aula biodiversidade Eco Geral 2011_1

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Ecologia Geral (IBE-122)
2011_ 1
Prof. Míriam Pilz Albrecht
CCS, IB, Depto. Ecologia
Biodiversidade, complexidade, 
estabilidade
Diversidade (H’) 
& 
Biodiversidade
“variedade de vida”
Convention on Biological Diversity (CBD; Artigo 2): “Diversidade 
Biológica significa a variabilidade entre organismos vivos de todas 
as fontes, incluindo, inter alia, ecossistemas terrestres, aquáticos 
ou marinhos, e os complexos ecológicos dos quais fazem parte, o que 
inclui a diversidade dentro de cada espécie, entre espécies e de 
ecossistemas”
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Diversidade genética
Diversidade de organismos (taxonômica)
Diversidade de biomas (ecológica)
Eco-regiões: Grandes unidades de áreas contendo comunidades 
distintas de espécies sob condições ambientais geograficamente distintas. 
Agrupamento em Biomas: regiões biogeográficas distintas por coleções 
únicas de comunidades e ecossistemas (~14). 
Planejamento espacial de conservação.
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Padrões globais de biodiversidade
Padrões de diversidade no tempo geológico da Terra
A diversidade biológica é descrita de 
forma incompleta
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Biodiversidade
• Tema central em Ecologia e preocupação 
geral
• Taxa de extinção (6º evento de extinção 
em massa??)
• Pouco conhecida (~1%; ~13.000 spp. 
descritas/ ano), mas sabe-se da 
dependência humana
A biodiversidade é importante?
Por quê?
“Resultados”
0 2 4 6 8 10 12
inter-relações entre ecossistemas (?)
muitas espécies pode ser ruim (introduzidas)
extinção leva ao colapso
diminuir a competição
continuação do processo evolutivo (com mais variabilidade)
"possibilidades e oportunidades"
"beleza" oferecida a nós
redundância de espécies 
"passagem de biomassa e energia entre os níveis tróficos"
nossa sobrevivência (humana) ameaçada
funcionamento do ecossistema/ aumentar as funções
resistência a alterações ambientais
complexidade das relações bióticas e abióticas
"fonte da vida"/ "compõe o mundo"/ preserv. da vida no planeta
patrimônio genético, biomedicina, indústria farmacêutica
rompe a cadeia/ teia alimentar
dependência das espécies, interações
equilíbrio ecossist./ ambiente/ planeta/ natural/ ecológico
Fonte: Townsend et al. (2006). Fundamentos em Ecologia
‘Valor’ da Biodiversidade
Valor da biodiversidade
• Surge de considerações sociais, 
econômicas, filosóficas e ecológicas
– Responsabilidade
– Benefícios econômicos
– Indicação ambiental
– Funcionamento ecossistêmico
– Serviços de ecossistema
Por que biodiversidade? 
Fonte: PPG-E/ UFRJ
O que a biodiversidade gera?
• Os mecanismos que explicam o efeito 
da diversidade sobre o funcionamento 
dos ecossistemas
Importância ecológica
Efeitos sobre funcionamento
do ecossistema
• Efeito da complementaridade - identificado a 
partir de dois mecanismos:
– Diferenciação de nicho 
(ocupação de nichos, potencialização de uso de recursos)
– Facilitação
(provisão de recursos ou geração de condições)
Faz com que comunidades mais ricas em espécies sejam mais 
eficientes no uso da totalidade de recursos, o que pode 
resultar no aumento da eficiência também dos processos e 
serviços de um ecossistema.
Efeitos sobre funcionamento
do ecossistema
• Efeito de seleção
– Mais espécies → maior probabilidade de 
espécie com habilidade superior →
maximização de determinada função
Pires et al. (2008). Algo além 
do número de espécies. 
Ciência Hoje
espécies
Processo biológico 
(ex.: utilização de 
nutrientes)
Diferenciação de 
nicho
Mecanismo de 
facilitação
Efeito de 
seleção
Pires et al. (2008). Algo 
além do número de 
espécies. Ciência Hoje
Por que a biodiversidade Por que a biodiversidade éé importante?importante?
Funcionamento do ecossistemaFuncionamento do ecossistema
Sistemas de diversidade mais 
alta têm mais probabilidade de 
incluir espécies que podem 
suportar estresses específicos. 
Espécies diferentes podem 
assumir o papel de outras.
•Hipótese da garantia 
(insurance hypothesis)
Efeito “tampão” contra 
flutuações ambientais
SServierviççosos do ecossistema (do ecossistema (ecosystemecosystem
servicesservices) ) –– termo que designa as termo que designa as 
funfunçções que são importantes para os ões que são importantes para os 
seres humanosseres humanos
serviços - fertilidade do solo, 
purificação da água, recreação, 
controle de enchentes e poluição, 
controle climático (local, regional, 
global)... 
Mantidos pela biodiversidade do 
ecossistema
Complexidade e estabilidade
• “Equilíbrio da natureza”?
• Equilíbrio = constância?
• Constância e distúrbios - antrópicos? (visão 
estática)
• Estabilidade dinâmica (oscilações)
(Propriedades emergentes)
Resistência vs. Resiliência
• Visão estática vs. dinâmica
• Capacidade de resistir vs. velocidade de 
retorno
• São componentes da estabilidade do 
sistema
• O exemplo do fogo: “memória evolutiva” e 
freqüência do distúrbio
(Propriedades emergentes – perceptíveis após distúrbios)
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Resiliência baixa x alta
Resistência baixa x alta
Estabilidade local baixa x local alta
Estabilidade global alta x global baixa
o contrário
Comunidade dinamicamente frágil 
(estável somente em uma baixa 
amplitude de condições ambientais e/ 
ou características de espécies)
Complexidade como estabilidade?
• Diversidade (e/ ou riqueza)
• Conectância
• Forças de interação
Estabilidade – proporcional a resistência, 
resiliência e complexidade
Complexidade, estabilidade 
& a “sabedoria 
convencional”
Existem comunidades intrinsecamente estáveis?
Mais complexa? Mais estável? Mais resistente? 
Mais resiliente?
Número de espécies ou sua identidade?
• O conceito de espécies-chave
• O experimento de Dunne et al. (2002)
– Simulações com retirada sucessiva de 
espécies (estabilidade = número de extinções 
secundárias)
• (i) mais conectada
• (ii) aleatoriamente
• (iii) mais conectada após remover basais
• (iv) menos conectada
Dunne, Williams, Martinez (2002) Network structure and biodiversity loss in food webs: robustness increases with
connectance. Ecology Letters 5: 558-567.
Comunidades frágeis e fortes?
• Redundância e singularidade funcional
– Papéis no funcionamento do ecossistema
• Qual é mais “frágil”: tundra ou floresta 
pluvial tropical?
• Prioridades para conservação?
“Se biodiversidade fosse um concurso, as florestas 
pluviais tropicais e os recifes de corais seriam os 
grandes vencedores”!
Igualmente importante, é o fato de algumas 
regiões abrigarem espécies únicas, não 
encontradas em outras regiões
Alto nível de endemismo
• Hotspots: lugares com alta 
biodiversidade, especialmente muitas 
espécies endêmicas
Myers et al., (2000) Biodiversity hotspots
for
conservation priorities. Nature 403: 
853-858.
Hotspots de biodiversidade
Hotspots de biodiversidade
Salvar hotspots para salvar a 
diversidade?
• Myers et. al. argumentam que 1.4% da área 
terrestre contém 44% das plantas vasculares e 
35% dos vertebrados, ou seja...
• Salvando 1.4% salvaria-se uma boa parcela da 
biodiversidade mundial
Sugestões de leitura complementar
• Pires, A. P. F.; Silva, A. C. F.; Farjalla, V. F. (2008). 
Algo além do número de espécies. Ciência Hoje 41 
(245): 62-64
• Gaston, K. J. (2010) Biodiversity (Chap. 2) in Sodhi & 
Ehrlich. Conservation Biology for All