries, C.J. & L.R. Parenti. 1986. Cladistic biogeography. Oxford; New York: Clarendon Press: Oxford University Press, 98 p.
•Lomolino, M.V., B.R. Riddle & J.H. Brown. 2005. Biogeography. Sinauer. 845 p. •Lomolino, M.V., D.F. Sax & J.H. Brown. 1994. Foundations of Biogeography. Classic papers with commentaries. Chicago University Press, 1291 p.
•Morrone, J.J. 2009. Evolutionary Biogeography. An Integrative approach with case studies. 301 p. •Nelson, G.J. & N.I. Platnick, 1981. Systematics and biogeography: cladistics and vicariance. Columbia University Press, 567 p.
•Souza, C.R.G., K. Suguio, A.M.S. Oliveira & P.E. Oliveira (eds.) Quaternário do Brasil. Holos Ed., Ribeirão Preto. 378 p.
•Whitmore, T.C. & G.T. Prance. 1987. Biogeography and Quaternary history in tropical America. Oxford: Clarendon Press, 214 p.
LITERATURA
Avaliação
Nota Final = Notas dos exercicios (40%) = Nota do seminário-vídeo (60%)
Vídeo em grupos (4-5) Temas:
1) Dípteros e biogeografia de continentes (S. Nihei, N. Papavero) 2) Paulo Emilio Vanzolini, Aziz Ab´Saber e a Teoria dos Refúgios (N.
Papavero, S. Vanin)
3) Filogeografia, datações e a revolução na biogeografia (C. Miyaki, F. Raposo)
4) Biomas brasileiros e fitogeografia (J. Pirani)
5) Resgate faunístico, introdução de fauna/flora e Biogeografia (R. Pardini)
Publicação no Youtube
Apoio na edição: Rafael do Audivisual
Cronograma: Setembro (escolha temas), outubro (entrevistas); novembro (edição); dezembro apresentação
O que é biogeografia?
Primeiras culturas já sabiam onde achar espécies/alimento, montanhas, rios, etc...
Ciência que documenta e tenta entender os padrões de distribuição espacial dos organismos (de genes até comunidades e ecossistemas), causas e história.
OU
“Diversidade biológica resulta da história da vida na Terra expressa através de suas mudanças de forma ao longo do espaço e tempo” (Crisci et al. 2003)
História da Biogeografia
Tupã e a criação do mundo
Criou o infinito, depois Jaci (Lua), Iara (irmã de Jaci) deusa dos lagos, Guaraci (Sol, irmão de Jaci), que deram vida a tudo. Pirarucu, deus do mal e Curupira, deus protetor das florestas. Depois criou o homem e a mulher.
Os deuses fizeram os animais e plantas que se dispersaram.
O jardim do Éden (genesis 1440 ac)
Deus cria o homem e os bichos no 5-6 dia, eles se espalham
Localização
Importância: centro de origem e dispersão
Arca de Noé
7 casais de domésticos
1 casal do resto.
barca de 300 m
Plantas????
HolandaDilúvio,
extinção e
dispersão
Monte Ararat
(Armênia/Turquia)
Arca de Noé
Torre de Babel
Torre para o céu Deus ordena o fim da obra “desçamos e confundamo-lhes” para povoar a superfície da Terra
Centro de origem e Dispersão do homem
Aristóteles
• Rios não são perenes, umidade varia, mar
também deve variar. Se o mar avança e retrocede ele nem sempre foi assim.
• Distribuição dos animais
Idade Média
• Queimando bruxas e “livros”
Era das trevas
Grande navegações
Renascimento
Mauricio de Nassau
Descobertas
Cebus flavius, descrito
Marcgrave 1648
Linneu
Criação divina Deus falou para o homem, “catalogue tudo”
Stasis (Terra, clima, spp)
Jardim do Éden no topo do morro tropical (que tem todas as estações do ano)
Ilha tropical, continentes em expansão e dispersão.
Buffon
•Problemas nas explicações de Linneu: 1) Diferentes porções do globo com mesmo clima e floresta tinham diferente fauna
2) Migrações sobre ambientes inóspitos improváveis
•Origem da vida no NW Europa. Vida migrou para novo mundo com esfriamento do mundo, depois se modificou (degeneração)
•LEI DE BUFFON – Ambiente similares em regiões isoladas tem diferentes faunas de mamíferos e aves
Banks
• Joseph Banks, HMS Endeavor 1768-1771 recolheu
1000 spp de plantas
• Lei Buffon • SP cosmopolitas
Johann R. Forster Viajou com Cook Início da Biog de ilhas (+ spp no continente, nas ilhas + próximas, nas ilhas maiores)
Willdenow 1765-1812
Províncias fitogeográficas na Europa
Vários locais de origem (divinos) de
spp no topo de montanhas, dispersão
posterior dos refúgios
Alexander von Humboldt
Pai fitogeografia Isobar, isoterma
Augustin de Candolle
Diferenças locais (“estação”, características ecológicas) e regionais (“habitações” biotas, características geológicas/geográficas) Ecological elements -*****
Fitogeografia (20 áreas), primera proposta Termo endêmico e área de endemismo
Hutton - Lyell
Hutton (1795) e Lyell (1830) actualismo(“uniformitarianism”) o mundo era mais velho do que se imaginava. Fenômenos de hoje ocorreram no passado
Clima mudava, ação do nível do mar
Lyell - Fósseis, extinção mas, espécies eram imutáveis (Terra Mutável), rejeitou criação divina.
Extinção seguida de criação divina
1800´s – Faltava: Estimar Idade da Terra, dinâmica dos continentes, mecanismos de diversificação e dispersão
Sclater
Muitas áreas de criação (próximas a áreas de distribuição atual)
1858 -Dividiu a Terra em regiões (Aves Passeriformes) - fidelidade 6 Àreas tinham relação entre si (Similaridade e dissimilaridade)
Darwin & Wallace
Origem da vida, dispersão e diversificação
Seleção natural- diversificação e adaptação
Dispersão por longas distâncias – isolamento
Darwin: dist. diferentes nos continentes
Hooker
“Southern end of world” 1853
Extensionista – Pontes continentais
Vicariância, Terra X mar
Extensionismo
Extensionistas (Lyell, Forbes, Hooker) – dispersão por grandes e
perenes barreiras (cosmopolitas, dist. Disjunta)
Hooker – biogeografia causal (“vicariancia”)
Ilhas menos diversas cont, maior ilha mais divers. Maior distancia
menos diversa
XIX, morfo-ecogeográficos
•
MeuNome@Uma.Regra
•
Bergmann(1847), clima frio, corpo grande, menor corpo/volume (endotérmicos)ártico deserto
•Allen(1878), apêndices curtas no clima + frio
XIX, morfo-ecogeográficos
•Golger
(1833) – dentro da sp, indivíduos de clima úmido são escuros
•Cope
(1877) – grupos evoluem em uma direção, p.ex. aumento
tamanho com tempo Darwin – spp amplilocadas tem altas densidades
populacionais
•Hilgard 1860, clima e plantas transformam rocha em solo
XIX, morfo-ecogeográficos
• Merriam 1894 – mudanças altitudinais na vegetação
são equivalentes as mudanças latitudinais (plantas)
Síntese XIX e metade do XX
• Centro de OrigemCentro de origem
CRITÉRIOS CAIN 1944
• Área com maior número de táxons
(diversidade aumenta com o tempo). ?Hawai
• Área com maior abundância de spp
?sp introduzidas
• Área com espécies mais derivadas • Área com o fóssil mais antigo • Área onde ocorre o táxon mais
primitivo do grupo
• Área com as espécies de maior
tamanho
Briggs 1984, Muller 1973 – centros de radiação evolutiva, centros secundários de evolução ou centros de diversificação. Parecidos com áreas de endemismo
Centro de origem nos trópicos
Biogeografia filogenética
• Hennig: Filogenia incorporada na
Biogeografia. Progressão corológica
(área habitada por spp primitivas
são ancestrais) deviation rule
(assume que especiação
peripátrica é muito comum na
natureza)
• Brundin 1966, aceitou tectônica e
filogenética, idéias claras,
influentes
• Usavam muito a dispersão
Croizat - Panbiogeografia
• Comparou distribuição deanimais e plantas e descobriu padrões de distribuições concordantes, independente da capacidade de dispersão, se contrapondo ao modelo dispersialista.
• Vida e Terra evoluíram juntas • “Space, time, form: the
biological synthesis”
• tracks
1900-1960
• Dispersionistas (escola Nova Iorque)
Paleontologia, origem, dispersão, declínio dos
vertebrados, Ameghino, Romer, Simpson, von
Ihering, Darlington, Mayr
• Faunas tem historia complexa que só pode ser
compreendida com filogenia
1950-• Tectônica de placas
• Cladística
• mecanismos limitam distribuições
• Biogeografia ecológica
Deriva continental
A. Snider-Pelligrini 1858 – teoria
sem fundamentos (Ortelis sec XVI)
A. L. Wegener publicou 1912-1956
evidências geológicas e algumas
biológicas
Provou idéias de Hooker, detonou
dispersionistas
Teoria da Deriva continental + expansão dos fundos oceânicos = Tectonica de placas (déc. 60)
Biogeografia cladística
• Desenvolvido baseado na panbiogeografia • Refuta dispersão como principal explicação • Vários métodos, BPA, Paralogy-Free, Análise de
Componentes
Séc XX-XXI
• MacArthur & Wilson, 1963, 1967, biog de ilhas (imigração e extinção)
• GIS e PC - Métodos de análise: BPA, TAS, DIVA, etc...
• Filogeografia
• Biogeografia Ecológica e Histórica juntas
Classificação dos métodos
DISPERSÃO
DISPERSÃO &
VICARIANCIA
Centro de origem
Panbiogeografia
Biogeografia filogenética
Biogeografia cladística
Filogeografia
Análise de parsimonia de
endemicidade (PAE)
N/A
N/A
Classificação dos métodos
ÁREA
TÁXON
Centro de origem
Panbiogeografia
Biogeografia filogenética
Biogeografia cladística
Filogeografia
Análise de parsimonia de
endemicidade (PAE)
Séc XXI
Biogeografia transformou-se em algo testável e
abandonou a associação irrestrita com
taxonomia
Descritivo - Narrativo – Interpretativo (teste)
FORMA – TEMPO - ESPAÇO
Conceitos
• Dispersão – movimento para fora do ponto de origem
(dispersal x dispersion). Viajar para nova área, passar por áreas inóspitas e estabelecer uma população. Saltos x Difusão
• Bejerinck´s Law (dispersionista– tudo está em todo lugar, o
ambiente seleciona. Com tempo a dispersão é inevitável para maioria spp. Incapacidade de se adaptar a todos os ambientes. (exceção micróbios)
Conceitos
• Vagilidade – capacidade própria de dispersão
• Pagilidade – disperso por outros (físico ou biológico)
• Extinção
– processo natural. Desaparecimentode uma linhagem.
• independe da idade evolutiva, mas depende do
status ecológico. Relacionado com
tam.populacional, taxa nascimento e morte.
• Extinção em massa, mudanças ambientais – 6
grandes extinções (Pleistoceno, Cretáceo, Permiano com 96% fauna marinha)
Conceitos
• Cosmopolita- largamente
distribuído pelo mundo Conceito dependente da escala e nível taxonômico
Terrestres (Homo sapiens, alguns microorganismos, Falco
peregrinus, planta Scencio,
Vespertilionidae)
Mar, poucas espécies cosmopolitas (baleias)
Água doce, grupos de plantas (lentilhas, Salvinia)
invertebrados (Daphnia, rotifera, Tardigrada)
Conceitos
• Endemismo – Restrição a um local
(surgiu e nunca dispersou; existe em um local dif da origem; existe apenas em parte da dist original). Autóctone, alóctone
• Área de endemismo – onde ocorre 2
ou + organismos (não irmãos), várias definições
• Amplilocado – largamente distribuído
(mais de uma área de endemismo) Conceitos dependem da escala e nível
taxonômico
Introduzidas, muitas espécies podem ser levadas pelo homem de propósito ou inadvertidamente (foresia) Taxonomic relicts, biogeographic relicts
= fóssil vivo.
Fragmentação – divisão (vicariância, homem, clima)