(1)1 (2)Processos neutros em comunidades 1

(1)

1

(2)

Processos neutros em comunidades

1. O que acontece quando nada acontece?

2. A teoria unificada da biodiversidade e da biogeografia

3. Evidência empírica

4. Resumo

5. Para saber mais

(3)

Ao final da aula, nós deveremos:

1. entender a importância da parcimônia na evidência científica

2. compreender a idéia de equivalência ecológica

3. conhecer as evidências empíricas a favor da idéia de neutralidade

(4)

1. O que acontece quando nada acontece?

4. Resumo

5. Para saber mais

(5)

(6)

G E. Hutchinson (1903-1991)

Uma espécie ocorre se:

๏ Há recursos e condições adequadas

๏ Inimigos naturais não limitam o nicho realizado

Hutchinson (1957)

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

(7)

Mas essa é a forma mais simples?

(8)

G E. Hutchinson (1903-1991)

(9)

(10)

Primeira Lei de Newton

- Princípio da Inércia

(11)

Teoria Neutra Molecular

Motoo Kimura

(12)

Princípio de Hardy-Weinberg

Weinberg Hardy

(13)

Pluraridade não deve ser sugerida se não houver necessidade

(14)

Everything should be made as simple as possible, but not simpler

(15)

Princípio da parcimônia

1. Entre duas hipóteses igualmente plausíveis, fique com a que apresenta menor número de suposições

2. Não é uma escolha baseada em lógica

3. É uma escolha baseada na simplicidade

(16)

G E. Hutchinson (1903-1991)

(17)

Então por que complicar?

(18)

(19)

(20)

Hubbell

(21)

(22)

Neutralidade

1. Todos os indivíduos são equivalentes do ponto de vista ecológico

2. Eles não são iguais, mas as diferenças não importam

3. Deriva ecológica - flutuações estocásticas 4. Mais na próxima aula

(23)

Uma forma de se fazer ciência:

1. Para entender o papel de um processo ecológico 2. Eu tenho que entender o que acontece quando ele não está presente

3. Se o padrão observado não é reproduzido pelo modelo mais simples, então eu preciso de um

processo adicional

(24)

2. A teoria unificada da biodiversidade e da biogeografia

4. Resumo

5. Para saber mais

(25)

(26)

(27)

(28)

1. Espécies similares e no mesmo nível trófico

(29)

(30)

1. Espécies similares e no mesmo nível trófico

2. Comunidade saturada - J indivíduos

(31)

Competição é importante e intensa

(32)

(33)

(34)

2. Comunidade saturada - J indivíduos

3. Indivíduos ecologicamente equivalentes

(35)

2. Comunidade saturada - J indivíduos

3. Indivíduos ecologicamente equivalentes

As probabilidades de um indivíduo:

- morrer

- reproduzir

são constantes

(36)

Como as comunidades seriam se indivíduos fossem equivalentes do ponto de vista

ecológico?

(37)

(38)

(39)

(40)

?

(41)

(42)

Neutralidade

1. Todos os indivíduos são equivalentes do ponto de vista ecológico

2. Eles não são iguais, mas as diferenças não importam

3. Deriva ecológica - flutuações estocásticas 4. Mais na próxima aula

(43)

Dinâmica em uma comunidade isolada

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

Dinâmica em uma comunidade isolada

1. A dominância completa é inevitável

(49)

Dinâmica em N comunidades

(50)

Dinâmica em N comunidades

1. A extinção das espécies, ao acaso, ocorre muito lentamente

(51)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

ap-dão darwiniana rela-va 

Temperatura (^oC) 

Abundância relativa

m

(52)

Metacomunidade

1. É um conjunto de comunidades conectadas por dispersão

Aqui, vamos supor que a conexão é tão forte que as populações são panmíticas

(53)

(54)

Metacomunidade

1. É um conjunto de comunidades conectadas por dispersão 2. Extinções locais são compensadas por migração

(55)

Metacomunidade

1. É um conjunto de comunidades conectadas por dispersão 2. Extinções locais são compensadas por migração

3. Extinções ocorrem uma taxa tão lenta que podemos supor que na metacomunidade a extinção é contra-

balanceada pela especiação

(56)

?

(57)

?

A área estudada é muito pequena e a

especiação não ocorre na área, apenas ocorre na metacomunidade

(58)

probabilidade = m (espécie nova)

(59)

?

(60)

probabilidade = v-m (de um indivíduo da localidade)

(61)

3. Evidência empírica

4. Resumo

5. Para saber mais

(62)

Padrões em comunidades

1. Distribuições de abundância

2. Número de espécies por área

3. Mudança na composição de espécies no tempo

4. Direcionalidade

5. Taxas de extinção

(63)

1. Distribuições de abundância

2. Número de espécies por área

4. Direcionalidade

(64)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

Texto 180

Abundância relativaAbundância relativa

rank

(65)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

Texto 180

rank

(66)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

Texto 180

rank

Teoria Neutra prediz a distribuição de abundâncias em uma floresta diversa

(67)

2. Número de espécies por área

4. Direcionalidade

(68)

3. Mudança na composição de espécies no tempo

4. Direcionalidade

(69)

4. Direcionalidade

(70)

4. Direcionalidade

5. Taxas de extinção

(71)

4. Resumo

5. Para saber mais

(72)

4. Resumo

5. Para saber mais

(73)

Comunidade: variação temporal

1. Variação temporal em comunidades: básico

2. Sucessões primária e secundária

3. Mecanismos biológicos e a sucessão

4. Resumo

5. Para saber mais

(74)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

seco úmido

(75)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

tempo

(76)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

tempo

?

(77)

Espécies chegam na comunidade

(78)

G E. Hutchinson (1903-1991)

(79)

79

Mudança

(80)

Sazonalidade

(81)

Disponibilidade de recurso

(82)

Perturbação

(83)

(84)

Tipo de resposta à perturbação

1. Comunidades controladas por fundadores

2. Comunidades controladas por dominância

(85)

Comunidades controladas por fundadores

(86)

?

(87)

?

As espécies são equivalentes

(88)

(89)

(90)

(91)

Comunidades controladas por dominância

capacidade competitiva

(92)

(93)

(94)

Sucessão ecológica

(95)

(96)

1. Variação temporal em comunidades: básico

2. Sucessões primária e secundária

4. Resumo

5. Para saber mais...

(97)

Sucessão ecológica

1. Definição: nonseasonal, directional and continuous

pattern of colonization and extinction on a site by species populations (Begon et al. 1996).

(98)

Sucessão: aspectos gerais capacidade competitiva

Previsibilidade

(99)

Tipos de sucessão

1. Sucessão primária

2. Sucessão secundária

(100)

Biota original é eliminada: sucessão primária

(101)

Biota original é eliminada: sucessão primária

(102)

Biota original é apenas parcialmente alterada:

sucessão secundária

(103)

Biota original é apenas parcialmente alterada:

sucessão secundária

(104)

Escala temporal: milhares de anos

(105)

Escala temporal: meses/anos

(106)

Sucessão: previsibilidade capacidade competitiva

Previsibilidade

(107)

?

(108)

0.1 0.9 0.0 0 0

0 0.5 0.5 0.0 0

0 0 0.5 0.5 0

0 0 0 0.5 0.5

0 0 0 0.1 0.9

Matriz de transição - Cadeias de Markov

A cada X anos

(109)

Matriz de transição Freqüências

100

t = 0

0.1 0.9 0.0 0 0

0 0.5 0.5 0.0 0

0 0 0.5 0.5 0

0 0 0 0.5 0.5

0 0 0 0.1 0.9

(110)

100

t = 0

0 0.5 0.5 0.0 0

0 0 0.5 0.5 0

0 0 0 0.5 0.5

0 0 0 0.1 0.9

0 0 17 83 Estável: comunidade clímax

(119)

Dificuldades

1. A ordem de entrada das espécies pode importar

2. A composição inicial de espécies pode importar

3. As probabilidades não são constantes

MAS: Mesmo assim a abordagem gera previsões robustas

(120)

(121)

3. Mecanismos biológicos e a sucessão

4. Resumo

(122)

Animais geralmente seguem a sucessão, mas nem sempre...

(123)

Interações ecológicas

(124)

Exemplo de sucessão primária

(125)

Alnus sieboldiana

(126)

Nitrogênio: Machilus thunbergii

(127)

Castanopsis sieboldii

(128)

Alnus sieboldiana

Facilitação (?/+)

Machilus thunbergii Castanopsis sieboldii

(129)

Predação de sementes

(130)

Competição

(131)

Colonização

(132)

Nicho sucessional

1. Espécies pioneiras: melhores

competidoras nas condições iniciais

2. Espécies tardias: melhores competidoras nas condições posteriores

(133)

Demandas conflitantes (trade-off):

colonização x competição

fecundidade x competição

Recursos limitados: limite fisiológico

(134)

colonização x competição r

1. + fecundidade 2. + dispersão 3. - competição

K

1. - fecundidade 2. - dispersão 3. +competição

(135)

K

(136)

K

(137)

K

(138)

colonização x competição r (pioneiras)

K (tardias)

(139)

Como as espécies “r” sobrevivem?

(140)

Porque perturbações são freqüentes

(141)

Hipótese do distúrbio intermediário

(142)

Sucessão: hipótese do distúrbio intermediário capacidade competitiva

Previsibilidade

(143)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

Texto 180

diversidade

freqüência de perturbação

(144)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

Texto 180

diversidade

(145)

0  0.2  0.4  0.6  0.8  1 

‐10  0  10  20  30  40 

Texto 180

diversidade

(146)

Distúrbios não são sincronizados

(147)

Dinâmicas de manchas: espaço e tempo

(148)

Mantém maior diversidade

(149)

4. Resumo

(150)

Comunidade

variação temporal

(151)

Comunidade

dominância fundadores

(152)

Comunidade

sucessão

(153)

Comunidade

sucessão

previsão distúrbio

(154)

Comunidade: definição

1. Definições e a importância dos padrões

2. Riqueza e diversidade

3. Padrões de abundância

4. Resumo

5. Para saber mais...

(155)

Para saber mais:

1. Johnson & Miyanishi. 2008. Testing the

assumptions of chronosequences in succession.

Ecology Letters 11: 419-431.