ECOLOGIA GEOGRÁFICA

1. ECOLOGIA GEOGRÁFICA Prof. Dr. José Alexandre FelizolaDinizFilho Dr. Fabricio Villalobos Departamento de Ecologia, ICB, Universidade Federal de Goiás, BRASIL (diniz@icb.ufg.br e villalobos@gmail.com)

2. PROGRAMA BÁSICO 28/08 – Introdução geral – ecologia geográfica, biogeográfica e macroecologia (JAD); 04/09 – Distribuição geográfica (JAD); 11/09 – Modelos de nicho e distribuição geográfica (JAD); 18/09 – Dados primários de biodiversidade e variação ambiental/climática (FVL); 25/09 – Modelagem de nicho ecológico/distribuição usando o Maxent (FVL); 02/10 – Gradientes de diversidade 1. Introdução e modelos ecológicos(JAD); 09/10 – Mapas de distribuição e riqueza de espécies em retículos (grids) (FVL); 16/10 – Gradientes de diversidade 2. Fatores históricos e modelos nulos(JAD); 23/10 – Campos biogeográficos (diversity/dispersal fields) (FVL) 06/11 – Regras ecogeográficas: Bergmann & Rapoport (JAD) 13/11 – Analise de padrões ecogeograficos no SAM (FVL) 20/11 - Estatistica Espacial 1. Aspectos teóricos e conceituais (JAD) 04/12 – Estatistica Espacial 2. Pacote SAM (JAD) 11/12 – Genética Geográfica (JAD/JSL) 18/12 – Avaliação Final (JAD) Material disponivel em www.ecoevol.ufg.br/diniz , na pasta Eco_Geo

3. 1. INTRODUÇÃO 1. Historico e definições em ecologia geográfica, macroecologia e biogeografia; 2. Padrões e processos; 3. Escalas e hierarquias; 4. A questão da historia; 5. O conhecimento da diversidade; 6. Arcabouço (framework) básico

4. 1.1 Histórico e definições em ecologia geográfica, macroecologia e biogeografia Ecologia é o estudo dos padrões de abundância e distribuição dos organismos e seus determinantes ecológicos e ambientais Entendemos Ecologia geográfica como o estudo dos padrões de abundância e distribuição dos organismos e seus determinantes ecológicos e ambientais em um contexto espacial explícito

5. Entendemos Ecologia geográfica como o estudo dos padrões de abundância e distribuição dos organismos e seus determinantes ecológicos e ambientais em um contexto espacial explícito

6. Local (node level) (e.g., riqueza ouo div. ‘alpha’) Relação entre locais (link level) (e.g., diversidade ‘beta’) Vizinhança (neighborhood level) Limites (boundary level)

7. Robert Helmer MacArthur (1930-1972)

8. MacArthur & Wilson 1963, 1967 Robert Helmer MacArthur (1930-1972) MacArthur, R. H. & Wilson, E. O. 1967. The theory of island biogeography. Monographs in population biology. Princeton University Press, Princeton, NJ. E. O. Wilson

9. Areografia Rapoport, E.H. (1975). Areografía. Estrategias Geográficas de las Especies. Fondo de Cultura Económica, México, 214 pp. Versión Inglesa: "Areography. Geographical Strategies of Species". Trad. B. Drausal, Pergamon Press, Oxford, 269 pp. (1982). Versión corregida y aumentada. Eduardo H. Rapoport (Universidade de Bariloche, Argentina)

10. B. A. Maurer J. H. Brown

11. Entende-se macroecologia como: “It is a non-experimental, statistical investigation of the relationship between the dynamics and interactions of species populations that have been studied on small scales by ecologists and processes of speciation, extinction and expansion and contraction of ranges that have been investigated on much larger scales by biogeographers, paleontologists and macroevolutionists” (Brown, 1995).

13. Relação entre Macroecologia e Biogeografia

14. Robert Ricklefs

16. Macroecologia

17. Ecologia geográfica e macroecologia J. H. Brown

18. 1-D (“latitude”) 2-D (mapa)

19. 1. 2. PADRÕES & PROCESSOS Padrão – ordem, arranjo, regularidade G. E. Hutchinson (1903-1991)

20. Padrão – ordem, arranjo, regularidade G. E. Hutchinson (1903-1991)

22. Gradientes de diversidade Relação espécie(riqueza)-área Von Humboldt Foster

23. Processos (mecanismos) Nicho (adaptativo) – fatores ambientais determinam os padrões Neutro (estocástico)

24. Respostas a ambiente em geral têm como base processos adaptativos (em um sentido latu ou em um sentido Darwiniano estrito)

25. Origem de padrões por meio de processos estocásticos: Teoria neutra da biodiversidade e biogeografia de Hubbell (2001) e Bell (2001)

26. “ Zero-sum” principle

27. Neutralismo em Evolução Até 1960  Selecionistas “Seleção natural seria o principal processo que “escolheria” os alelos que seriam substituídos ou incorporados”; Motoo Kimura  dados sobre seqüências de aminoácidos - “A maioria da variação genética em nível molecular era seletivamente neutra e não tinha qualquer valor adaptativo “ • Deriva genética + Mutação +Ne

28. Seletivamente neutros Deriva genética Mutação Fixação de um alelo Tamanho efetivo “Dispersal assembly” Deriva ecológica Especiação Extinção Tamanho da população Neutralismo em Ecologia & EvoluçãoRELACOES TEORICAS E ESTRUTURAIS

29. Metacomunidades e dinâmica neutra

30. Um ponto importante: neutro e nulo são diferentes (neutro gera padrão!)

31. N&C impact factor is now 1.47!!!! ‘Fundamental Biodiversity Units ‘ Join us...www.abeco.org.br

32. 1. 3. Escalas & Hierarquias • Escalas -> local, regional, continental (?); • Hierarquia ->populações, comunidades, assembléias (?) Continuum...

35. 1. 4. A QUESTÃO DA HISTORIA John Wiens Michael Donoghue

36. Ecologia versus Historia (1980’s)? David Currie Robert Ricklefs Ecologia + “Historia” (2000’s)? Michael Donoghue John Wiens

38. “Phylogenetic deconstruction” (sensu Marquet et al. 2004) of spatial patterns of richness in New World birds (Hawkins et al. 2006, J.Biogeogr. 33: 770-780) Derived groups r2 = 0.712 Niche conservatism Basal groups r2 = 0.986

39. Correspondência entre padrões espaciais e temporais (evolutivos)

40. 1. 5. O conhecimento sobre a diversidade

41. Quais são essas restrições e ou dificuldades? (Brown & Lomolino, 2004; Lomolino, 2004) Muitas espécies ainda não foram descritas pela ciência Linnaeus (1707-1778) Desconhecimento sobre a distribuição de muitas espécies Wallace (1823-1913)

42. Variáveis macroecológicas correlacionadas com as datas de descrição de Anfíbios anuros no Cerrado Nesse trabalho, demonstramos que os padrões geográficos das datas de descrição de espécies de anfíbios anuros no Cerrado estão positivamente correlacionados com a população humana e com o nível de conhecimento (número de inventários). (r = 0.512; P = 0.043; v* = 14) Assim, novas descrições são dependentes da ocupação humana (e.g. criação de centros de pesquisa)

43. Outros padrões de descrição de espécies de anuros Espécies que foram descritas recentemente apresentam, em geral, menor massa corporea...

44. Espécies que foram descritas recentemente apresentam, em geral, menor distribuição geográfica...

45. E, considerando a taxa de descrição, podemos esperar que todas as espécies de anfíbios no Cerrado serão descritas por volta de 2050. Pelo modelo logístico (r2 = 0,92), esse número é de 160 espécies (faltam 29!!!!)

46. Um modelo para explicar a relacao entre ocupacao humana e media das datas de descricao em uma escala macroecologica

47. 29 descrições de novas espécies de anfíbios, para uma área de 2,5 milhões km2 (pouquíssimo estudada), parece razoável: No mundo... Köhler et al. (2005)

48. Desafiando as restrições de Linnaeus e Wallace: gradientes de conhecimento e planejamento da conservação no Cerrado

49. K KT KA

50. 1. 6. Bases para o arcabouço conceitual Espécies “Partículas” ecológicas Locais, regiões ou assembléias