Módulo V
Módulo V: Perda de habitat e limiares de extinção
Paulo R. Guimarães Jr
Marcus A. M. de Aguiar
Instituto de Física “Gleb Wataghin”
UNICAMP
F016: Física aplicada à Ecologia
Módulo V
Conteúdo
1. Perda de habitat e fragmentação
2. Limiares de extinção:
• em modelos metapopulacionais
• em modelos de metacomunidade
3. Resumo
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Módulo V
Ao final desta aula, você deve ser capaz de:
1. Como modelos simples podem ser usados para predizer a
perda de espécies
2. questionar a importância dos detalhes para as previsões
ecológicas
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Conteúdo
1. Perda de habitat e fragmentação
2. Limiares de extinção:
• em modelos metapopulacionais
• em modelos de metacomunidade
3. Resumo
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Perda de habitat e fragmentação
1. Redução da área total e da produtividade nas áreas
nativas
2. Aumento do isolamento entre fragmentos florestais
(e populações)
3. Mudanças físicas nos fragmentos restantes
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Módulo I
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Módulo I
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Rota para o colapso biótico
1. Exclusão de algumas espécies
2. Efeitos negativos do isolamento
3. Perda de processos ecológicos
• “Ecological meltdown” e perda dos
predadores de topo
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Alteração de habitat causada pelo
homem
1. Taxas de extinção aumentaram 1000 vezes nos
últimos 300 anos
2. Comparável a uma extinção em massa
3. 1 espécie é extinta a cada 15 minutos
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A questão
1. O quanto de habitat é possível destruir antes da
extinção de uma espécie?
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Fontes de dados
1. Observações de campo
2. Experimentos
3. Modelagem
• Efeitos de longo prazo
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Conteúdo
1. Perda de habitat e fragmentação
2. Limiares de extinção:
• em modelos metapopulacionais
• em modelos de metacomunidade
3. Resumo
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Modelo de meta-populações (Levins)
1.
2.
3.
4.
Infinitos sítios
Estados: colonizado ou não
Variáveis: taxa de colonização e extinção
Probabilidades de extinção e colonização constantes
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dx
 cx1  x   ex
dt
e
x*  1 
c
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dx
 cx1  D  x   ex
dt
x*  1  D  e c
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dx
 cx1  D  x   ex
dt
x*  1  D  e c
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Módulo V
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Módulo V
Resultados inesperados
1. A espécie é extinta mesmo com habitat ainda
disponível
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Dc  1  e c
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x*  1  D  e c
D0
x*  1  e c
Dc  1  e c
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x*  1  D  e c
D0
x*  1  e c
Dc  1  e c
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x*  1  D  e c
D0
x*  1  e c
Dc  1  e c
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Resultados inesperados
1. A espécie é extinta mesmo com habitat ainda
disponível
2. O limiar da extinção é igual a fração de habitat
ocupada antes da destruição ocorrer
• Não é necessário saber a taxa de colonização
e extinção
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Regra de Levins
1. Uma espécie será extinta quando a fração de sítios
destruídos for igual a fração de sítios ocupados
antes da destruição de habitat começar.
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Modelo simplista. A
Natureza não é
simples assim!
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Ingredientes do modelo
1. Apenas fêmeas
2. h = 1- D = territórios disponíveis
3. lx = probabilidade de sobreviver até a idade
reprodutiva
4. bx = taxa de produção de filhotes fêmeas por
tempo
5. Os juvenis podem
• Herdar um território (e)
• Achar um novo (tentar m vezes)
• Morrer
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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

F016: Física aplicada à Ecologia
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
lx  l 'x 1  1  eD  ph
m

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1  1  eD  p * h R'  1
m
0
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1  1  eD  p * h R'  1
m
0
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1  1  eD  p * h R'  1
m
0

R'0   l 'x bx dx
a
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 1  1 R '0 
k 

 1 e 
1/ m
 D  p*h
h  1  k  p*  1  1  k  k
h  1  k  p*  0
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 1  1 R '0 
k 

 1 e 
1/ m
1
 D  p*h
h  1  k  p*  1  1  k  k
h  1  k  p*  0
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 1  1 R '0 
k 

 1 e 
1/ m
 D  p*h
h  1  k  p*  1  1  k  k
h  1  k  p*  0
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hc  1  k
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Resultados similares ao do modelo de
Levins
1. A espécie é extinta mesmo com habitat ainda
disponível
2. O limiar da extinção é igual a fração de habitat
ocupada antes da destruição ocorrer
• Não é necessário saber a taxa de colonização
e extinção
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Modelo simplista. A
Natureza não é
simples assim!
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Modelo simplista. A
Natureza não é
simples assim!
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Quando a coruja será extinta?
1. H = 0.38
2. P = 0.44±0.04
3. K = 0.79 ±0.02
4. A população será extinta quando a destruição de
habitat totalizar 79% da área original
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Conteúdo
1. Perda de habitat e fragmentação
2. Limiares de extinção:
• em modelos metapopulacionais
• em modelos de metacomunidade
3. Resumo
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dx
 c a xy  ea y  cb xz  eb z
dt
dy
 c a xy  ea y  c a zy
dt
dz
 cb zy  eb z  c a zy
dt
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dx
 c a xy  ea y  cb xz  eb z
dt
dy
 c a xy  ea y  c a zy
dt
dz
 cb zy  eb z  c a zy
dt
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dx
 c a xy  ea y  cb xz  eb z
dt
dy
 c a xy  ea y  c a zy
dt
dz
 cb zy  eb z  c a zy
dt
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1
x*  hca  ea  eb 
cb
ea
y*  h 
ca
ea c a  cb  eb hca
z* 
 
c a cb
cb
cb
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cb ca
z0 
eb ea
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Melhor competidora
Fugitiva
Sítios vazios
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Melhor competidora
Fugitiva
Sítios vazios
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Melhor competidora
Fugitiva
Sítios vazios
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Melhor competidora
Fugitiva
Sítios vazios
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Resultados inesperados
1. A espécie melhor competidora é extinta primeiro
2. Condição original:
• O melhor competidor dominava os sítios que
colonizava
3. Condição após a destruição de habitat
• O pior competidor domina os sítios restantes
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Modelo de Tilman para n espécies
1. Qualitativamente similar
• O melhor competidor é o primeiro a se
extingüir
• A regra de Levins continua valendo para a
extinção do melhor competidor
2. Destruição de habitat ameaça mais espécies em
ambientes com algum grau de destruição (quadro)
3. Sistema super-transiente
• Fantasmas ecológicos
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Conteúdo
1. Perda de habitat e fragmentação
2. Limiares de extinção:
• em modelos metapopulacionais
• em modelos de metacomunidade
3. Resumo
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Módulo V
dx
 cx1  D  x   ex
dt
x*  1  D  e c
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Dc  1  e c
F016: Física aplicada à Ecologia
Módulo V
dx
 c a xy  ea y  cb xz  eb z
dt
dy
 c a xy  ea y  c a zy
dt
dz
 cb zy  eb z  c a zy
dt
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Módulo V
Melhor competidora
Fugitiva
Sítios vazios
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