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====== Biogeografia de ilhas ====== | ====== Biogeografia de ilhas ====== | ||
- | Em 1967 Robert MacArthur e Edward Wilson publicaram um dos livros mais importantes da ecologia, "Teoria da biogeografia de ilhas". Nele, propuseram a ideia revolucionária de que a quantidade de espécies em um local resulta apenas do balanço entre migrações e extinções. | + | Em 1967 Robert MacArthur e Edward Wilson publicaram um dos livros mais importantes da ecologia, [[https://en.wikipedia.org/wiki/The_Theory_of_Island_Biogeography| The Theory of Island Biogeography]]. Nele, propuseram a ideia revolucionária de que a quantidade de espécies em um local resulta apenas do balanço entre migrações e extinções. |
O roteiro a seguir vai ajudá-lo(a) a entender a dedução do modelo básico que sustenta esta teoria, assim: | O roteiro a seguir vai ajudá-lo(a) a entender a dedução do modelo básico que sustenta esta teoria, assim: | ||
- | - A seção //"Relação espécies-área"// mostra a relação empírica entre riqueza de espécies e áreas de ilhas ou manchas de hábitat. Uma das motivações da Teoria de Biogeografia de Ilhas foi explicar esta relação como o resultado do balanço entre entrada de novas espécies (Imigração) e sua saída (extinções) em uma ilha. | + | - A seção //"Relação espécies-área"// mostra a relação empírica entre riqueza de espécies e áreas de ilhas ou manchas de hábitat. Uma das motivações da Teoria de Biogeografia de Ilhas foi explicar esta relação como o resultado do balanço entre entrada de novas espécies por colonização e a perda por extinções em uma ilha. |
- | - A seção //"Um modelo colonização-extinção"// simula um sistema simples em que entradas e saídas se equilibram. | + | - A seção //"Um modelo colonização-extinção"// simula um sistema simples em que a chegada e perda de espécies se equilibram. |
- Finalmente, a seção //O equilíbrio de MacArthur & Wilson// mostra como o modelo básico da Teoria de Biogeografia de Ilhas é construído a partir da ideia geral de um equilíbrio entre taxas de entrada e de saídas. Mostramos, também como este modelo pode ser usado para avaliar os efeitos dos tamanho das ilhas e de sua distância ao continente. | - Finalmente, a seção //O equilíbrio de MacArthur & Wilson// mostra como o modelo básico da Teoria de Biogeografia de Ilhas é construído a partir da ideia geral de um equilíbrio entre taxas de entrada e de saídas. Mostramos, também como este modelo pode ser usado para avaliar os efeitos dos tamanho das ilhas e de sua distância ao continente. | ||
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+ | <WRAP center round box 60%> | ||
"A relação espécies-área é uma das poucas **leis** genuínas em ecologia" (Gotelli, 2007). | "A relação espécies-área é uma das poucas **leis** genuínas em ecologia" (Gotelli, 2007). | ||
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+ | </WRAP> | ||
==== Relação empírica ==== | ==== Relação empírica ==== | ||
- | O aumento de espécies com a área em que elas ocorrem (ilhas, lagos, etc) é dos primeiros padrões empíricos identificados por ecólogos e biogeográfos. | + | O aumento do número de espécies com o aumento da área de habitat em que elas ocorrem (ilhas, lagos, etc) é um dos primeiros padrões empíricos identificados por ecólogos e biogeógrafos. |
- | Vamos analisar a forma de uma relação espécie-área típica: espécies de plantas vasculares endêmicas em regiões da California foram coletados por Johnson e colaboradores e publicados em um trabalho em 1968 (ver referências no fim da página). Estão disponíveis neste [[http://math.hws.edu/~mitchell/SpeciesArea/index.html|site]]. | + | Vamos analisar a forma de uma relação espécie-área típica: espécies de plantas vasculares endêmicas em regiões da California que foram coletados por Johnson e colaboradores e publicados em um trabalho em 1968 e estão disponíveis neste [[http://math.hws.edu/~mitchell/SpeciesArea/index.html|site]]. |
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- | Uma simulação como essa dá uma idéia de quantos pacotinhos teremos que comprar para completar o álbum. Mais um serviço de utilidade pública! Note que a velocidade com que o álbum vai sendo preenchido vai ficando cada vez menor. A gente já sabia disso: quanto mais figurinhas temos, mais repetidas saem. | + | Uma simulação como essa dá uma idéia de quantos pacotinhos teremos que comprar para completar o álbum. Mais um serviço de utilidade pública! Note que a velocidaassembly de com que o álbum vai sendo preenchido vai ficando cada vez menor. A gente já sabia disso: quanto mais figurinhas temos, mais repetidas saem. |
Mas completar esse álbum foi muito fácil! E se fôssem mais figurinhas? E se eu comprasse mais pacotes por vez? E se houvesse algumas figurinhas mais raras? Para responder a estas e muitas outras perguntas criamos uma função em R que vai gerar um gráfico interativo nessa página: | Mas completar esse álbum foi muito fácil! E se fôssem mais figurinhas? E se eu comprasse mais pacotes por vez? E se houvesse algumas figurinhas mais raras? Para responder a estas e muitas outras perguntas criamos uma função em R que vai gerar um gráfico interativo nessa página: | ||
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</html> | </html> | ||
- | O gráfico inicial simula que no continente há 100 espécies que podem colonizar a ilha (ou figurinhas para preencher o album), chegam 5 propágulos por evento de colonização, e que vão ocorrer 100 anos eventos de colonização. Experimente outras combinações de valores e faça a interpretação biológica. | + | O gráfico inicial simula que no continente há 100 espécies que podem colonizar a ilha (ou figurinhas para preencher o álbum), chegam 5 propágulos por evento de colonização, e que vão ocorrer 100 anos eventos de colonização. Experimente outras combinações de valores e faça a interpretação biológica. |
Experimente também criar figurinhas mais fáceis de sair. Mudando a opção ''Prop spp abundantes'' para 0,1 e a opção ''Abund relativa spp abundantes'' para 100 haverá 10% de espécies com abundâncias 100 vezes maiores do que as demais, no continente. Qual a consequência? | Experimente também criar figurinhas mais fáceis de sair. Mudando a opção ''Prop spp abundantes'' para 0,1 e a opção ''Abund relativa spp abundantes'' para 100 haverá 10% de espécies com abundâncias 100 vezes maiores do que as demais, no continente. Qual a consequência? | ||
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Nosso segundo exemplo será o de duas ilhas de mesmo tamanho, mas que estão a distâncias diferentes da costa,como no fundo da figura ao lado (**B**). Neste caso como têm praticamente a mesma área, as duas ilhas tem taxas de extinção semelhantes. Agora o problema passa a ser a chegada de novos propágulos: é razoável supor que quanto mais distante uma ilha fôr do continente, menor a taxa de imigração. | Nosso segundo exemplo será o de duas ilhas de mesmo tamanho, mas que estão a distâncias diferentes da costa,como no fundo da figura ao lado (**B**). Neste caso como têm praticamente a mesma área, as duas ilhas tem taxas de extinção semelhantes. Agora o problema passa a ser a chegada de novos propágulos: é razoável supor que quanto mais distante uma ilha fôr do continente, menor a taxa de imigração. | ||
- | ====== Parametros ====== | + | ====== Parâmetros ====== |
Esta função traça as retas de extinção e colonização para cada ilha, dadas as áreas e distâncias das ilhas. Para isso, a função calcula primeiro as taxas de extinção e colonização máximas de cada ilha, como funções lineares de suas áreas e distâncias ao continente, respectivamente. Os argumentos da função: | Esta função traça as retas de extinção e colonização para cada ilha, dadas as áreas e distâncias das ilhas. Para isso, a função calcula primeiro as taxas de extinção e colonização máximas de cada ilha, como funções lineares de suas áreas e distâncias ao continente, respectivamente. Os argumentos da função: | ||
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Varie áreas, distâncias e ambas fornecendo valores diferentes para estes argumentos. Não se preocupe com os demais argumentos, eles estão compatíveis com as escalas de distância e área. Explique a diferença entre os gráficos em termos biológicos. Note que nem sempre as ilhas com mais espécies são as que possuem maior taxa de substituição de espécies. | Varie áreas, distâncias e ambas fornecendo valores diferentes para estes argumentos. Não se preocupe com os demais argumentos, eles estão compatíveis com as escalas de distância e área. Explique a diferença entre os gráficos em termos biológicos. Note que nem sempre as ilhas com mais espécies são as que possuem maior taxa de substituição de espécies. | ||
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+ | <WRAP center round tip 60%> | ||
+ | Esta simulação permite incluir efeito da área da ilha sobre a taxa máxima de colonização. Chamamos isso de **efeito alvo**. | ||
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+ | Também permite incluir efeito da distância da ilha ao continente sobre a taxa de extinção. Chamamos isso de **efeito resgate**. | ||
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+ | Caso você não queira incluir estes efeitos, basta indicar valor zero para os parâmetros ''Colonization/Area coefficient'' e ''Extinction/Distance coefficient''. | ||
+ | </WRAP> | ||
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{{ :ecovirt:roteiro:spxareaxdist.jpeg?200|Gráfico 3D da relação espécies-área-distância}} | {{ :ecovirt:roteiro:spxareaxdist.jpeg?200|Gráfico 3D da relação espécies-área-distância}} | ||
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* **Gotelli, N. 2007. Ecologia.** Londrina, Ed. Planta. Capítulo 7. | * **Gotelli, N. 2007. Ecologia.** Londrina, Ed. Planta. Capítulo 7. | ||
+ | * **Johnson, M. P. et al. 1968. ** Ecological parameters and plant species diversity. The American Naturalist 102(926). | ||
* **Stevens, M. H. 2009. A primer of ecology with R.** New York. Springer. Capítulo 10. | * **Stevens, M. H. 2009. A primer of ecology with R.** New York. Springer. Capítulo 10. | ||
* **MacArthur,RH. & Wilson, EO. 1967. The Theory of Island Biogeography**. Princeton University Press. | * **MacArthur,RH. & Wilson, EO. 1967. The Theory of Island Biogeography**. Princeton University Press. | ||
* [[http://eo-wilson.weebly.com/island-biogeography.html|História da ideia e seu primeiro teste]]. | * [[http://eo-wilson.weebly.com/island-biogeography.html|História da ideia e seu primeiro teste]]. | ||