M it   lé  d   é iMuito além das espécies...

Filogenia, traços funcionais e a l i  d   id decologia de comunidades

Marcus V  CianciarusoMarcus V. Cianciaruso

Laboratório de Ecologia e Funcionamento de Comunidades

1

Departamento de Ecologia, Universidade Federal de Goiás

cianciaruso@gmail.com

o que veremos nos próximos 30-40 i tminutos…

1) d “ ” b d d di id d1) duas “novas” abordagens de diversidade

2) algumas coisas que podemos fazer com elas2) algumas coisas que podemos fazer com elas

2

ECOLOGIA É UMA CIÊNCIAECOLOGIA É UMA CIÊNCIA

COMPREENDER O MUNDO NATURAL

CONHECERCONHECER

PREVER

3

RESOLVER PROBLEMAS

4

RESOLVER PROBLEMAS

PRÁTICOS TEÓRICOSECOLOGIA

OPERACIONALIZAÇÃOOPERACIONALIZAÇÃO(como fazer)

5

OPERACIONALIZAÇÃOOPERACIONALIZAÇÃO

INVESTIGAR DIVERSIDADE INVESTIGAR PROCESSOS OU

FUNÇÕES

DIVERSIDADE BIOLÓGICA

FUNÇÕES

- produtividade - riqueza- sequestro de carbono

-- ciclagem de nutrientes

riqueza- equabilidade

í di-- ciclagem de nutrientes-- estabilidade

- índices

- interações

6

previsõesp• seria importante conseguir prever as funções se a po a e co segu p e e as u ções

da comunidade, com base em algum descritor da diversidade biológicada diversidade biológica

medidas tradicionais de diversidade como a• medidas tradicionais de diversidade, como a riqueza de espécies, são as ferramentas mais

ili d dutilizadas para descrever a estrutura e o funcionamento das comunidades

7

quantificação tradicional da diversidade

espécie Aespécie A

espécie B

espécie C

espécie B

8

quando usamos a riqueza de espécies...

1. todas as espécies tem o mesmo peso no1. todas as espécies tem o mesmo peso no cálculo da diversidade

Elaenia cristataRhea americana

9

Rhea americana

1. todas as espécies tem o mesmo peso no cálculo da diversidadeda diversidade

Distância Evolutiva

10(Hacket et al. 2008 Science)

1. todas as espécies tem o mesmo peso no cálculo da diversidadeda diversidade

massa = aprox. 60g

insetívora

arborícola

Distância Ecológica

massa = aprox. 35kg

onívora

11

terrícola

quando usamos riqueza de espécies ou índices “tradicionais” de diversidade

2 todos os indi íd os de ma mesma

tradicionais de diversidade...

2. todos os indivíduos de uma mesma espécie são idênticos

12

tendo em vista essas limitações as medidas tendo em vista essas limitações, as medidas tradicionais tendem a explicar pouco e prever fracamente

fraco poder de generalização

13

14

Ecologia de comunidadesEcologia de comunidades

ORGANISMOSORGANISMOS

Relações Evolutivas

Relações Ecológicas

15

Como incorporar as informaçõesComo incorporar as informaçõesevolutivas (filogenéticas)?

Qual a idade?Qual a idade?

Clado das monocotiledôneas(fonte: www.tolweb.org)

16

Como saber a idade?

• Registro fóssil (famílias e ordens)

17

Como saber a idade?

Relógios moleculares – assume-se que a taxa de mutação de uma molécula é constante

18

Como quantificar a diversidade filogenética ?

diversidade filogenética (PD):soma dos comprimentos dos braços da árvore

filogenética que conectam todas as19

filogenética que conectam todas as espécies de uma comunidade

Qual a mais diversa ?

comunidade Acomunidade AS = 4

comunidade BS = 4

20

21

“Como espécies do mesmo gênero têm normalmente algumas similaridades em hábito e constituição ealgumas similaridades em hábito e constituição, e sempre em estrutura, a luta será mais severa entre espécies do mesmo gênero, quando elas competemespécies do mesmo gênero, quando elas competem entre si, do que entre espécies de gêneros distintos”

espécies mais aparentadasp pdevem ser ecologicamente

mais similaresmais similares

competição é maior entre espécies mais similares

22

espécies mais similares

regras de montagem (assembly rules)regras de montagem (assembly rules)

(W bb t l 2002)23

(Webb et al. 2002)

Se isso for verdade então a diversidade filogenética é uma boa substituta da diversidade

24

filogenética é uma boa substituta da diversidade de características ecológicas das espécies...

o que nem sempre é o caso ...q p

25

Por que não incorporar q p(diretamente) as diferenças ecológicas entre as espécies

did dem uma medida de diversidade??

26

O que é diversidade funcional?O que é diversidade funcional?

a diversidade funcional envolve o conhecimento das comunidades baseado no que os organismos “fazem” sem se preocupar com a sua história evolutivacom a sua história evolutiva

essa abordagem baseia-se portanto, nas características funcionais dos organismoscaracterísticas funcionais dos organismos

27

diversidade funcional

ó iornitocórica anemocóricaur

a

quiropterocóricaaltu

28

diversidade funcional

a diversidade funcional é dada pela t ã d dif d t í tiextensão das diferenças das características

funcionais entre as espécies de uma comunidade (Tilman 2001)

características funcionais são características funcionais são características consideradas relevantes por

t bi t l isuas respostas ao ambiente ou pela maneira que afetam o funcionamento/processos das

29comunidades

como calcular a diversidade funcional?

30

como calcular a diversidade funcional?

comunidade 1: espécies C e A; comunidade 2: espécies L S H comunidade 2: espécies L, S, H

ísp Características funcionais

X Y Z

C 2 2 3C 2 2 3L 2 3 3A 1 6 31 6 3S 4 7 8H 8 4 16

31

matriz de distânciamatriz de distância

32

a partir daquela matriz constrói se um a partir daquela matriz, constrói-se um dendrograma

Unweighted pair-group averageEuclidean distances

C

A

L

S

H

33

0 2 4 6 8 10 12 14

Distance

Porém...

... todos indivíduos AINDA são... todos indivíduos AINDA são considerados idênticos!!

34

(Cianciaruso et al. 2009 Ecology)

Ao invés de nos preocuparmos com espécies, porque não incluir as diferenças espéc es, po que o c u s d e e ç s

entre indivíduos?

35

Existem duas propriedades interessantes nessa abordagemabordagem

a) inclusão da variação intra-específica das t í ti f i i ã i t tcaracterísticas funcionais, que são importantes

para vários processos das comunidades

b) d d d f i i i d ib) uso de dados funcionais mais acurados e mais adequados para responder várias hipóteses

36

• é possível incluir a variação intra-específica de duas formas:

1)spFD quando a característica das espécies está rotulada as diversas áreas em que ela ocorrerotulada as diversas áreas em que ela ocorre

ou

2) iFD quando também incluímos a variabilidade2) iFD quando também incluímos a variabilidade dentro das áreas de estudo

37

Ok… e o que podemos fazer com essas medidas?Ok… e o que podemos fazer com essas medidas?

Di id d F i tDiversidade vs. Funcionamento

Regras de montagem (assembly rules)

Consequência de extinçõesq ç

Ecologia da Conservação (seleção de reservas, áreas prioritárias etc)

38

p )

Diversidade vs. Funcionamento

Dí & C bid (2001) t d Díaz & Cabido (2001) encontraram grande número de trabalhos onde a diversidade funcional

l i f i t dse relacionou com o funcionamento das comunidades enquanto que a diversidade

“t di i l” ã l i39

“tradicional” não se relacionou

Diversidade vs. Funcionamento

(Cadotte et al. 2010)(Cadotte et al. 2010)

40

Regras de montagem (assembly rules)

41

Regras de montagem (assembly rules)

(Loiola et al. 2010 Flora)

42

áreas de cerrado com diferentes regimes de fogo Parque Nacional das Emas (GO)Parque Nacional das Emas (GO)

anual trienal

protegida

43

fogo não altera a diversidade funcional das assembléias herbáceas...e b ce s...

44

45

... mas a composição de espécies é diferente

Regras de montagem (assembly rules)

46

Conservação

(Meijaard et al. 2008 Biotropica)

47

Conservação

(Ernst et al. 2006 Biological Conservation)

48

ambientes florestais

aves

49

ambientes savânicos \ campestres

50

Extinção \ Conservação

(Purvis et al 2000 Science)

51

(Purvis et al. 2000 Science)

52

53

(Loyola et al. submetido)

54

55(Loyola et al. submetido)

56

banco regional de espécies

(fogo) (competição)

filtros ambientais similaridade limitante

57

filtros ambientais

comunidades

i i @ ilcianciaruso@gmail.com

OBRIGADO!OBRIGADO!

58