ECOANIMAL Comunidades 2018 Aula 04

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ECOANIMAL Comunidades Aula 04: Diversidade Funcional

Profa. Erica Caramaschi –IB/UFRJ

Retomando as medidas de diversidade • Diversidade Filogenética: medida de diversidade que incorpora as relações filogenéticas das espécies

Diversidade filogenética B C

Lago Batata: um estudo de caso

Estudo de caso "Assoreamento por rejeito de bauxita e sua relação com a diversidade taxonômica e filogenética: um estudo da ictiofauna de um lago da Amazônia Central (Lago Batata, PA)“ Dissertação do Bruno Eleres Soares (PPGE/UFRJ), 2015. Sumarizamos, a seguir, alguns resultados obtidos na comparação da taxocenose de peixes da área assoreada por bauxita e a área natural de um lago amazônico utilizando: • a abordagem tradicional da diversidade (taxonômica); • a abordagem filogenética

Índice de Diversidade de Shannon

Soares, 2015

Relembrando “clado”

Um clado é um agrupamento que inclui um ancestral comum e todos os descendentes (viventes e extintos) desse ancestral. Usando uma filogenia, é fácil dizer se um grupo de linhagens forma um clado. http://www.ib.usp.br/evosite/evo101/images/clade-not-a-clade.gif

Diversidade Filogenética Com base na matriz, foram estimados os tempos de divergência entre os clados com base em estudos publicados. Com essa matriz datada, foram calculadas as medidas de diversidade filogenética (com base na distância filogenética entre os pares de espécies e suas respectivas abundâncias). As principais medidas são a Distância Filogenética Média (entre cada par de indivíduos ou cada par de espécies) e a Distância média do Vizinho mais próximo. Soares, 2015

Diversidade Filogenética

Soares, 2015

Diversidade Filogenética Apenas o grupo Perciformes respondeu ao assoreamento, com maior diversidade filogenética na área Natural. Isso aconteceu provavelmente através de dois mecanismos: • perda/diminuição da abundância de espécies de ciclídeos na área com rejeito, mostrando ser um grupo relativamente sensível à qualidade do substrato; • através do aumento da abundância relativa dos cianídeos/pescadas (em especial Plagioscion squamosissimus), carnívoros bentopelágicos de maior porte. Soares, 2015

Próximos passos...

Soares, 2015

Diversidade Funcional Aula de autoria do Dr. Rafael Leitão (UFMG) gentilmente cedida à profa. Erica Caramaschi – IB/UFRJ

QUANTIFICANDO A BIODIVERSIDADE EM SUAS MÚLTIPLAS FACETAS

INTRODUÇÃO

ESTRUTURA E DIVERSIDADE DE TAXOCENOSES

FUNCIONAL

Taxonômica Genética

Filogenética

D. Bastos

14

Abordagem tradicional para quantificar diversidade em taxocenoses/comunidades Amostragem padronizada

Abordagem tradicional para quantificar diversidade em taxocenoses/comunidades Riqueza de espécies

5

Abundância relativa

3 21 5

9 5 J. Zuanon

23

17 7

Diversidade taxonômica

Abordagem tradicional para quantificar diversidade em taxocenoses/comunidades Todas as espécies têm o mesmo “peso” no cálculo de diversidade

5

Ancistrus sp.

5

Pyrrhulina aff. brevis

História de vida? Ocupação dos hábitats? Uso de recursos?

ESTAS TAXOCENOSES SÃO MESMO IGUAIS?

INTRODUÇÃO

18

Como taxocenoses podem ser estudadas com base nas diferenças entre as espécies?

… incorporando as características ecológicas e biológicas das espécies nas medidas de diversidade …

ESTRUTURA E DIVERSIDADE FUNCIONAL 19

Como a Diversidade Funcional é vista atualmente?

Faceta da biodiversidade que quantifica o valor e a amplitude dos atributos ecológicos (“traits”) dos organismos em uma taxocenose/comunidade

Petchey & Gaston, 2002; Villéger et al. 2008; Mouillot et al. 2013;

20

ATRIBUTO ECOLÓGICO (trait) Propriedade bem definida e mensurável dos organismos, geralmente medida em nível individual e usada em comparações entre espécies

Performance do organismo (fitness)

ATRIBUTO FUNCIONAL Violle et al. 2007

21

ATRIBUTO ECOLÓGICO (trait) MORFOLOGIA

AQUISIÇÃO DE RECURSOS

FISIOLOGIA

COMPORTAMENTO

LOCOMOÇÃO/ USO DO HABITAT

HISTÓRIA DE VIDA/REPRODUÇÃO

CONJUNTO DE ATRIBUTOS DA ESPÉCIE (E NÃO A SUA IDENTIDADE) 1 McGill

et al. (2006), 2 Violle et al. (2007), 3 Townsend & Hildrew (1994)

NICHO ECOLÓGICO 22

O QUE SÃO ATRIBUTOS FUNCIONAIS (TRAITS)?

Forma e tamanho dos bicos

Cuidado parental e tamanho corpóreo

INTRODUÇÃO

Morfologia e dureza das folhas e sementes 23

INTRODUÇÃO

ATRIBUTOS FUNCIONAIS EM PEIXES Como, onde e quando se reproduz? - Tipo de desova - Tamanho de primeira maturação - Local da desova

Como, onde e do que se alimenta? - Dieta - Comportamento de forrageio - Agregação, cardume

24

INTRODUÇÃO

ATRIBUTOS FUNCIONAIS EM PEIXES ECOMORFOLOGIA

NICHO ECOLÓGICO

FORMA-FUNÇÃO Bl

A

PFb

Hd Eh

Ed

PFl CPd

PFs

Mo

Bw

Bd CFd

PFi

B

CFs

C Sn

Prt Md Mw

25

MORFOLOGIA & AQUISIÇÃO DO ALIMENTO Tamanho e posição do olho e da boca

Forma e número dos dentes

INTRODUÇÃO

Acurácia visual Tática de forrageio Tipo de presa

Modo de captura, processamento e tipo de presa

26

MORFOLOGIA, LOCOMOÇÃO & USO DO HÁBITAT Massa e forma do corpo

Forma e área das nadadeiras

INTRODUÇÃO

Capacidade de natação Posição na coluna e correnteza

Manobrabilidade e propulsão Posição na coluna d’ água

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MENSURANDO A ESTRUTURA E DIVERSIDADE FUNCIONAL DAS TAXOCENOSES Índices baseados nos valores quantitativos dos atributos das espécies ESPAÇO FUNCIONAL MULTIDIMENSIONAL

Trait Posição da2boca

Sp.A

Sp.B

Trait 1do olho Tamanho Índices (facetas) funcionais indicam o quanto e como o espaço funcional é ocupado pelas espécies de uma assembleia Petchey & Gaston, 2002; Villéger et al. 2008; Mouillot et al. 2013

28

INTRODUÇÃO

RIQUEZA FUNCIONAL - FRic

Atributo 2

Volume funcional (amplitude de nicho) ocupado pela taxocenose

Atributo 1 1

Villéger et al. 2008; Mouillot et al. 2013

29

INTRODUÇÃO

REGULARIDADE FUNCIONAL - FEve

Trait 2

Trait 2

Regularidade/Uniformidade na distribuição de abundância das espécies no Espaço Funcional

Trait 1

Trait 1

Aumento da Regularidade Funcional (FEve) 1

Villéger et al. 2008; Mouillot et al. 2013

30

INTRODUÇÃO

DIVERGÊNCIA FUNCIONAL - FDiv

+

Trait 1

Trait 2

Trait 2

Como a abundância das espécies diverge do centróide do Espaço Funcional

+

Trait 1

Aumento da Divergência Funcional (FDiv)

1

Villéger et al. 2008; Mouillot et al. 2013

31

INTRODUÇÃO

IDENTIDADE FUNCIONAL - CWM

Trait 2

Valor médio do trait para a assemblage ponderado pela abundância das espécies

Tamanho Trait do 1 olho 1

Lavorel et al. 2008; Mouillot et al. 2013

32

INTRODUÇÃO

ÍNDICES INDIVIDUAIS (ESPÉCIE) ESPECIALIZAÇÃO – FSpe (Distinção) Distância para o centróide do EF

ORIGINALIDADE – FOri (

Redundância)

Distância para o vizinho no EF Medida em relação ao pool regional de espécies Independente de abundância (ex., raras vs. comuns) Média para a assemblage 1

Villéger et al. 2010; Mouillot et al. 2013

33

Fontes BRUNO ELERES SOARES. 2015. O ASSOREAMENTO POR REJEITO DE BAUXITA E SUA RELAÇÃO COM A DIVERSIDADE TAXONÔMICA E FILOGENÉTICA: UM ESTUDO DA ICTIOFAUNA DE UM LAGO DA AMAZÔNIA CENTRAL (LAGO BATATA, PA) Dissertação de Mestrado. PPGE/UFRJ. 127 p. E-mail: [email protected]

RAFAEL PEREIRA LEITÃO. 2015. FUNCTIONAL STRUCTURE AND CONSERVATION OF STREAM FISH ASSEMBLAGES IN THE BRAZILIAN AMAZON. Tese de Doutorado. INPA e Université Montpellier. 166 p. E-mail: [email protected]