Diversidade Funcional de Invertebrados: As políticas internacionais para conservação e a m...

Diversidade Funcional de Invertebrados: As políticas internacionais para conservação e a m...: Artigos importantíssimos para todas as áreas relacionadas a conservação da biodiversidade.  Todos nós pesquisadores, estudantes em biodive...

As políticas internacionais para conservação e a marginalização da biodiversidade

Artigos importantíssimos para todas as áreas relacionadas a conservação da biodiversidade. 

Todos nós pesquisadores, estudantes em biodiversidade devemos estar "antenados" e sempre que possível, participar de programas e projetos locais, regionais, nacionais e até internacionais (como muitos de nossos melhores pesquisadores brasileiros) relacionados a políticas ambientais. 

Seguem os links, abraço...

Rio+20, biodiversity marginalized. 

DOI: : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1755-263X.2012.00291.x/pdf 

Biodiversity, Governance, and the Allocation of International Aid for Conservation. 

DOI: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1755-263X.2012.00270.x/pdf 

Ecological restoration and enabling behavior: a new metaphorical lens? 

DOI: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1755-263X.2012.00300.x/pdf 

Para quem se interessa a revista Conservation Letters de fevereiro de 2013, versão FREE, apresenta diversos outros trabalhos sobre o assunto.

O que, como e por que estudar ecologia funcional?

Um trabalho muito importante a todos que desejam iniciar seus estudos em ecologia funcional é da prezada colega Luciana Podgaiski, que elucida de maneira simples e objetiva, o porquê e como estudar diversidade funcional de invertebrados. Além de uma leitura muito agradável é também uma importante referência para ecologia funcional de invertebrados no Brasil, assim como seus demais trabalhos. Enjoy!




PODGAISKI, L.R.; MENDONÇA Jr., M.S.; PILLAR, V.P. 2011 . O uso de atributos funcionais de invertebrados terrestres na ecologia: o que, como e por quê? Oecologia Australis, 15(4) 835-853. DOI: http://dx.doi.org/10.4257/oeco.2011.1504.05

2012 - 2013 Papers - Invertebrates Functional Ecology

Nessa postagem espero contar com todos os colegas para postarem links de trabalhos não contemplados ainda, enviem o link do DOI (Digital Object Indentifier) para que possamos estar sempre atualizando a postagem. Obrigado!

2013

Spider Trait Assembly Patterns and Resilience under
Fire-Induced Vegetation Change in South Brazilian Grasslands. DOI: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0060207

   FREE!

Detecting the structural and functional impacts of fine sediment on stream invertebrates. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.09.027

Grazing management in saltmarsh ecosystems drives invertebrate diversity, abundance and functional group structure. DOI: 10.1111/j.1752-4598.2012.00202.x

Responses of Aquatic Insect Functional Diversity to Landscape Changes in Atlantic Forest. DOI: 10.1111/btp.12022

Functional diversity in a large river floodplain: anticipating the response of native and alien macroinvertebrates to the restoration of hydrological connectivity. DOI: 10.1111/1365-2664.12018

FREE!!

2012

Aquatic Invertebrate Communities of Perennial Pans in Mpumalanga, South Africa: A Diversity and Functional Approach. DOI: http://dx.doi.org/10.5733/afin.053.0212

Spatial autocorrelation patterns of stream invertebrates: exogenous and endogenous factors.

DOI: 10.1111/j.1365-2699.2011.02562.x

Integration of invertebrate traits into predictive models for indirect assessment of stream functional integrity: A case study in Portugal. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2011.09.039

Are patterns in the taxonomic, biological and ecological traits of water beetles congruent in Mediterranean ecosystems? DOI: 10.1111/j.1365-2427.2012.02859.x

Does functional redundancy of communities provide insurance against human disturbances? An analysis using regional-scale stream invertebrate data. DOI: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10750-012-1107-z

Functional traits of soil invertebrates as indicators for exposure to soil disturbance. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2012.01.017 

Análises funcionais, métodos estatísticos para se mensurar a diversidade funcional

Atualmente muitos são os métodos estatísticos para se mensurar e quantificar a diversidade funcional (FD) nos ecossistemas. Para estudos de diversidade de espécies temos vários índices usados a décadas para responder a preditores de alterações ambientais, tais como riqueza, abundância e posteriormente, utilizando ambas as métricas anteriores temos os indices de diversidade de espécies (Shannon, Simpson, Margalef), equitabilidade ou uniformidade, dispersão, entre outros. Esses princípios estatísticos básicos serviram como modelo para elaboração de indices funcionais, por exemplo, os índices propostos até o presente como em Walker et al. (1999), Petchey & Gaston (2002), Mason et al. (2005) e Villéger et al. (2008) se destacam em três categorias principais, cada um deles correspondendo a uma faceta de FD: i) riqueza funcional (Functional Richness - FRic) que é o número de atributos ou categorias de um atributo apresentado pela comunidade, por exemplo, baixa FRic indica que alguns recursos (alpha niches) potencialmente disponíveis para a comunidade não estão sendo utilizados, o que pode reduzir a produtividade; ii) equitabilidade / uniformidade funcional (Functional Eveness - FEve) que mede o grau em que a biomassa de uma comunidade é distribuida no espaço de nicho para permitir a utilização eficiente de todos os recursos de que dispõe; iii) e divergência funcional (Functional Divergence - FDiv) que analisa o quanto os táxons se diferenciam dentro das categorias de cada atributo. Alta FDiv pode indicar um alto grau de diferenciação de nicho para as espécies e com isso baixa competição por recursos. Recentemente Laliberté & Legendre (2010), propuseram a dispersão funcional (Functional Dispersion - FDis), que é baseada em dispersão multivariada (Anderson et al. 2006), sendo caracterizada pela distância média de cada táxon para o centróide de todos os táxons na comunidade, esses três últimos índices contam com a abundância relativa como base para os cálculos. Uma outra análise muito interessante é a composição funcional, que pode ser medida através do community-level weighted means – CWM (Lavorel et al. 2008), para atributos com valores contínuos, CWM é o valor médio das características de todas as espécies presentes na comunidade, ponderada por suas abundâncias relativas (Lavorel et al. 2008).

Algumas características desses índices parecem ser úteis no contexto de biomonitoramento de qualquer organismo, uma vez que eles sintetizam informações complexas, facilitando a comunicação com não especialistas, entretanto, como quaisquer outros índices de biodiversidade, os funcionais também são criticados pela simplificação de informações biológicas relevantes e por dificultar avaliações mais intrínsecas de causa e efeito (Statzner & Beche 2010, Green & Chapman 2011). O uso de múltiplos atributos ou índices tem sido fonte de debates entre vários pesquisadores pois, a escolha de quais atributos funcionais inserir numa análise não se baseia apenas em critérios objetivos (com métodos matemáticos ou estatísticos pré-determinados), a seleção de quais diferenças funcionais devem ser consideradas significativas, acaba se tornando uma decisão arbitrária do pesquisador (Mouchet et al. 2010), pois depende muito da pergunta a ser respondida, e.g. para impactos específicos, um único atributo pode ser mais eficiente para indicar estresses específicos do que muitos atributos (Statzner & Beche 2010). É claro que, se o número de caracteres avaliados for suficientemente grande e a ação de múltiplos estressores em cada indivíduo for positiva, múltiplos atributos podem potencialmente responder aos efeitos das múltiplas pressões, mas o fato é que esta abordagem foi pouco testada empiricamente.

Então entramos nós pesquisadores para testar as diferentes metodologias, trocar informações e melhorar cada vez mais os métodos de se avaliar o perfil funcional das comunidades. Todas as análises citadas podem ser efetuadas na plataforma R (R Development Core Team 2013) através dos pacotes gratuítos baixados através do CRAN. Temos também disponibilizados em diversos sites e blogs os principais comandos e funções para realizar essas análises, como o http://rfunctions.blogspot.com.br/ do prezado colega José Hidasi Neto da UFG entre outros promovidos pelo próprio R project.

Referências citadas

Anderson, M. J. 2006. Distance-based tests for homogeneity of multivariate dispersions. Biometrics 62:245-253. doi: 10.1111/j.1541-0420.2005.00440.x 

Etienne Laliberté and Pierre Legendre. 2010. A distance-based framework for measuring functional diversity from multiple traits. Ecology 91:299–305. http://dx.doi.org/10.1890/08-2244.1

Green R. and Chapman P.M., 2011. The problem with indices. Mar Pollut Bull, 62, 1377-1380. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.02.016

Lavorel S., Grigulis K., McIntyre S., Williams N. S. G., Garden D., Dorrough J., Berman S., Quétier F., Thebault A. and Bonis A., 2008. Assessing functional diversity in the field – methodology matters! Functional Ecology, 22:134-147. doi: 10.1111/j.1365-2435.2007.01339.x

Mouchet M.A., Villéger S., Mason N.W.H. and Mouillot D. 2010. Functional diversity measures: an overview of their redundancy and their ability to discriminate community assembly rules. Functional Ecology 24, 867–876. doi: 10.1111/j.1365-2435.2010.01695.x 

Norman W. H. Mason; David Mouillot; William G. Lee; J. Bastow Wilson. 2005. Functional richness, functional evenness and functional divergence: the primary components of functional diversity. Oikos 111: 112-118. doi: 10.1111/j.0030-1299.2005.13886.x 

Owen L. Petchey & Kevin J. Gaston. 2002. Functional diversity (FD), species richness, and community composition. Ecology Letters, 5, 402-411. In: http://owenpetchey.staff.shef.ac.uk/Publications/publications.html 

R Development Core Team. 2013. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, In: http://www.R-project.org 

S. Villéger, N. W. H. Mason and, D. Mouillot. 2008. New multidimensional functional diversity indices for a multifaceted framework in functional ecology. Ecology 89:2290-2301. In: http://villeger.sebastien.free.fr/pdf%20publis/Villeger%20et%20al.%20%282008%29%20Ecology%20.pdf 

Statzner, B. and, L. A. Beche. 2010. Can biological invertebrate traits resolve effects of multiple stressors? Freshwater Biology, 55 (Suppl. 1): 80–119. doi: 10.1111/j.1365-2427.2009.02369.x

Walker B., Ann Kinzig A. and Langridge J., 1999. Plant Attribute Diversity, Resilience, and Ecosystem Function: The Nature and Significance of Dominant and Minor Species. Ecosystems, 2, 95–113 doi:10.1007/s100219900062 

Cover image

As figuras selecionadas como capa do blog foram registradas no Planalto da Bodoquena, Mato Grosso do Sul, Brasil, e publicadas no site da Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), pelo ilustríssimo amigo biólogo, poeta e fotógrafo Paulo Robson de Souza, que participou de diversas expedições na região, agradeço ao professor Paulo Robson pela disponibilização.

A descrição de atributos funcionais para invertebrados no Brasil

Já falavam os cientístas desde os tempos de Linnaeus sobre a importância de se conhecer, descrever, registrar e categorizar os seres vivos. Nos países do Velho Mundo pouco há para se catalogar e muito há para se preservar, já no Novo Mundo muito há ainda para se descobrir, parte das américas já possui bancos de dados taxonômicos, biogeográficos, além da descrição de vários atributos funcionais para a maioria de seus invertebrados. Trabalhos como o do professor Merritt com An introduction to the aquatic insects of North America, que teve sua primeira edição em 1978 são extremamente importantes pois tratam de descrever os táxons por completo, desde chaves de identificação a descrição de conteúdo estomacal.

Ressalto a complexidade de se utilizar a abordagem funcional para invertebrados em regiões tropicais (Tomanova et al. 2006), pois atualmente ainda existe muita incerteza em relação a atributos funcionais de insetos na região Neotropical por diversos motivos, dentre eles: i) os grupos apresentam hábitos alimentares variados, ii) a variação funcional pode depender do ínstar e da resolução taxonômica, e iii) a categorização trófica específica para grupos funcionais alimentares de insetos, especificamente da família Chironomidae, ainda não é muito claro devido à sua plasticidade alimentar (Pinder 1986). Assim, trabalhos que descrevem atributos funcionais com base em observações em laboratório são extremamente importantes, como os de McShaffrey & McCafferty (1990), Henriques-Oliveira et al. (2003), Motta & Ueida (2004), Tomanova et al. (2006), Baptista et al. (2006) e Carvalho & Graça (2007).

Os artigos citados aqui são exemplos do que têm sido feito para grupos aquáticos, dos quais tenho mais conhecimento, mas sabemos que não há muito sobre invertebrados terrestres no Brasil, corrijam-me se estiver errado, mas estamos carecendo de profissionais (taxonomistas, ecólogos) que descrevam atributos funcionais de invertebrados. Na verdade o incentivo a pesquisas ecológicas e taxonômicas no Brasil é bem menor do que as pesquisas de mercado, do setor alimentício e de matéria-prima pra exportação, a política do nosso ministério da ciência está longe de ser científica. Somos uma "super-potência" que mal conhece o quintal dos fundos.

Apresentação

Peço que todos os estudiosos que puderem colaborar com referências, comentários ou fotos relacionadas a diversidade funcional de invertebrados, que postem seus links, sugestões, correções e observações para que possamos criar um banco de dados bibliográfico, como vários que temos, mas voltado para as funções dos invertebrados nos ecossistemas, seus atributos morfológicos, fisiológicos e ecológicos, que contribuem para a manutenção dos processos ecológicos e dos serviços ecossitêmicos.

Diversidade Funcional, Uma Breve Introdução

A abordagem funcional em ecologia, e a chave para compreensão da participação dos organismos vivos na manutenção do equilibrio ecossistêmico, remontando os próprios trabalhos de Darwin sobre atributos biológicos como preditores de desempenho dos organismos (Violle et al. 2007).

Partindo do pressuposto de que cada espécie, contribui direta ou indiretamente para o funcionamento dos ecossistemas, através de características físicas químicas e comportamentais que determinam a diversidade funcional nas comunidades, essa abordagem tem sido utilizada para detectar possiveis relações entre os organismos vivos e processos ecossistêmicos, em estudos com diferentes grupos, e.g., vertebrados (Halpern & Floeter 2008, Petchey et al. 2007, Micheli & Halpern 2005), artrópodes (Bihn et al. 2010, Nichols et al. 2008, Andersen 1997), microrganismos (Worsfold et al. 2009, McGrady-Steed & Morin 2000; Setälä et al. 1998), plantas (Diaz et al. 2007, Walker & Langridge 2002), e estrutura do solo (Maestre & Puche 2009).

Temos diversas definições para diversidade funcional (FD, do inglês: functional diversity), Tilman (2001) a descreve como "o valor e a variação das espécies e de suas características que afetam o funcionamento das comunidades", então, medir a diversidade funcional é medir a "diversidade de atributos funcionais, que são componentes dos fenótipos dos organismos que influenciam os processos na comunidade" (Cianciaruso et al. 2009). Por isso, a ecologia funcional têm sido vista como a chave para se prever a estabilidade, invasibilidade, aquisição de recursos, ciclagem de nutrientes e produtividade nas comunidades (Mason et al. 2005).

O principal referencial teórico da abordagem é o modelo do "habitat templet" proposto inicialmente por Southwood (1977) o qual prediz que, onde as condições ambientais são similares, a composição de atributos biológicos deve convergir de forma previsível, independentemente da composição taxonômica e região biogeográfica. Em ambientes aquáticos, além de estudos com peixes (Higgins 2010, Halpern & Floeter 2008, Micheli & Halpern 2005) e microrganismos (Petchey et al. 1999), é crescente o número de trabalhos envolvendo ecologia funcional de invertebrados. Estudos como os de Hynes (1970), que retratou as mudanças morfológicas dos grupos em decorrência da estrutura de habitat, Cummins (1973), que descreveu grupos funcionais de alimentação (FFG - functional feeding groups) de insetos aquáticos e Vannote et al. (1980) que, através do "River Continuum Concept", tornou previsível a distribuição de atributos funcionais ao longo do contínuo fluvial, em decorrência das características físicas e químicas dos ambientes lóticos, entre outros, deram suporte para posteriores pesquisas envolvendo a função dos organismos, na manutenção dos serviços ecossistêmicos.

Esperamos que esse blogg possa colaborar com os diversos pesquisadores que estão se especializando nessa área, assim como esperamos também aprender mais através desse contato e assim aumentar o número de pesquisas envolvendo as funções dos organismos, principalmente invertebrados, no ecossistema.

Referências Citadas

Andersen, A.N. (1997). Using Ants as bioindicators: Multiscale Issues in Ant Community Ecology. Conservation Ecology [online] 1(1): 8. Available in: http://www.consecol.org/vol1/iss1/art8/ 

Bihn, J.H.; Gebauer, G. & Brandl, R. (2010). Loss of functional diversity of ant assemblages in secondary tropical forests. Ecology 91(3): 782.792.

Cianciaruso, M.V.; Silva, I.A. & Batalha, M.A. (2009). Diversidades filogenética e funcional: novas abordagens para a ecologia de comunidades. Biota Neotropica 9: 1-11.

Cummins, K.W. (1973). Trophic relations of aquatic insects. Annual Review of Entomology 18: 183-206.

Diaz, S.; Lavorel, S.; Bello, F.; Quetier, F.; Grigulis, K. & Robson, T. M. (2007). Incorporating plant functional diversity effects in ecosystem service assessments. PNAS 104(52): 20684.20689.

Halpern, B.S. & Floeter, S.R. (2008). Functional diversity responses to changing species richness in reef fish communities. Marine Ecology Progressive Series 364: 147.156.

Higgins, C.L. (2010). Patterns of functional and taxonomic organization of stream fishes: inferences based on alpha, beta, and gama diversities. Ecography 33: 678-687.

Hynes, H.B.N. (1970). The ecology of stream insects. Annu. Rev. Entomol. 15:25-42.

Maestre, F.T. & Puche, M.D. (2009). Indices based on surface indicators predict soil functioning in Mediterranean semi-arid steppes. Applied Soil Ecology 41: 342.350.

Mason N. W. H.; Mouillot D.; Lee W.G. & Wilson J.B. (2005). Functional richness, functional evenness and functional divergence: the primary components of functional diversity. Oikos, 111, 112-118.

McGrady-Steed, J. & Morin, P.J. (2000). Biodiversity, density compensation, and the dynamics of populations and functional groups. Ecology 81(2): 361.373.

Micheli, F. & Halpern, B.S. (2005). Low functional redundancy in coastal marine assemblages. Ecology Letters 8: 391.400.

Nichols, E.; Spector, S.; Louzada, J.; Larsen, T.; Amezquita, S.; & Favila, M.E. (2008). Ecological functions and ecosystem services provided by Scarabaeinae dung beetles. Biological Conservation 141: 1461 .1474.

Petchey, O. L., Mcphearson, P.T.; Casey, T.M. & Morin, P.J. (1999). Environmental warming alters food-web structure and ecosystem function. Nature 402(4): 96-72.

Petchey, O.L.; Evans, K.L.; Fishburn, I.S.; Gaston, K.J. (2007). Low functional diversity and no redundancy in British avian assemblages. Journal of Animal Ecology 76: 977.985.

Setälä, H.; Laakso, J.; Mikola, J. & Huhta, V. (1998). Functional diversity of decomposer organisms in relation to primary production. Applied Soil Ecology 9: 25-31.

Southwood, T. R. E. (1977). Habitat, the templet for ecological strategies? Journal of Animal Ecology. 46: 337-365.

Tilman, D. (2001). Functional diversity. In: Levin, S.A. (Ed.), Encyclopedia of Biodiversity. Academic Press, San Diego, p. 109-120.

Vannote, R. L.; Minshall, G. W.; Cummins, K. W.; Sedell, J. R. & Cushing, C. R. (1980). The river continuum concept. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 37: 130-137.

Violle, C.; Navas, M.; Vile, D.; Kazakou, E.; Fortunel, C.; Hummel, I. & Garnier, E. (2007). Let the concept of trait be functional. Oikos 116: 882-892.

Walker B.H. & Langridge J.L. (2002). Measuring Functional Diversity in Plant Communities with MixedLife Forms: A Problem of Hardand Soft Attributes. Ecosystems 5: 529-538.

Worsfold, N. T.; Warren, P. H. & Petchey, O. L. (2009). Context-dependent effects of predator removal from experimental microcosm communities. Oikos 118: 1319-1326.