Teoria da Biogeografia de Ilhas(MacArthur e Wilson, 1963;1967)

- Compreensão dos processos que auxilíam o entendimento da distribuição das espécies no tempo e

no espaço (objeto da biogeografia)

- Compreensão dos mecanismo de manutenção de espécies em ambientes pequenos e isolados (objeto da

conservação de paisagens fragmentadas)

1. Importância da Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular - TEBI

Teoria da Evolução

(Charles Darwin, 1859)

Teoria de Tectônica de Placas

(Wegener, 1915)

Teoria dos Redutos e Refúgios Florestais na América do Sul(Haffer, 1969/1974; Ab’Sáber e Vanzolini, 1970)

Edward O. WilsonRobert H. MacArthur

Teoria do Equilíbrio da Biogeografia Insular

(MacArthur & Wilson, 1963;1967)

Ilhas – 3 classificações: Oceânicas, Continentais e “Ambientais”

A) Ilhas Oceânicas: surgem nos oceanos como resultado da atividade

vulcânica ou do crescimento de formações coralígenas.

Ex: Fernando de Noronha.

Surgem sem formas de vida e precisam ser colonizadas.

B) lhas Continentais

Porções que se destacaram do continente em épocas mais ou menos

remotas.

Ex: Ilha Anchieta.

Já estiveram em contato com o continente e suas formas de vida.

c) “Ilhas Ambientais”

Qualquer área natural isolada por uma ambiente diferente.

Ex: topos de montanhas, lagos, fragmentos de mata cercados por

atividade agropecuária como o P.E Morro do Diabo.

As ilhas são importantes objetos de estudo.

Representam em menor escala os fenômenos biológicos que

ocorrem no continente.

Ilhas, topos de montanhas, fontes, lagos e cavernas

são ideais para experimentos naturais.

- são bem definidas

- possuem menos ambientes que os continentes

- isoladas

- numerosas

2. Ilhas, Por Que Estudá-las?

Ilhas e arquipélagos são, em muitos aspectos, microcosmos do

resto do mundo.

São sistemas ecológicos e muitos sistemas ecológicos possuem

atributos de ilhas

(Losos e Ricklefs, 2010)

2. Ilhas, Por Que Estudá-las?

- Desde o tempo de Darwin, ilhas são laboratórios para o estudo da

evolução.

(história da colonização, teste de hipóteses entre

competição e adaptação, imigração e extinção)

- Representam experimentos naturais sobre os efeitos do

isolamento geográfico na especiação e extinção.

3. A Teoria Do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas – TEBI - (MacArthur e Wilson, 1963;1967)

3.1 Cenário Histórico3.2 Antecedentes da TEBI

3.3 A Teoria3.4 Biogeografia Experimental

3.5 Pontos Fracos e Fortes

3.2 Antecedentes da TEBI

“Ilhas são laboratórios lógicos da biogeografia e evolução eu disse.Existem milhares delas, por exemplo, as dez mil ilhas da Baía da Flórida.Existem diversos arranjos faunas e floras isoladas vivendo nelas. Cadauma é um experimento esperando por analise da ecologia e evolução”(Wilson, 2010)

Padrões Insulares

A inovação de MacArthur e Wilson foi reconhecer os temascomuns

3.3 A Teoria (TEBI)

1- a tendência do aumento do número de espécies com o

aumento da área das ilhas,

(Relação Espécie X Área).

2- a tendência da diminuição de espécies com o isolamento.

(Relação Espécie X Distância)

Relação espécies/área para as angiospermas da Inglaterra,

(Williams & Began).

Relação Espécie-Área

-O número de espécies tende a aumentar com o aumento da área.

Está relacionada diretamente às taxas de extinção de

espécies, pela competição dos espaços de vida.

Relações Espécie-Isolamento

- Desde 1800 conhecia-se o fato de que o número de espécies

tende a diminuir conforme o isolamento de um local.

Está relacionado diretamente ao potencial de dispersão

das espécies e, conseqüentemente, às taxas de imigração.

Retorno das espécies (turnover) – Renovação

- É a taxa de renovação (troca), dada pela constante chegada de

espécies.

Baseados no fenômeno de Krakatoa, MacArthur e Wilson observaram

que o número de espécie de aves aumentou rapidamente poucos anos

após o extermínio total da vida nessas ilhas pelo erupção vulcânica. O

número total de espécies permaneceu relativamente constante, apesar

das mudanças na composição da avifauna. Existindo uma taxa de

renovação (turnover) constante.

3.3 A Teoria (TEBI)

Parênteses –

O Fenômeno de Krakatoa

1883 - Erupção e extinção

total

1884 - 1 aranha

1887 – 24 espécies de

plantas

1933 – 271 espécies de

plantas

30 aves marinhas (o mesmo)

30% das plantas já eram

diferentes da comp. inicial

Krakatau - ilha de Rakata

(Indonésia)

Dispersão de Espécies:

O organismos se dispersam pelas mais variadas formas e

estratégias, ativamente ou passivamente. Organismos dispersores

possuem adaptações que os permitem alcançar ilhas distantes.

Hipóteses para dispersão a longa distância:

- Pontes (‘landbridge”) entre o continente.

- Grandes ilhas de vegetação flutuantes com árvores e até

pequenos mamíferos já foram avistadas a várias milhas dos

continentes

3.3 A Teoria (TEBI)

Retomando,

O Modelo de Processo de Colonização de Ilhas

Área Fonte

O que ocorre com uma ilha oceânica recém formada?

1º momento

1º Momento:

Alta taxa de imigração

Imigração

número de espécies

Taxa

Extinção

número de espécies

Taxa

Ilha sendo colonizada

1º momento:

Baixa velocidade de extinção

Área Fonte

2º momento

Ilha colonizada

Extinção

número de espécies

taxa

A velocidade de colonização

cai drasticamente.

Enquanto a velocidade de

extinção sobe na mesma

proporção.

Ponto de Equilíbrio

“O número de espécies chegará ao equilíbrio (S) quando a extinção

for balanceada pela imigração” (Wilson e MacArthur, 1963/1967)

No equilíbrio, o número de espécies deve ser constante;

O número de espécies de uma ilha continua o mesmo ao longo

do tempo, embora a composição específica possa variar;

Um certo número de espécies está continuamente sendo extinta

nas ilhas.

Ponto de Equilíbrio (tendências)

Área Fonte

Diferentes Áreas. (Taxa de extinção)

Quanto maior a área,

maior o número de

espécies

Quanto menor for a área,

maior será a chance

de extinção

Diferentes Distâncias – (Taxa de imigração)

Quanto maior a distância de uma ilha em relação à área fonte, menor

será o fluxo de imigração.

Portanto, quanto mais próxima da área fonte, mais espécies terá a ilha.

Área Fonte

MacArthur e Wilson (1963, 1967) com base na relação espécie-

área, a relação espécie-isolamento e a renovação (turnover) de

espécies, propuseram que:

3.3 A Teoria (TEBI)

O número de espécies que habitam uma ilha

representa um equilíbrio dinâmico entre as taxas

opostas de imigração e de extinção.

3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental

“A melhor abordagem para a biogeografia de ilhas experimental,pensei, seria começar com muitas ilhas pequenas, ecologicamentesimilares, mas variando em área e distância, depois torná-las miniaturasde Krakatoas, ou seja, achar um jeito de eliminar a fauna e depoisseguir o processo de recolonização” (Wilson , 2010)

3.4 Biogeografia de Ilhas Experimental

“Em dois anos o numero de espécies em todas as ilhas havia retornado para osníveis pré-exterminação. A ilha mais distante (E1) que tinha um baixo número deespécies, como esperado retornou ao mesmo nível. Assim a existência de umequilíbrio de espécies foi demonstrada” (Wilson, 2010)

No entanto, em um nívelincrível, a composição deespécies diferia entre asilhas e na mesma ilhaantes e depois e dadefaunação (Simberloff eWilson, 1971).

Pontos Fracos

- Muitas ilhas podem não estar em equilíbrio independentemente das

taxas de colonização e extinção, por causa de fatores como: origem da

ilha e processos de ocupação humana.

- A teoria ignora as diferenças existente entre as espécies e suas

estratégias ecológicas.

- Podem existir diversas fontes, incluindo a dispersão sobre as águas,

de outras ilhas, conexões pretéritas e especiação endêmica na ilha, o que

tornaria o modelo mais complexo.

- As áreas das ilhas são relativas: ilhas montanhosas podem ser muito

diferentes em número de habitat em relação a ilhas planas.

3.5 Pontos Fracos e Fortes

Pontos Fracos

- Pouco conhecimento sobre as formas precisas das curvas de

extinção e de imigração, dificultando as previsões numéricas.

- Simples distinção entre imigração e extinção.

- Um equilíbrio perfeito entre imigração e extinção pode nunca ser

alcançado, mas esta suposição nos capacitou a fazer previsões

novas e válidas, o conceito de equilíbrio é útil.

Pontos Fortes:

- Auxiliou no estímulo de novas ideias, juntando a biogeografia

tradicional à ecológica

- O modelo é simples e acessível a pessoas sem profundos

conhecimentos matemáticos

- As previsões do modelo são claras e testáveis

- O modelo prevê tendências qualitativas (acréscimo e

decréscimo) no número de espécies e nas taxas de retorno em

diferentes ilhas, que podem ser testadas com simples listas de

espécies de tempos diferentes.

A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970)

1 – As populações tem uma estrutura espacial, no senso de queamplas paisagens consistem de populações locais mais ou menosdistintas.2 – Essas populações locais podem ter mais ou menos fatosdemográficos independentes, que possuem conseqüências para adinâmica da população regional como um todo.

A Teoria de Metapopulações (Richard Levins 1969;1970)

O estudo de ilhas pode trazer um melhor entendimento sobre a

relação área e biodiversidade

juntamente com estudos sobre área mínima e efeito de borda

pode dar valiosa contribuição para a conservação de ecossistemas

artificialmente fragmentados, como parques e reservas

continentais.

4 Aplicações no Planejamento Ambiental

4 Aplicações no Planejamento Ambiental

Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos

Florestais (PDBFF)

Efeito de Borda – resultado da separação de duas áreas de um

ecossistema por uma transição abrupta.

Efeitos físicos – mudança nos ventos, penetração de luz,

temperatura e umidade.

Efeitos biológicos – proliferação de vegetação secundária,

invasão de vegetação e animais generalistas e alteração dos

processos ecológicos (Laurance, 1997).

Forma – A forma é importante por indicar qual fração está sujeita ao

efeito de borda.

Em fragmentos arredondados a razão borda/interior é baixa, ao

contrário de fragmentos alongados (Vianna, 1990).

Conectividade – Caracteriza a capacidade de uma paisagem de

facilitar ou impedir movimentos entre manchas florestais,

favorecendo a troca de organismos e genes entre as populações

(Taylor et al, 1993)

O entendimento dessas relações são fundamentais como subsídios

pra o estudos sobre o desenho da conservação.

4 Aplicações no Planejamento Ambiental

Unidades de conservação têm sido criadas, mas com pouco

conhecimento sobre as relações entre a área e a diversidade

de espécies, bem como a área mínima para a sua

conservação.

(Angelo Furlan, 1992, 1996)

Aplicações no planejamento ambiental

“Estou muito contente que essa pesquisa (Teoria daBiogeografia de Ilhas) não tenha se tornado totalmenteobsoleta. O que nós descobrimos e dissemos em 1960apresenta-se, geralmente, como verdade. E isso é o melhorque qualquer cientista pode esperar.” (Wilson, 2010)

Bibliografia

BROWN J. H. & LOMOLINO M. V., Biogeografia, 2006

CARBONARI, M. P., Ecossistema Insular: importância de seu

estudo, in: Caderno de Ciências da Terra, 1981.

FURLAN S. A., As Ilhas do Litoral Paulista: turismo e áreas

protegidas, in: Ilhas e Sociedades Insulares, org. Antônio Carlos

Diegues, 1997.

ZUNINO M. & ZULINI A., Biogeografía: la dimensión espacial de la

evolución, 2003.

LOSOS J. B & RICKLEFS R. E., The Theory of Island Biogeografy

Revisited