1

O que é a biodiversidade?

População Recursos e Ambiente

A biodiversidade

“Biodiversidade” ou “Diversidade Biológica” é o conjunto das

diferentes formas de vida na Terra (plantas, animais e micro-

organismos) e dos padrões naturais que constituem.

É o resultado de 3,5 mil milhões de anos de evolução,

modelado por processos naturais e, de forma cada vez mais

intensa, pela actividade humana, nos últimos 10 mil anos

(agricultura) e sobretudo nos últimos 300 anos (revolução

industrial e expansão urbana).

2

A biodiversidade

Biodiversidade é a variabilidade entre os

organismos vivos de todas as fontes, inter alia,

meio terrestre, meio marinho, e outros

ecossistemas aquáticos e os complexos

ecológicos de que esses organismos fazem

parte; isto inclui a diversidade dentro de cada

espécie, entre espécies e entre ecossistemas

(Nações Unidas 1992: Artigo 2).

Serviços dos ecossistemas

BiodiversidadeBiodiversidade

Regulação

Benefícios obtidos da

regulação dos

processos de

ecossistema

• regulação do clima

• regulação de doenças

• regulação de cheias

• destoxificação

Produção

Bens produzidos ou

aprovisionados pelos

ecossistemas

• alimento

• água doce

• lenha

• fibra

• bioquímicos

• recursos genéticos

Culturais

Benefícios não

materiais obtidos dos

ecossistemas

• espiritual

• recreativo

• estético

• inspiração

• educativo

• simbólico

SuporteServiços necessários para a produção de todos os outros serviços

• Formação do solo

• Ciclos dos nutrientes

• Produtividade primária

3

Ecossistemas e bem-estar humano

Os diferentes níveis da biodiversidade

Ecossistemas

Espécies

Populações

Genes

4

Espécie é um conceito fundamental da Biologia

que designa a unidade básica do sistema

taxonómico utilizado na classificação científica

dos seres vivos.

Espécie é um agrupamento de indivíduos (os

espécimes) com profundas semelhanças

estruturais e funcionais recíprocas, resultantes

da partilha de um cariótipo idêntico (conjunto

de cromossomas dentro de um núcleo de uma

célula somática), expresso numa estrutura

cromossómica das células diplóides similar,

que lhes confere acentuada uniformidade

bioquímica e a capacidade de reprodução

entre si, originando descendentes férteis e com

o mesmo quadro geral de caracteres, num

processo que, quando envolva um organismo

sexuado, deve permitir descendentes férteis de

ambos os sexos

Importância dos diferentes níveis da biodiversidade

5

A biodiversidade por grupos taxonómicos

A biodiversidade inclui as espécies domésticas

6

Raças autóctones de ruminantes com alguma vocação silvopastoril em 1998

Espécies Raças N.º de criadoresN.º de animais

inscritos nos livrosgenealógicos

Produtosprincipais

Denominações deorigem ouindicações

geográficas deproveniência

Cachena 250 500 CarneCarne Cachena daPeneda

Barrosã1 2300 7300 CarneCarne de BovinoBarrosão

Maronesa2 2800 7400 Carne Carne de Maronês

Arouquesa 4600 6000 Carne Carne de Arouquesa

Brava 100 9000 Machos de lide

Preta 40 2800 Carne

Alentejana 110 7000 CarneCarne de bovino daraça alentejana ouCarnalentejana

Bovinos

Mertolenga 210 6000 CarneCarne de Bovino deRaça Mertolenga ouCarne de Mertolenga

Churra Galega Bragançana 73 8585 CarneCordeiroBrangançano

Churra Badana 28 2669 Carne

Churra da Terra Quente 450 80000 Carne e leiteBorrego Terrincho eQueijo Terrincho

Mondegueira 56 3750 Leite Borrego da Beira

Serra da Estrela 183 6000 LeiteQueijo da Serra daEstrela

Merina da Beira Baixa 9 2251Carne, leite elã

Borrego da Beira

Merina Preta 18 6900Carne, leite elã

Merina Branca 88 22000Carne, leite elã

Borrego deMontemor-o-Novo,Borrego do NordesteAlentejano

Campaniça 10 3014Carne, leite elã

Ovinos

Churra Algarvia 43 5270 Carne

Bravia n.d. n.d. CarneCabrito das TerrasAltas do Minho eCabrito do Barroso

Serrana 300 21013 Leite e carne

Cabrito das TerrasAltas do Minho,Cabrito do Barroso,Cabrito SerranoTransmontano,Queijo de CabraSerranoTransmontano,Cabrito da Gralheira

Charnequeira 88 5200 Carne e leite Cabrito da Beira

Serpentina 33 4000 Carne e leite Queijo Serpa

Caprinos

Algarvia 113 3997 Leite

1 Refere-se aqui a raça barrosã embora a tendência tenha vindo a ser a da sua alimentação se fazer cada vez maiscom base nos lameiros e menos na utilização das pastagens dos baldios (Vieira et al., 2000).2 Tal como no caso da raça barrosã, a alimentação da raça maronesa também depende muito do pastoreio noslameiros, na Primavera e no Verão.

Como medir a biodiversidade?

7

8

A evolução da biodiversidade

9

Su

pe

reo

n

Éo

n

Era Período Série/ Época

Principais eventos

Início,

milhões

de anos atrás

Fa

ne

rozo

ico

Cenozoico

(Terciário e Quaternário)

Neogeno

Holoceno (Quaternário)

Fim da era do Gelo e a expansão da civilização humana. 0.011430 ±

0.00013

Pleistoceno (Quaternário)

Evolução dos humanos. Início da era do Gelo 1.806 ±

0.005

Plioceno (Terciário) Clima frio e seco. Australopitecíneos, extinção dos grandes

mamíferos. Aparece o Homo habilis. 5.332 ±

0.005

Mioceno (Terciário) Primeiros rinocerontes, gatos, camelos, cavalos, grandes

símios e ursos 23.03 ±

0.05

Paleogeno

Oligoceno (Terciário)

Primeiros Aegyptopithecus 33.9 ± 0.1

Eoceno (Terciário) Primeiros cães, elefantes, baleias, morcegos. Gelo na

Antártida. 55.8 ± 0.2

Paleoceno (Terciário)

Clima tropical, primeiros grandes mamíferos 65.5 ± 0.3

Mesozoico (Secundário)

Cretáceo Superior Primeiras plantas com flores, primeiros mamíferos placentários

e a extinção dos dinossauros.

65.6 ± 0.9

Inferior 145.5 ± 4.0

Jurássico

Superior Dinossauros dominam, primeiros mamíferos e aves. Divisão da

Pangeia em Gondwana e Laurásia.

161.2 ± 4.0

Médio 175.6 ± 2.0

Inferior 199.6 ± 0.6

Triássico

Superior

Primeiros dinossauros e pterossauros.

228.0 ± 2.0

Médio 245.0 ± 1.5

Inferior 251.0 ± 0.4

Su

pe

reo

n

Éo

n

Era Período Série/

Época Principais eventos

Início,

milhões

de anos

atrás

Fa

ne

rozo

ico

Cenozoico

(Terciário e

Quaternário)

Permiano

Lopingiano

Primeiros répteis gigantes e extinção dos trilobitas.

260.4 ± 0.7

Guadalupiano 270.6 ± 0.7

Cisuraliano 299.0 ± 0.8

Carbonífero

Gzheliano

Primeiros insetos, primeiros répteis e florestas de carvão.

306.5 ± 1.0

Kasimoviano 311.7 ± 1.1

Moscoviano /

Bashkiriano 318.1 ± 1.3

Serpukhoviano

Primeiras plantas com sementes e anfíbios.

326.4 ± 1.6

Viseana 345.3 ± 2.1

Tournaisiano 359.2 ± 2.5

Devoniano

Superior

Primeiros peixes modernos.

385.3 ± 2.6

Médio 397.5 ± 2.7

Inferior 416.0 ± 2.8

Siluriano

Pridoli

Primeiras plantas terrestres.

418.7 ± 2.7

Ludlow 422.9 ± 2.5

Wenlock 428.2 ± 2.3

Llandovery 443.7 ± 1.5

Ordoviciano

Superior

Primeiros peixes.

460.9 ± 1.6

Médio 471.8 ± 1.6

Inferior 488.3 ± 1.7

Cambriano

Superior Primeiros anelídeos, artrópodes, moluscos trilobitas.

Gondwana emerge.

501.0 ± 2.0

Médio 513.0 ± 2.0

Inferior 542.0 ± 0.3

10

Su

pe

reo

n

Éo

n

Era Período Principais eventos

Início,

milhões

de anos atrás

Pré

-Cam

bri

an

o (

Pri

mitiv

o)

Pro

tero

zo

ico

Neo-proterozoico

Ediacarano Primeiros corais. 630 +5/-30

Criogeniano Formação do supercontinente Rodínia. 850

Toniano Terra bola de neve. 1000

Meso-proterozoico

Steniano Primeiros animais. 1200

Ectasiano Primeiras algas vermelhas. 1400

Calymmiano Primeiros Eukariotas. 1600

Paleo-proterozoico

Statheriano Expansão dos depósitos supercontinentais. 1800

Orosiriano Atmosfera sem oxigénio. 2050

Rhyaciano Glaciação Huroniana. 2300

Sideriano Fotossíntese oxigenada. 2500

Arq

ue

an

o Neoarqueano Primeira glaciação 2800

Mesoarqueano Primeiras Cianobactérias 3200

Paleoarqueano Primeiro supercontinente Vaalbara 3600

Eoarqueano Primeiros Procariontes 3800

Had

ea

no

Ímbrico Fim do bombardeio de meteoritos 3850

Nectárico Grande impacto da Lua 3920

Grupos Basin Formação de ADN 4150

Críptico. Formação da Terra e da Lua c.4570

Milhões de anos atrás

Milh

are

s d

e

Gén

ero

s

Biodiversidade durante o Fanerozóico Todos os géneros

Géneros bem sucedidos

Tendência de longo prazo

Extinções maciças

Outras extinções

11

História da Biodiversidade

na Terra

Espécies estudadas:

Insectos: 950 000

Plantas: 270 000

Aracnídeos: 75 000

Fungos: 72 000

Moluscos: 80 000

Vertebrados: 56 000

Algas: 40 000

Protozoários: 30 000

Crustáceos: 75 000

Outros invertebrados: 120 000

Espécies não estudadas:

Insectos: 8 950 000

Plantas: 380 000

Aracnídeos: 740 000

Cogumelos: 470 000

Fungos: 250 000

Vertebrados: 61 000

Algas: 400 000

Protozoários: 210 000

Crustáceos: 180 000

Outros invertebrados: 400 000

9 000 000

Espécies estudadas

Espécies não estudadas

4 500 000

Número de espécies

Número de espécies estudadas e não estudadas

Insectos

Plantas

Aracnídeos

Fungos

Moluscos

Vertebrados

Algas

Protozoários

Crustáceos

Outros invertebrados

Gru

po

de e

sp

écie

s

12

Po

pu

lati

on

Siz

e

Low High Temperature

Zone of intolerance

Zone of physiological stress

Optimum range Zone of physiological stress

Zone of intolerance

No organisms

Few organisms

Lower limit of tolerance

Abundance of organisms Few

organisms No

organisms

Upper limit of tolerance

13

Evolução Seleção disruptiva

Seleção estabilizadora

Seleção direcional

Antes

Depois

Black skimmer seizes small fish at water surface

Flamingo feeds on minute organisms in mud

Scaup and other diving ducks feed on mollusks, crustaceans, and aquatic vegetation

Brown pelican dives for fish, which it locates from the air

Avocet sweeps bill through mud and surface water in search of small crustaceans, insects, and seeds

Louisiana heron wades into

water to seize small fish

Oystercatcher feeds on clams, mussels, and other shellfish into which it pries its narrow beak

Dowitcher probes deeply into mud in search of snails, marine worms, and small crustaceans

Knot (a sandpiper) picks up worms and small crustaceans left by receding tide

Herring gull is a

tireless scavenger

Ruddy turnstone searches under shells and pebbles for small invertebrates

Piping plover feeds on insects and tiny crustaceans on sandy beaches

14

Factores que afectam a distribuição da

biodiversidade

Factores

Temperatura

Pluviosidade

Área

Biodiversidade

regional

Riqueza de outros

taxa

Latitude

Altitude

15

Po

pu

lati

on

Siz

e

Low High Temperature

Zone of intolerance

Zone of physiological stress

Optimum range Zone of physiological stress

Zone of intolerance

No organisms

Few organisms

Lower limit of tolerance

Abundance of organisms Few

organisms No

organisms

Upper limit of tolerance

Cell 3 South

Cold,

dry air

falls

Moist air rises — rain

Cell 2 South

Cool, dry

air falls

Cell 1 South

Moist

air rises,

cools, and

releases

moisture

as rain

Cell 1 North

Cool, dry

air falls

Cell 2 North

Moist air rises — rain

Cell 3 North Cold,

dry air

falls

Polar cap

Arctic tundra

60°

30°

0°

30°

60°

Polar cap

Evergreen

coniferous forest

Temperate deciduous

forest and grassland

Desert

Tropical deciduous forest

Equator Tropical

rain forest

Tropical deciduous forest

Desert

Temperate deciduous

forest and grassland

16

Dry woodlands and

shrublands (chaparral)

Temperate grassland

Temperate deciduous forest

Boreal forest (taiga), evergreen coniferous

forest (e.g., montane coniferous forest)

Arctic tundra (polar grasslands)

Tropical savanna,

thorn forest

Tropical scrub forest

Tropical deciduous forest

Tropical rain forest,

tropical evergreen forest

Desert

Ice

Mountains

(complex zonation)

Semidesert,

arid grassland

Tropic of

Capricorn

Equator

Tropic of

Cancer

17

Mountain

Ice and snow Altitude

Tundra (herbs,

lichens,

mosses)

Coniferous

Forest

Tropical

Forest

Deciduous

Forest

Tropical

Forest

Deciduous

Forest

Coniferous

Forest

Tundra (herbs,

lichens, mosses)

Polar ice

and snow

Latitude

Wind

Movement of

surface water

Diving birds

Nutrients

Upwelling

Fish

Zooplankton

Phytoplankton

18

Producer

to primary

consumer

Primary

to secondary

consumer

Secondary to

higher-level

consumer

All producers and

consumers to

decomposers

Fungi

Bacteria

Golden eagle

Prairie

dog

Blue stem

grass

Blue stem

grass

Coyote Coyote

Grasshopper Grasshopper

Grasshopper

sparrow

Grasshopper

sparrow

Pronghorn antelope Pronghorn antelope

Prairie

coneflower

Prairie

coneflower

A distribuição da biodiversidade

19

Riqueza específica por país corrigida pela área

(plantas vasculares e vertebrados terrestres)

Riqueza de famílias de vertebrados

20

Riqueza de famílias de plantas

21

22

Diversidade de famílias de peixes de água doce

23

Transgénicos

24

Crop

Crossbreeding

Desired trait (color)

Apple Pear

Offspring

Crossbreeding

Best results

New offspring

Desired result

Phase 1

Make Modified Gene

Identify and extract

gene with desired trait

Identify and remove

portion of DNA

with desired trait

Remove plasmid

from DNA of E. coli

Insert extracted DNA

(step 2) into plasmid

(step3)

Insert modified

plasmid into E. coli

Grow in tissue

culture to

make copies

cell

gene

DNA

plasmid

E. coli DNA

Genetically modified plasmid

plasmid

25

Phase 2

Make Transgenic Cell

Transfer plasmid copies to a carrier

agrobacterium

Agrobacterium inserts foreign DNA into plant cell to yield transgenic cell

Transfer plasmid to surface microscopic metal particle

Use gene gun to inject DNA into plant cell

A. tumefaciens

(agrobacterium)

Plant cell

Nucleus

Host DNA

Foreign DNA

Phase 3

Grow Genetically Engineered Plant

Transgenic cell

from Phase 2

Cell division of

transgenic cells

Culture cells

to form plantlets

Transgenic plants

with new traits

Transfer to soil