Organização das comunidades

Medidas da diversidade:Assumem que todas as espécies são iguais

Outras formas de analisar as comunidades:

1)Níveis tróficos e guildas tróficas2) Identificação de espécies chave

(importantes na manutenção da estrutura)

3) Identificação de espécies dominantes

C. Elton (1927):

- aplicou esse conceito e analisou suas consequências

- reconheceu que as cadeias tinham 4-5 elos

- ligadas em teias alimentares

• Cadeias alimentares e níveis tróficos:

Terminologia nas teias alimentares sp A preda B

e B preda A

Ciclo

CanibalismoUm ciclo no qual a espécie alimenta-se dela mesma

espécies que sealimentam de mais deum nível tróficoA e B são omnívoras

Krebs (2001)

Espécies que não são presas de nenhuma outra

Espécies que não se alimentam de nada na teia alimentar

Pode ser analisada parcialmente

Krebs (2001)

Níveis tróficos: baseados na função e não nas espécies

Produtores Plantas 1o nível trófico

Consumidores Primários

Herbívoros 2o nível trófico

Consumidores Secundários

Carnívoros, insetos parasitas 3o nível trófico

Consumidores Terciários

Carnívoros de topo, insetos superparasitas

4o nível trófico

Em geral, espécies são agrupadas em categorias

Controle ascendente versus controle descendente em teias alimentares

No controle descendente os predadores (ou herbívoros) podem deprimir as

populações de suas presas (ou plantas)

Esses efeitos podem ser refletir sobre um nível trófico inteiro

Controle ascendente: ou mecanismo “bottom-up

Controle descendente (ou cascata trófica):

mecanismo “top-down”

Ricklefs (2003)

Controle ascendenteControle descendente

Controle descendente

Controle ascendente

Ricklefs (2003)Biomassa de algas

Ricklefs (2003)

Controle descendente: na presença dos peixes, diminui a biomassa do zooplâncton mas aumenta a

de fitoplâncton

Controle descendente envolvendo moluscos, algas perifíticas e macrófitas submersas

http://www.btinternet.com/~andyharmer/molluscs.htm

Algas perifíticas reduzem a luz e a disponibilidade de carbono para macrófitas

Moluscos reduzem biomassa de algas e bactérias nocivas, o que eleva a produtividade e a longevidade das macrófitas

Controle descendente envolvendo peixes, moluscos, algas perifíticas e macrófitas submersas

Moluscos podem ser atraídos por substâncias liberadas por macrófitas

(resultados experimentais com labirintos)

Esquema de R. Mormul (PEA)

Exemplo (ilha P. Rico)

Milne et al. (2008)

Exemplo (área protegida de pastoreio – Base Avançada de Pesquisas do

Nupélia)

Alguns métodos para estudar teias alimentares

• Análise do conteúdo estomacal:Ex. peixes, zooplâncton etc.

• Análise de fezes e/ou regurgitação:Ex. aves, anfíbios etc.

• Observação direta:Ex. aves, grandes mamíferos etc.

• Isótopos radioativos:Ex. vários

Uso de isótopos estáveis para analisar teias alimentares

Os organismos utilizam de forma diferenciada isótopos de diferentes elementos químicos (ex. C e N)

Nitrogênio

Para o N, há um aumento de ap. 3,4% do 15N, relativamente à dieta, em cada nível

trófico

Krebs (2001)

Uso de isótopos estáveis para analisar teias alimentares: o C ajuda a identificar a fonte de alimento

C. Kendall et al. (1999, USGS)http://sofia.usgs.gov/sfrsf/rooms/mercury/foodweb/

Quais são as fontes de alimento para os níveis tróficos superiores em ecossistemas aquáticos

como as planícies de inundação?

Animais de rios com planícies de inundação dependem largamente da produtividade autóctone de algas (contrariamente ao que se esperava, pois vegetais superiores são abundantes)

Ex. Rio Amazonas

(60% phytopl.)

Araujo-Lima et al. (1986, Science)

Algumas generalizações sobre teias alimentares (Krebs, 2001, 2009)

1ª generalização: Há um aumento do número de conexões (por espécie) com o aumento do número de espécies

2ª generalização: as cadeias alimentares são curtas (Elton, 1927)

Krebs (2001)

Hipótese energética“O comprimento das cadeias alimentares é explicada pela ineficiência na transferência de energia ao longo das cadeias alimentares”

Krebs (2001)

3ª generalização: O número de elos aumenta com o número de espécies

3ª generalização: a proporção entre predadores de topo, espécies intermediárias e da base da cadeia é relativamente constante

Krebs (2001)

4ª generalização: a omnivoria é comum nas teias alimentares, especialmente em ambientes aquáticosPor exemplo, detritos (que sustentam várias teias alimentares) têm sua origem em vários níveis tróficos

Uma teia alimentar da planície de inundação do rio Paraná: notar a importância dos

detritos

Hahn, Fugi & Andrian (2004)

Insetos terrestres e vegetais superiores também são importantes na base da teia

Uma teia alimentar de um riacho de S. Paulo

(Motta & Uieda, 2005)

Algas unicelulares Algas filamentosas MO Macrófitas Insetos terrestres

Essa cadeia possui:- 117 táxons - 7 níveis tróficos- predomínio de espécies omnívoras- grande importância dos detritos (matéria orgânica morta) em sua base

Organismos da base das cadeias alimentares são muito mais abundantes do que os do topo:Uma das consequências da baixa eficiência ecológica (Elton, 1927 – pirâmide “Eltoniana” = número ou biomassa)

Seria possível encontrar uma pirâmide invertida?

Sim! O fluxo de energia (produtividade) e não a biomassa é o que importa!

Eficiências ecológicas

Eficiência de produção:

produção líquida da espécie nassimilação da espécie n

O aumento da respiração diminui essa eficiência

Eficiência trófica:envolve transferências de energia entre níveis tróficos

produção líquida no nível trófico i + 1produção líquida no nível trófico i

- fornece a fração da produção que passa de um nível para o outro nível trófico

- energia não transferida entre níveis tróficos:

respiração e detritos

Em ecossistemas aquáticos, a eficiência trófica varia entre 2% e 24% (média = 10%)

Aplicação:

captura de atum (4o nível trófico) em 1990: 2.975.000 toneladas (=0,1gC por metro de oceano)

A figura ao lado mostra a produção necessária dos demais níveis tróficos para sustentar essa pesca

assumindo-se 10% de eficiência

Notar que nessa figura não são considerados dados de BIOMASSA mas sim de PRODUÇÃO

A maioria da PP flui através dos detritos em vários ecossistemas aquáticos – ex. marismas

Stiling (2012)

Stiling (2012)

Em geral, herbívoros consomem maior % da PP em ecossistemas aquáticos, do que terrestres

Ecossistemas dominados por herbivoria

versus

Ecossistemas dominados por detritivoria

Produção primária utilizada por herbívoros (em %) em diferentes comunidades

Produção primária líquida utilizada pelo consumo de herbívoros (%) – Wittaker (1975)

Floresta tropical chuvosa 7

Floresta decícua temperada 5

Campos 10

Oceanos abertos 40

Zonas de ressurgência oceânicas 35

A MAIOR PARTE DA ENERGIA FLUI ATRAVÉS DE TEIAS DETRITÍVORAS MAS A

MAIOR PARTE DOS ESTUDOS EM ECOLOGIA ENFOCA A HERBIVORIA!!!