Alguns avisos !! !!!!!

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Alguns avisos

!

1. Aulas no site - segunda !

2. Leituras 3. Exercícios

4. Oxford Bibliographies 5. Aula prática

!!

!

(3)

Seleção I: Competição e a estrutura de comunidades

1. Interações ecológicas e comunidades !

2. Competição: definição, premissas e previsões 3. Evidências

4. Quebrando as premissas 5. Resumo

6. Para saber mais

(4)

Ao final da aula, nós deveremos:

!

1. Definir competição interespecífica !

!!

2. Compreender em que condições espera-se que competição organize as comunidades ecológicas

!!

3. Entender processos ecológicos que geram co-existência

!!

(5)

1. Interações ecológicas e comunidades !

4. Quebrando os premissas 5. Resumo

6. Para saber mais

(6)

(7)

(8)

(9)

+/-

+/+

(10)

(11)

Mutualismo (+/+)

Comensalismo (0/+)

(12)

Parasitismo (-/+)

Predação (-/+)

(13)

Competição (-/-)

(14)

Competição e a estrutura de comunidades

2. Competição: definição, premissas e previsões 3. Evidências

4. Quebrando as premissas 5. Resumo

6. Para saber mais

(15)

Os quatro processos fundamentais:

! !

1. Seleção

2. Deriva ecológica 3. Dispersão

4. Especiação

! !

!!

! !

(16)

Os quatro processos fundamentais:

! !

1. Seleção

2. Deriva ecológica 3. Dispersão

4. Especiação

! !

!!

! !

(17)

Premissas simplificadoras

! !

1. Indivíduos são todos equivalentes dentro de uma espécie

!2. Evolução não importa (como processo ocorrendo em tempo ecológico)

!!

! !

(18)

Seleção

! !

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

!2. Logo, diferenças determinísticas na aptidão média das espécies

! !

!!

! !

(19)

(20)

(21)

(22)

Competição interespecífica é:

uma interação entre indivíduos de espécies diferentes que causa redução na fecundidade, sobrevivência ou crescimento dos

indivíduos que interagem

(23)

E se competição interespecífica organizasse a natureza?

(24)

O princípio da exclusão competitiva

Georgy Gause 1910 - 1986 Paramecium

(25)

Duas espécies competidoras com nichos idênticos

não podem coexistir em um ambiente estável

(26)

Premissas (além das já mencionadas)

1. Competição interespecífica é forte !

(27)

(28)

Premissas

!2. O ambiente é estável

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

! !

!

(29)

Premissas

3. Indivíduos se distribuem de forma homogênea !

!4. Competição interespecífica é mais importante que outras interações

!

(30)

Como espécies coexistem?

(31)

Previsão

(32)

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 em diferenciação morfológica

!!

(33)

Competição e a estrutura de comunidades

2. Competição: definição, premissas e previsões 3. Evidências

6. Para saber mais

(34)

Previsões

1. Competidores potenciais devem apresentar !

diferenciação de nichos

correlacionada

!!

(35)

Evidência experimental

!!

1. Experimentos de remoção de espécies:

(36)

(37)

Evidência experimental

!!

1. Experimentos de remoção de espécies:

a. Competição aparentemente comum em plantas, vertebrados, organismos marinhos

b. Competição aparentemente rara em herbívoros

!!

2. Mas cuidado: !

a. Resultados negativos tendem a não ser publicados b. Sistemas escolhidos (evidência com muitas espécies) c. O fantasma da competição passada

(38)

O fantasma da competição passada

Joseph H. Connell

(39)

O fantasma da competição passada

Joseph H. Connell Se a competição for forte:

1. Nichos devem se diferenciar !

!2. Competição atual deve ser rara

!

(40)

Competição é transiente

Joseph H. Connell Se a competição for forte:

1. Nichos devem se diferenciar !

!2. Competição atual deve ser rara

!3. Competidoras fracas devem extinguir

!4. Ocasional: momentos de grande crescimento populacional

! !

(41)

Previsões

de nichos

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

correlacionada

!!

(42)

Padrões espaciais

(43)

Padrões espaciais

0 20 40 60 80 100

Freqüência+

(44)

Diferenciação de nichos

dimensão do nicho 1

(45)

espaço

(46)

Complementaridade de nicho

(47)

Padrões temporais

experimentos

Mantis religiosa Tenodera sinensis

(48)

(49)

dimensão do nicho 1 dimensão do nicho 2 Mas esses padrões

não poderiam surgir ao acaso?

Daniel Simberloff Diferenciação de nichos

(50)

10 ^18- 10 ¹⁹

10 ²³

(51)

(52)

(53)

Como saber se não seria esperado ao acaso?

(54)

Modelos nulos

1. A pattern-generating model that is based on !

randomization of ecological data or random

sampling from a known or imagined distribution (Gotelli & Graves 1996)

! !

(55)

Modelos nulos

1. A pattern-generating model that is based on !

randomization of ecological data or random sampling from a known or imagined distribution (Gotelli & Graves 1996)

!2. A idéia: descobrir a distribuição esperada na ausência de um processo de interesse

!!

(56)

Modelos nulos

!2. A idéia: descobrir a distribuição esperada na ausência de um processo de interesse

!3. No caso: descobrir o padrão de co-ocorrência na ausência de competição

! !

(57)

Modelos nulos

!2. A idéia: descobrir a distribuição esperada na ausência de um processo de interesse.

!3. No caso: descobrir o padrão de co-ocorrência na ausência de competição

!4. Um experimento mental (simulação numérica)

!

(58)

O algoritmo

1. Caracterizar o sistema !

!2. Estimar o parâmetro de interesse

!3. Permutar os elementos do sistema

!4. Computar o parâmetro de interesse

!5. Refazer 2-4 muitas vezes

!6. Verificar se o modelo reproduz o padrão

!!

(59)

1. Caracterizar o sistema

(60)

a. Contar locais

Locais = 12 1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

(61)

b. Contar ocorrências

1 2 3

4

6 5 8

Locais = 12 Peixe 1 = 8

(62)

b. Contar ocorrências

1 2

3

4

5

6 Locais = 12

Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

(63)

2. Estimar o parâmetro de interesse

Locais = 12 Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

(64)

Previsões

de nichos

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

correlacionada

!!

(65)

2. Estimar co-ocorrência

(66)

2. Estimar co-ocorrência

1

2

Co-ocorrência = 2

(67)

3. Permutar os elementos do sistema

8

6 Locais = 12

Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

(68)

3. Permutar as ocorrências

8

6 Locais = 12

Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

(69)

3. Permutar as ocorrências

(70)

4. Computar co-ocorrências

1 2

3

4

(71)

4. Computar co-ocorrências

1 2

3

4 Locais = 12

Peixe 1 = 8 Peixe 2 = 6

Co-ocorrência = 2 COO-esperada = 4

(72)

O algoritmo

1. Caracterizar o sistema !

!2. Estimar o parâmetro de interesse

!3. Permutar os elementos do sistema

!4. Computar o parâmetro de interesse

!5. Refazer 2-4 muitas vezes

!6. Verificar se o modelo reproduz o padrão

!!

(73)

6. Calcular a probabilidade do modelo reproduzir o padrão

# de co-ocorrências Texto

(74)

6. Verificar se o modelo reproduz o padrão

# de co-ocorrências

Freqüência

Texto

(75)

(76)

Biogegrafia: extinções

Stuart Pimm

(77)

Previsões

de nichos

correlacionada

!3. Diferenciação de nicho poderá implicar em diferenciação morfológica

!!

(78)

4. Quebrando as premissas 5. Resumo

6. Para saber mais

(79)

Premissas

3. Indivíduos se distribuem de forma homogênea !

!4. Competição interespecífica é mais importante que outras interações

!

(80)

(81)

Suposição 1: competição interespecífica é forte

(82)

taxa de variação da densidade

(83)

crescimento exponencial

(84)

capacidade de suporte:

competição intra-específica

(85)

efeito dos indivíduos da espécie competidora alfa é negativo!

(86)

(87)

(88)

=

(89)

= 3 x

(90)

= 3 x

alfa hiena leão = 3 alfa leão hiena = 1/3

(91)

(92)

Quando a competição leva a extinção?

e/ou

(93)

Quando a competição leva a extinção?

>

(94)

Não há extinção se:

<

(95)

(96)

Suposição 2: o ambiente é estável

(97)

O recurso é o fator limitante

(98)

(99)

Paradoxo do plâncton

G E. Hutchinson (1903-1991)

Variação temporal rápida nos recursos e nas

condições

(100)

Suposição 3

Indivíduos se distribuem de forma homogênea

(101)

Suposição 4: Competição é a interação mais importante

Por que o mundo é verde?

Onde estão os herbívoros

(102)

(103)

John Lawton

(104)

Suposição 4: Competição é a interação mais importante

(105)

4. Quebrando os premissas 5. Resumo

6. Para saber mais

(106)

Seleção

Competição interespecífica

(107)

Interações

Estrutura

Seleção

(108)

Estrutura

Seleção

(109)

Estrutura

Não estrutura

Diferentes processos Seleção

(110)

6. Para saber mais

(111)

Para saber mais:

! !

1. Allesina, S., Levine, J.M. 2011. A competitive network theory of species diversity. PNAS 108:5638-5642.

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10 18- 10 19

10 23

=

= 3 x

= 3 x

e/ou

>

>

<

<

10 ^18- 10 ¹⁹

10 ²³