CONBIO AULAS 2 e 3 O que conservar

CONBIO – AULAS 2 e 3 O que conservar? Diversidade e alvos de conservação

Plano de aula p O que conservar? n p Alvos de conservação n n p Biodiversidade: revisão de conceitos (composição) e biodiversidade funcional Conceitos baseados em espécies: bandeira, chave, focal etc. Conceitos baseados na paisagem Exercício para casa: n n Curva do coletor Cálculo de índices para decisões de prioridades de conservação

Objetivo é a conservação da Biodiversidade

O que é Biodiversidade?

Bio. Diversidade p Neologismo (nova palavra): n n n p Diversidade + Biológica Surgiu em 1986 durante o National Forum on Biological Diversity (NSF, EUA): nome fantasia era Bio. Diversity Cunhado por Rosen Conceito-central em Conservação: n Variável adotada para comparar locais: p p comparar espacialmente e temporalmente monitorar mudanças no tempo Há diferentes conceitos e medidas em diferentes níveis de organização

Biodiversidade é a variedade entre organismos e sistemas ecológicos em todos os níveis, incluindo variabilidade genética de populações, diferenças morfológicas, evolutivas e funcionais entre espécies, e variação na estrutura de biomas e de processos ecológicos em sistemas terrestres e aquáticos.

Em síntese incorpora, em diferentes níveis de organização biológica, três elementos (omposição, estrutura e função), história evolutiva e processos

Diversidade: Níveis de Organização

Níveis de organização Biomas Paisagens Ecossistemas Comunidades Populações Espécies Genes

Diversidade Genética p Variação na: n n p Determinam, por ex. : n n Fonte: Shelswell, K J. 2004. Metagenomics. Disponível em: www. bioteach. ubc. ca/Biodiversity/Metagenomics/ Combinação de nucleotídeos Genes Cromossomos Todo o genoma em Mais populações diferentes Desenvolvimento Assimilação de nutrientes Interação com o ambiente (ex. : tamanho de bicos de aves) Comportamento comum

Ex. : Quantas espécies? Grande variabilidade genética Fonte: ©AMNH-CBC

Níveis de organização Biomas Paisagens Ecossistemas Comunidades Populações Espécies Genes

Diversidade de espécies Mas o que é uma espécie?

Espécie: diferentes conceitos Conceitos Biológico Filogenético Evolutivo Ecológico

Conceito Biológico p Conceito: n n n Grupo de indivíduos Possibilidade de fluxo gênico Isolados reprodutivamente de outro grupo p Problema: n Checar fluxo gênico é inviável: em grupos isolados p em organismos assexuados p n Hibridização é comum em algumas plantas

Conceito filogenético ou cladístico p Conceito: n Menor grupo em que há padrão de parentesco (“sinapomorfias”) n Relações genealógicas Cladograma p Problemas: n Sub-espécies tornam-se espécies, mesmo que haja fluxo gênico

Sinapomorfias Sinapomorfia: característica compartilhada por grupo que diferencia de ancestrais e é compartilhada pelo grupo • Em mamíferos = glândulas mamárias • Em aves = penas

Qual a importância de diferenças nos conceitos de espécie para a prática de conservação?

Aplicação dos diferentes conceitos A A Conceito biológico C B Conceito filogenético

Aplicação dos diferentes conceitos A A • Diferença nas metas de conservação e áreas protegidas necessárias • Custo difere A Conceito biológico A C B Conceito filogenético

Níveis de organização Biomas Paisagens Ecossistemas Comunidades Populações Espécies Genes

Diversidade de populações Grupo de indivíduos da mesma espécie que compartilham aspectos genéticos ou demográficos e que ocupam uma mesma localidade ao mesmo tempo Diversidade no nível populacional é, portanto, a variação nas caracterísicas entre populações (por ex. , aspectos quantitativos e distribuição espacial) entre populações da mesma espécie)

Níveis de organização Biomas Paisagens Ecossistemas Comunidades Populações Espécies Genes

Diversidade de comunidades p Variações no grupo de populações de diferentes espécies que compartilham um determinado local, ao mesmo tempo p Relações entre elas pode variar; nichos ocupados também (e. g. , variações condições ambientais)

Níveis de organização Biomas Paisagens Ecossistemas Comunidades Populações Espécies Genes

Diversidade de ecossistemas p Um ecossistema é a comunidade associada ao ambiente físico que esta ocupa em determinado período de tempo Floresta tropical Recife de coral Mangue

Níveis de organização Biomas Paisagens Ecossistemas Comunidades Populações Espécies Genes

Diversidade de paisagens p p Paisagem = Mosaico heterogêneo formado por manchas interativas Heterogeneidade existe: n n n para pelo menos um fator segundo um observador (homem ou outra espécie) Em determinada escala (Metzger, 2001)

2 1 Três elementos da diversidade Fonte: Ellis et al. (2011) 3

Diversidade como “composição” p Forma mais usual: variedade de formas de vida nos diferentes níveis: n n n Variedade de genes Variedade de espécies de uma comunidade Variedade de comunidades em uma paisagem e ecossistema

Riqueza de espécies associação mais comum Usual mente tratad sinôn a com imo d o o núm de es pécie s = riq ero ueza Alta Média Baixa

Riqueza p p O mais simples conceito de diversidade Corresponde: n n p Como se consegue? n n p número de espécies em determinada localidade/tempo i. e. , listagem de espécies Censos sazonais até preencher o número (animais) Inventário: plantas Mas é impossível enumerar todas as espécies

Diversidade como “estrutura” p Organização nos diferentes níveis. Por exemplo: n n Como as espécies se organizam (e. g. , diversidade stricto sensu x riqueza Estrutura da paisagem:

Riqueza versus Equidade Abundância Relativa varia p p p Espécies = 5 (riqueza) Abundância total= 20 Abundância relativa = 16, 1, 1 p p p Espécies = 5 (riqueza) Abundância total= 20 Abundância relativa = 4, 4, 4

Diversidade stricto sensu p p p Combina riqueza e equidade na abundância de diferentes espécies Há cerca de 60 índices para calcular Mais comuns: n n n p p Simpson Shannon-Weiner e Brillouin Diferentes formulações matemáticas Resultados podem variar Equidade na distribuição geralmente indica estado de saúde de ecossistema (p. ex. , dominância de uma espécie invasão? )

Diversidade como função p p Diversidade funcional: n Refere-se a entender o que os organismos “fazem” em comunidades e ecossistemas, ao invés de sua história evolutiva. Funções? n Várias formas e níveis de detalhe para estimar traços funcionais. Por ex: n Como ou eficiência na assimilação de carbono (autótrofo/ heterótrofo), eficiência Posição na cadeia trófica: produtor, consumidor, predador (e tamanho), parasita Polinização, etc. n n

Por que avaliar a diversidade como função? p p Avaliar como diversidade de funções influencia processos ecossistêmicos, a dinâmica de ecossistemas e a estabilidade frente a impactos (e. g. resiliência) Diversidade funcional pode prever melhor impactos, ajuda a engenharia de soluções (eg. reabilitação/ restauração) Antes A biodiversidade afeta o funcionamento dos ecossistemas? Hoje Quais componentes da biodiversidade afetam o funcionamento dos ecossistemas e por qual mecanismo?

Existem de 6 a 30 milhões de espécies Pode a conservação ser baseada no conceito de diversidade ou riqueza de espécies?

Alvos alternativos de Conservação

O que são alvos? p Conceitos utilizados como base para tornar viável ou facilitar a seleção das áreas prioritárias em termos da biodiversidade p Idealmente: levantamento das espécies, suas interações e funções em períodos longos de tempo p Porém, nem sempre viável com tempo e informações disponíveis

Por que usar alvos? p Biodiversidade em diferentes níveis p Informações nem sempre disponíveis p Recursos monetários, humanos e de tempo serão sempre limitados p Biodiversidade está em crise seleção de áreas a proteger deve ser eficaz, eficiente e rápida Necessário encontrar formas alternativas ou atalhos para identificar áreas importantes ou prioritárias

Como escolher áreas a conservar? Seleção de áreas Foco em espécies a conservar (vulnerabilidade) Espécies Substitutas Paisagem Endêmicas Bandeira Hotspots Ameaçadas Chave Representatividade Raras Guarda-chuva Complementaridade Focais Insubstituitibilidade

Muito importante! p Várias formas, nenhuma é perfeita: n n Variabilidade nos grupos (e. g. , aves e plantas) não é equivalente Variabilidade na eficácia dos alvos (método): a depender do grupo: por ex. , algum tipo de alvo pode ser melhor para plantas e mamíferos e pior para outros. p Do ecossistema avaliado p Do procedimento para medir a eficácia p (Fonte: Grantham et al. , 2010)

Como escolher áreas a conservar? Vulneráveis Seleção de áreas Foco em espécies a conservar Espécies Substitutas Paisagem Endêmicas Bandeira Hotspots Ameaçadas Chave Representatividade Raras Guarda-chuva Complementaridade Focais Insubstituitibilidade

Espécie endêmica p p Uma espécie cuja ocorrência natural está confinada a certas regiões e cuja distribuição é relativamente confinada Problema: não representa outras espécies bem • Exemplo: Rhopornis ardesiaca ou gravatazeiro • Restrito a uma área na região de Boa Nova, Bahia e outra em Minas Gerais

Espécie ameaçada p Espécie com probalidade alta de extinção em futuro próximo em toda ou em parte de suas área de ocorrência p Redução populacional por fatores antrópicos p Identificadas pelas IUCN nas listas vermelhas Problema: inicialmente opinião de especialistas (hoje: dados) p (Fontes: http: //www. iucnredlist. org/ e Rodrigues et al. ,

(Rodrigues et al. 2006)

p p p Foto: D. Oliveira Foto: E. Bernard Espécie rara Maria-leque Espécie nativa de planta ou animal que existe em pequena quantidade e/ou tem área de ocorrência restrita ou está limitada a determinado tipo de hábitat Raridade pode ser um atributo natural: hábitat específico, evolução Problema: raridade nem sempre equivale à importância (extremo da distribuição, por ex. )

Raridade: 7 formas? Tamanho da populaçã o local Distribuição geográfica Ampla Restrita Especificidade do hábitat Ampla Estreita Grande Abundante localmente, distribuição ampla, vários hábitats Abundante localmente, distribuição ampla, hábitat específicos Abundante localmente, distribuição restrita, vários hábitats Abundante localmente, distribuição restrita, hábitats específicos Pequeno Localmente esparsa, distribuição ampla, vários hábitats Localmente esparsa, distribuição ampla, hábitat específicos Localmente esparsa, distribuição restrita, vários hábitats Localmente esparsa, distribuição restrita, hábitats específicos (Fonte: Rabinovitz et al. , 1986)

Distinção filogenética p Exemplo: n n n Tuatara (Sphenodon) único representante de répteis da ordem Sphenodontia (ou Rhynchocephalia) e família Sphenodontidae Réptil endêmico de algumas ilhas da Nova Zelândia

Limitações da conservação com base nas espécies vulneráveis a conservar p Presença destas espécies nem sempre corresponde à presença de outras espécies sucesso limitado à espécie ou ao conjunto identificado p Mas para espécies endêmicas e distinção filogenética: n é onde estão, não há como guardá-las em outros locais n usualmente utilizado na seleção de pequenas reservas p Ex. Birdlife/Save, IBAS

Como escolher áreas a conservar? Seleção de áreas Foco em espécies a conservar (vulnerabilidade) Espécies Substitutas Paisagem Endêmicas Bandeira Hotspots Ameaçadas Chave Representatividade Raras Guarda-chuva Complementaridade Focais Insubstituitibilidade

Espécies substitutas (“surrogates”) p Conceito central é que as áreas protegidas para as espécies-alvo manterão outras espécies que vivem no ecossistema/ paisagem. n p Idealmente, não somente a composição, mas também estrutura e função do ecossistema Aumentam a eficiência: n n Reduzem tempo, dinheiro e dados necessários Vários conceitos populares

Espécie-bandeira Espécie escolhida por: n angariar apoio público n financiamentos p Selecionada por: n Carisma/atratidade (+ comum) n Vulnerabilidade n Distinção p Hoje muito utilizada para pequenas áreas p Exemplos comuns: • Mamíferos “fofos” • Grandes carnívoros • Aves grandes e coloridas

Vantagens e limitações Espécies-bandeira Angaria apoio público e facilita conservação em termos da prática p Mas. . . p n não necessariamente engloba outras espécies em geral o custo de um sistema de conservação baseado no conceito é elevado pouco eficiente Mais importante: região que não possui espécies carismáticas não é alvo de conservação

Espécie-chave (“keystone”) p p p Baseado em função (mas mais antigo Aquelas que têm efeito ecológico desproporcional no ambiente do que aquele esperado pela sua abundância relativa, produtividade ou biomassa Essenciais para manter a estrutura e função dos ecossistemas: n n análogo ao papel da “pedra” no arco sem a sua presença mudanças significativas

Keystone

Espécie-chave (“keystone”) Exemplos de adoção do conceito p Alimento para muitas espécies: n p Abrigo: n p Figueiras árvores que produzem “ocos” reprodução de várias espécies (micoleão, araras) Predadores que mediam competição entre espécies: n Estrela do mar, onça p p Polinizadores de muitas espécies Decompositores: n p Formigas-cortadeiras; bactérias Espécies que, por suas ações, alteram a estrutura física do ambiente: n Castores com suas represas

Vantagens e limitações Espécie-chave p Tem a vantagem de focar não só na composição, mas também na função n p portanto, unir conceitos baseado em espécies substitutas e manejo dos ecossistemas Para alguns locais, presença de keystone pode ser marcante (palmito, por ex). p Porém, conceito é adotado de muitas formas, dificultando avaliações de sua eficácia n Favreau et al. 2006, em trabalho de revisão de “substitutos” (surrogates), não encontrou avaliações sistemáticas da eficácia do conceito

p p Espécie com grandes requerimentos de hábitat (grande área de vida/uso ou dependem de hábitats raros/imprevisíveis Assume-se que conservar uma população viável da espécie conservará espécies de demandas menores que co-ocorrem (mesmo sem ligação clara) n Exs: “spotted owl” e floresta madura, ursos, onças (Fonte: Caro, 2010) Espécies guarda-chuva

Área de vida ou área de uso p Tamanho médio da área com determinados requerimentos de hábitat (e. g. presença de recursos, etc) que um indivíduo adulto da espécie necessita para viver. • Ex. Uma onça adulta precisa de 65 a 608 km 2 para viver (depende do tipo de habitat, se é macho ou fêmea etc).

Vantagens e Limitações Espécies guarda-chuva p Servem para manter espécies com os mesmos requerimentos ecológicos que a guarda-chuva ou aquelas que dependem desta p Porém, não conservam espécies com requerimentos diferentes. n p Por exemplo, conservação da coruja spotted owl e conservação de anfíbios (áreas úmidas) Há diferentes formas de adotar o conceito e resultados variam

Espécies focais p Parte do conceito de espécies guarda-chuva (aprimoramento) sp 3 sp 1 p Mas o foco é para um conjunto de espécies p Além disso foca nas ameaças ao ecossistema p Mas uso do termo é confuso e, às vezes, usado como sinônimo de espécies indicadoras. sp 2

Espécies focais p Método: n (i) identificar ameaças sp 1 responsáveis por declínio de espécies n (ii) selecionar grupo de espécies, cada qual sensível a uma das ameaças n (iii) ou então conjunto de espécies que espelham aspectos da composição, estrutura espacial e função do ecossistema/paisagem sp 3 sp 2

Vantagens e limitações Espécies focais p p Em princípio, foco em espécies múltiplas é provavelmente, mais eficaz que todos os outros (eficiência? ) Considera aspectos da composição, mas também estrutura e função p Porém, n n n Faltam dados para identificar as espécies focais na maioria das paisagens Avaliações sistemáticas da eficácia são raras Novamente, escolha de 2 -3 espécies não garante que todas as outras serão conservadas

Síntese: uso de substitutos p p p Estratégia criada há mais de 40 anos Não há comparações entre os conceitos embora, em termos teóricos, espécies focais é considerado mais adequado (ver Favreau et al. , 2006) Porém, ainda tem limitação: n n p Conserva-se apenas parte das espécies com requerimentos semelhantes (recursos, manejo) Padrões de ocorrência e distribuição de espécies nem sempre correlacionados Foco recente em entender biodiversidade funcional

Como escolher áreas a conservar? Seleção de áreas Foco em espécies a conservar Espécies Substitutas Paisagem Endêmicas Bandeira Representatividade Ameaçadas Chave Complementaridade Raras Guarda-chuva Focais Insubstituitibilidade

Como escolher áreas a conservar? Seleção de áreas Foco em espécies a conservar (vulnerabilidade) Espécies Substitutas Paisagem Ameaçadas Bandeira Representatividade Endêmicas Chave Complementaridade Raras Guarda-chuva Insubstituibilidade Focais + +

Representatividade p p p O quanto determinado conjunto/sistema de áreas/localidades representa a biodiversidade existente em certa região Conceito antigo e largamente adotado na seleção de áreas protegidas Pode estar relacionada à representatividade de espécies, feições da vegetação ou outros atributos (Fonte: Kati et al. , 2004)

Complementaridade p O quanto determinada área complementa um conjunto de áreas (ex. a serem protegidas) p Evita redundância proteger o mesmo tipo de atributo (por ex, mata atlântica de montanhas) várias vezes p Reduz custo p Garante que mais objetos de conservação (espécies, feições da paisagem) serão conservados p Métodos modernos (por algoritmos) incorporam a complementaridade (Fonte: Kati et al. , 2004)

Insubstituibilidade p p O quanto determinada área é insubstituível; apresenta feições/ espécies únicas Não podem ser substituídas por outras para atingir determinado objetivo de conservação n 39 anfíbios endêmicos P. ex, conservar todas as espécies

Vantagens e Limitações Paisagem p p p Focado no sistema de reservas Mais eficaz Melhor retorno em conservação com menor custo Menor número de áreas protegidas precisam ser conservadas Hoje usam-se métodos sistemáticos p Mas. . . n Dependem de dados sobre a distribuição dos grupos (espécies, outros taxa, feições)

Hotspots: Grau de ameaça e endemismo p p p Baseia-se na idéia de conservar as áreas prioritárias que estão sob maior ameaça e só podem Termo hotspots cunhado em 1989 por Myers Significa: Uma região geográfica prioritária para a conservação pelo grande número de espécies endêmicas encontradas em áreas relativamente pequenas que estão sob forte ameaça

Grau de Ameaça: Os Hotspots da Conservação Internacional Áreas de alta diversidade e muito ameaçadas Fonte: www. conservation. org (Conservation International))

Xysticus ssp Exercício

Objetivos p p p Simular o trabalho de levantamento de diversidade e de cálculo de índices Entender resultados de diferentes esforços de coleta Entender como diferentes conceitos de diversidade (ou diferentes índices) afetam decisões de conservação

Identificação de aranhas Ex. : Marcas abdominais de viuva-negra (Latrodectus sp. )

Nichos diferentes Aquática, ativo Aranha mergulhadora (A. Aquatica) Jardim, caçador passivo Aranha de jardim australiana (Argiope australis) Aranhas coloniais, cooperação Caerostris sexcuspidata Solo, caçador ativo Vitalius sp. Tronco, caçador ativo

O que é o exercício Aranhas coletadas (folha de papel) por Dr. J. Coddington p Posicionou transectos aletórios p A cada 10 m, bateu aleatoriamente em 10 galhos e coletou o que caiu em folha de papel no chão p Coleção de espécies p

Etapa 1 Classificar aranhas do remanescente (ou fragmento 1) p Cortar folha de papel p Separar por tipo e dar um nome informativo a cada espécie p Construir uma tabela de ocorrência p Fazer o gráfico da curva do coletor p

Curva do coletor