terça-feira, 26 de fevereiro de 2013

ECOSSISTEMAS INTOCADOS ou A IDEALIZAÇÃO DA NATUREZA


David B. Clark, em 1996, publicou um artigo com o título sugestivo de “Abolishing virginity” (Abolindo a virgindade), no qual procura iniciar a padronização de conceitos ligados à ecologia da floresta tropical. Destaca-se, no texto, a afirmação de que “em termos práticos, determinar se uma floresta está sendo ou foi, em qualquer momento, afetada por atividades humanas é problemático”. Escreve ele que a presença humana, histórica e atual, nos trópicos faz com que o termo “virgem” seja inadequado de modo geral. Apesar de já idosa em termos científicos, essa afirmação pode chocar alguns pesquisadores (aqui, usarei o termo no masculino com abrangência para as pesquisadoras). Ainda é comum encontrar pesquisadores que idealizam os habitats nos quais trabalham, entendendo que áreas mais ou menos isoladas e quase inacessíveis traduzam o “ideal” da diversidade de determinado ecossistema. Isso é muito natural, tendo em vista que o Brasil ainda possui muitas áreas nessas condições. Porém, considerando-se a maioria dos sistemas ecológicos, a regra, hoje ou no passado, foi o impacto em algum grau e o que se vê, atualmente, é o resultado dos processos de recuperação da vegetação e da fauna. Clark sugere o termo “old-growth” (idoso, traduzido livremente) para caracterizar florestas que não foram impactadas por um longo período, o que seria o extremo de um contínuo que passa por pastagens abandonadas e áreas agrícolas. Dessa forma, o foco é retirado da questão relacionada à idealização do que seja “original” e, consequentemente, cria condições para estabelecer comparações deterministas entre diferentes estágios florestais. Essa proposta é bem adequada e pode ser estendida para diferentes ecossistemas brasileiros. A classificação será baseada em aspectos estruturais e funcionais, não mais em uma abstração do que seria “intocada” (50 anos, 100 anos, 1000 anos). A idealização da natureza intocada, no Brasil, é um fato corriqueiro, inclusive com divulgação midiática. Isso não é ruim. Afinal, realmente, devemos ter áreas muito parecidas com... O que mesmo? Em tempos de mudanças climáticas, nem a mais remota floresta tropical está totalmente livre de impactos... Essa abordagem do “intocado” pode ser justificada pela questão ética relacionada com a conservação da biodiversidade. Afinal, devemos preservar para que várias funções dos ecossistemas possam ser mantidas. Porém, por outro lado, essa visão cria uma barreira importante. Atualmente, a maior parte dos ecossistemas está sob influencia das sociedades humanas. O foco, na maior parte dessas áreas, deve ser o estudo de descritores locais, da paisagem e regionais que possam influenciar nos padrões de diversidade e nos serviços ecossistêmicos. Dessa forma, nós, pesquisadores, poderemos ter um panorama das influencias que são mais importantes para possíveis diferenças na distribuição da diversidade vegetal e animal e até que ponto essas influencias podem ser atribuídas às atividades de uso e conversão de habitats pela sociedade humana. Áreas relativamente “intactas”, baseadas em uma classificação estrutural e funcional, podem funcionar como controles para os estudos. Mas, no meu entendimento, em áreas com forte pressão antrópica, o foco deve ser na análise dos principais direcionadores de possíveis mudanças espaciais e temporais na biodiversidade. Só assim, nessas áreas, teremos embasamento técnico-científico para sugerir ações de manejo que sejam adequadas para a manutenção da biodiversidade nos diferentes biomas brasileiros.

segunda-feira, 22 de outubro de 2012

GRANDES PREDADORES E A CASCATA TRÓFICA

Uma justificativa utilizada por ecólogos e simpatizantes do movimento ambiental para defender a biodiversidade e sua preservação é aquela de que tudo está interligado na natureza e que a perda de uma espécie acarretará um efeito em todo ecossistema.

Em um sistema aberto, como os sistemas ecológicos, qualquer alteração na trajetória de um processo alterará o funcionamento do sistema como um todo. A agricultura é um exemplo muito didático. A agricultura mecanizada baseada na monocultura injeta energia e nutrientes de fora do sistema para justificar um possível aumento da produção, o que cria muito resíduo e entropia no final do processo (lixo, em resumo, que vai parar nos rios, nos lençóis freáticos, etc.).

Apesar de lógica, essa justificativa, geralmente, não sensibiliza as pessoas leigas. Por que elas não tem essa percepção da teia de relações que existe entre as diversas partes dos sistemas naturais e humanos. Essa percepção tem aumentado, mas o indivíduo médio ainda se preocupa com o seu trabalho e sobrevivência direta. Se o seu alimento está na mesa na hora do jantar é o que basta. E não há problema algum nisso, pois o sistema é montado para que isso ocorra exatamente assim.

Um estudo, recentemente publicado na revista Science, mostra de forma contundente como a falta de grandes predadores pode afetar todo ecossistema. Ou seja, a conservação desses animais já não é apenas uma questão estética ou ética. O artigo mostra, de forma inequívoca, que muitos processos podem ser alterados quando um predador de topo é removido do ecossistema.

Os autores ainda chamam a atenção para as alterações que poderão acontecer em vários processos importantes para a sociedade, como doenças, sequestro de carbono, espécies invasoras e ciclos biogeoquímicos.


Entre os dados expostos no artigo está o efeito do declínio de lobos no Parque Nacional Yellowstone, nos Estados Unidos. Quando esses animais foram sendo removidos, a população de alces se alterou imediatamente. Mas também mudou o comportamento desse cervídeo, que passou a se alimentar de plantas em locais em que antes não ia porque podia ser atacado por um lobo.
Sem os lobos, pequenas árvores da família Salicaceae e gramíneas passaram a crescer menos, o que resultou na queda de alimentos para os castores, com resultante diminuição na população desses últimos. O resultado foi a cascata trófica. Com a reintrodução de lobos no parque, passou a ocorrer a recuperação do ecossistema, com as plantas voltando a crescer mais, assim como as populações de outros animais.
Notícia original retirada de: http://agencia.fapesp.br/14195



BANCO DE IMAGENS DE BIOLOGIA MARINHA

USP abre novo portal com milhares de imagens e centenas de vídeos provenientes de atividades científicas em biologia marinha. As espécies são classificadas taxonomicamente, pelo estágio de vida e também tem informações sobre a geolocalização. Há várias opções de navegação.

Uma ferramenta muito importante para pesquisadores e educadores.

A imagem ao lado mostra uma medusa adulta, espécie Turritopsis nutricula, uma foto tirada por Alvaro E. Migotto.

Quando se clica em uma imagem determinada, abre-se uma lista de todas fotos tiradas pelo autor e, ainda, uma lista de suas referências científicas.

Realmente, um banco de dados muito bem elaborado e riquíssimo. Além disso, com acesso livre, o que deveria ser praxe para todas informações científicas, incluindo aí os banco de dados com listas de espécies, geolocalização, coletor, etc.

Infelizmente, há algumas disciplinas que ainda possuem a mentalidade de "guardar" essas informações para os "iniciados". Porém, essa é uma tendência que está em desuso e, pelo menos na cultura, o uso e/ou desuso pode ser passado para outra geração.

Para navegar e ver essas imagens maravilhosas, acesse http://cifonauta.cebimar.usp.br/

quinta-feira, 12 de maio de 2011

Analisando diversidade

Olá, vou transcrever um texto muito interessante sobre análise de diversidade. O autor é Lou Jost e foi baixado de sua página na internet (http://www.loujost.com/Statistics%20and%20Physics/Diversity%20and%20Similarity/SampleChapter.pdf). A versão para o português é minha. Essa é a primeira parte.

Ficheiro:Fungi of Saskatchewan.JPG
Hoje em dia, na Ecologia, há um campo confuso e embaralhado denominado análise de diversidade, mas o campo não é realmente confuso. Nós o tornamos assim pela confusão de vários aspectos complexos e pelo intercâmbio desses aspectos sob uma única palavra, "diversidade". Todos esses aspectos são claramente relacionados à diversidade, mas qual deles, se algum, bate com nosso conceito intuitivo de "diversidade"? Se não formos cuidadosos em manter esses diferentes aspectos da complexidade da composição separados e, se os usarmos de forma intercambiável em fórmulas gerais requerendo diversidade, estaremos fadados a acabar com resultados estranhos.

Por exemplo, o índice de Gini-Simpson 1-Σ pi^2 é normalmente recomendado como um índice de diversidade (Magurran 2004, Lande 1996) e igualado à "diversidade". Ele mede a probabilidade de que dois  indivíduos amostrados pertençam a espécies diferentes, mas esse aspecto da complexidade composicional não parece coincidir com um conceito biológico lógico de diversidade. Imagine uma comunidade com um milhão de espécies igualmente comuns. Seu índice de Gini-Simpson é 0,999999. Uma praga ataca essa comunidade e elimina 99,99% das espécies, deixando apenas 100 espécies. Ecólogos e conservacionistas considerariam isso uma enorme diminuição na diversidade, tanto em termos da variedade de interações experimentada por um organismo antes e depois da praga, quanto em termos do valor de conservação das comunidades pré- e pós-praga. As ferramentas de análise de diversidade deveriam ser capazes de indicar a magnitude dessa diminuição para serem úteis em situações menos dramáticas. Mesmo assim, o índice de Gini-Simpson da comunidade pós-praga é 0,99, somente 1% menos do que o mesmo índice da comunidade pré-praga. Um ecólogo que igualasse esse índice com "diversidade" concluiria que a praga, que matou quase todas as espécies, não teve um grande efeito na diversidade da comunidade.

Muitos outros índices de diversidade utilizados usualmente também são pobres quando os comparamos à definição biológica de diversidade.

Alguns biólogos não estão preocupados que esses índices forneçam resultados difíceis de interpretação. Esses biólogos pensam que os valores reais dos índices não são importantes, desde que eles possam ser utilizados para calcular a significância estatística na queda da diversidade após uma praga ou outro distúrbio. Nessa visão, que é comum na literatura que aborda a diversidade, a significância estatística do resultado é o produto final do estudo. Um momento de reflexão, entretanto, mostra que isso não é razoável. A significância estatística de uma mudança em um índice de diversidade tem pouco a ver com a real magnitude ou significância biológica da mudança, a qual é a questão científica realmente importante. Para ajudar a tornar isso claro, considere o exemplo de lançar uma moeda N vezes para ver se há viés (i.e. se a moeda está viciada - comentário meu). Uma boa medida da significância estatística do viés da moeda é o valor de p obtido (utilizando a distribuição binomial e a hipótese nula que a proporção de caras é 0,5) (Nota: p é um teste estatístico que, nesse caso, pode ser utilizado para saber se o número de caras é significativamente diferente do esperado, ou seja, 0,5 - 50%). Entretanto, se N é grande o suficiente, até mesmo o mais minúsculo desvio de um número médio de caras de 0,5, digamos 0,50001, pode resultar em um valor de p altamente significativo, digamos 0,0001. Esse valor altamente significativo do valor de p prova que a moeda está viciada, mas diz absolutamente nada sobre o tamanho ou a importância prática do viés. Uma medida que revela a real magnitude do viés é o excesso da proporção de caras obtido. Se o número médio de caras é 0,50001, o excesso na proporção de caras é 0,00001, um viés que não é importante para a maioria dos casos, mas se "caras" saírem em 75% das vezes, o viés não pode ser ignorado mesmo em poucas tentativas. Ecólogos são geralmente culpados em parar após calcular o valor de p, quando a questão mais interessante é o verdadeiro tamanho do efeito, o equivalente ao excesso de proporção de caras no lançamento da moeda. Entretanto, para julgar a real magnitude da mudança na diversidade, precisamos de medidas que se comportem mais intuitivamente do que os índices discutidos acima. Os aspectos da complexidade composicional medida por esses índices não são boas combinações para o que a maioria dos biológos querem dizer com "diversidade" e não nos ajudam a julgar a real magnitude de um efeito."

Na próxima postagem: "Verdadeira diversidade de ordem q".

quarta-feira, 27 de abril de 2011

Escassez de bichos

Pois é...

Pensei que esse outono traria um aumento na abundância e riqueza de aranhas, mas estão é diminuindo. A maioria dos bichos está juvenil, o que significa que não estão tendo tempo de maturar.

Além disso, tenho a impressão de que, no verão, havia dispersão de adultos também, já que, de qualquer forma, o tempo entre coletas sempre foi o mesmo, mas, no verão, os adultos estavam mais presentes.

Ainda faltam quatro coletas e estou pensando seriamente em aumentar o tempo entre elas. O maior problema é a incerteza de que a terra ainda estará disponível para acabar o experimento.

O Everton vai me passar a lista de espécies das quatro primeiras coletas e terei uma ideia de riqueza. De qualquer forma, já sei que a riqueza irá diminuir consideravelmente a partir da quinta coleta. Se começarem a aparecer muitos zeros, a coisa se complicará.

Só para ressaltar que o cálculo da taxa de colonização é feito a partir da soma das presenças das espécies em cada coleta, ou seja, 0 e 1 para cada espécie em cada coleta. Se não há adultos, a taxa de colonização fica mais próxima de zero, o que pode ser interessante se pensarmos em sucessão, mas que afeta o experimento da maneira que foi desenhado (normalidade, variâncias, etc.).

Apesar de que vou utilizar o Multiv, software que tem um algoritmo de aleatorização que dispensa os mesmos pressupostos dos testes paramétricos padrões.

Bom, tudo isso vai ser pensado só lá pro final do ano.

Agora, estou incorporando as sugestões da minha orientadora no artigo de revisão (que já comentei em postagem anterior, veja abaixo). Em maio e junho, vou escrever o outro artigo da tese que trata da diversidade de aranhas de teia em fragmentos florestais (o qual já iniciei as postagens com parte da história da paisagem aqui de Torres, veja abaixo).

Desde já, agradeço à minha amiga Nara Irigoyen, que vive há muito tempo nos EUA, por ter aceitado revisar o inglês do artigo de revisão.

Paz a todos.

quarta-feira, 20 de abril de 2011

Coletas # 6

Six samples... Four to go...


Semana de fazer a sexta coleta do experimento de colonização.

Poucos bichos, mas, ainda assim, apareceram adultos, principalmente fêmeas.

Aguardo, ansioso, a lista das coletas 1 a 4, que o Everton vai enviar em breve. Provavelmente, semana que vem, estarei postando os primeiros resultados preliminares! OBA!!!

Apesar de vários jovens, estou pensando em utilizá-los como uma variável resposta. Uma coisa é os bichos chegarem nas manchas (imigração), outra é fazerem a colonização (estabelecimento e desenvolvimento). Dessa forma, talvez, possa ser possível ter duas variáveis respostas: taxa de colonização (somente os adultos) e número de imigrantes (todos os bichos). Veremos, pensei nisso hoje... Ainda tem que ser elaborado.

Enquanto isso, vejam as fotos que tirei abaixo:

Refúgio do que julgo ser uma nova espécie. Folhas de pitangueira.

Ótima foto de uma espécie de aranha (topo) e suas crias. Em folhas de Tarumã.

Um bando de jovens heterópteras. Pode-se visualizar os ovos da onde eclodiram.

Uma lagarta cor-de-laranja. Olhe bem...

Um salticídeo no seu abrigo. Em duas folhas de pitangueira.

Um ortóptera em uma muda artificial.

Ótima foto de um teridídeo e sua exúvia. Em folha de pitangueira.

Bom, por hoje, é isso. Ou, como diria o pernalonga That's all folks.

Estou devendo a continuação do projeto de coletas nos fragmentos de Torres. Em seguida, farei a postagem.

Luz e paz a todos.

terça-feira, 19 de abril de 2011

Conhecimento fragmentado do mundo fragmentado

Uma das características mais desejáveis da ciência é a capacidade de se fazer previsões sobre as trajetórias futuras dos fenômenos. É assim no caso das leis dos movimentos dos planetas, por exemplo. A existência de leis, nesse caso, pressupõe uma capacidade de previsão. A generalização dos processos e efeitos de um determinado fenômeno em qualquer parte do mundo físico leva à formulação de uma lei geral.

Na Ecologia, apesar dos esforços dos cientistas, parece haver apenas uma generalização bem estabelecida: a relação espécies-área. Esse padrão diz que "quanto maior a área física, maior o número de espécies que encontraremos." Veja bem, isso não é uma lei, mas uma generalização de uma padrão, o que quer dizer que sempre há uma probabilidade de não o encontrar. Imagine, mais ou menos, se o movimento da Terra fosse um padrão com possibilidades de desvios na trajetória, não uma lei física. Não se poderia precisar exatamente quando aconteceria um eclipse solar, por exemplo, somente as probabilidades associadas ao fenômeno baseadas nas variáveis que influenciariam o mesmo.

A busca por padrões gerais e abrangentes é uma coisa desejável na Ecologia, pois a sucessiva repetição de padrões gerais nos levaria a formulação de uma lei a respeito de algum fenômeno ecológico e isso seria bom para que pudéssemos prever alterações nos ecossistemas associadas com o impacto da expansão humana, por exemplo. Porém, padrões gerais para quaisquer fenômenos físicos envolvendo seres animados parecem ser muito difíceis de encontrar.

A minha revisão OVERVIEW OF ARTHROPOD COMMUNITY RESPONSES TO FOREST FRAGMENTATION (Visão sobre as respostas das comunidades de artrópodes à fragmentação florestal) (submetido) mostra que estamos, ainda, muito longe de podermos ao menos utilizar ferramentas quantitativas (e.g. meta-analysis - meta-análise) adequadas para procurar padrões gerais de resposta da maioria dos artrópodes.

Apenas 32 estudos foram selecionados em nível mundial, baseados em critérios específicos. Há 506 ecoregiões em áreas florestais no mundo e apenas 22 foram, de alguma forma, acessadas em estudos de fragmentação envolvendo artrópodes. Muito pouco para se quer pensar em generealizações!!! Veja, abaixo, uma tabela com as áreas totais dos biomas florestais mundiais, número de ecorregiões e o percentual de ecorregiões estudados por bioma.



Total area (ha)
%
Number ecoregions
Ecoregions studied
%
Boreal Forest
1512.68
25.50
28
2
7.14
Mediterranean Forest
322.04
5.43
39
3
7.69
Temperate Broadleaf and Mixed Forest
1283.10
21.63
84
8
9.52
Temperate Coniferous Forest
408.62
6.89
53
1
1.89
Tropical and Subtropical Dry Broadleaf Forest
379.63
6.40
55
3
5.45
Tropical and Subtropical Moist Broadleaf Forest
1954.56
32.95
230
4
1.74
TOTAL
5931.56

506
22
4.15











Chamo a atenção para o percentual de 1,74% das ecorregiões estudadas nos trópicos, que é o bioma, atualmente, onde se encontram as maiores perdas de biodiversidade, pois estão em áreas de franca expansão sócio-econômica.

Além disso, dos 32 estudos, a maioria trata de insetos e, dentre esses, outro tanto de besouros de solo. A copa das florestas está praticamente intocada, bem como os sub-bosques.



Vejam, acima, um diagrama hierárquico do número de vezes que os diferentes táxons de artrópodes foram estudados.

Apesar de ser o grupo com mais espécies entre os insetos, os besouros são apenas um dos maiores grupos. Por exemplo, os heterópteras, que compreendem as cigarras, fede-fedes, etc. são muito pouco estudados, apesar de possuírem muitas espécies, inclusive de importância medicinal, veja-se o caso do barbeiro.

Um dos fatores que pode ter influenciado a escolha pelos besouros de solo é a facilidade de coleta, aliada à fácil separação em grupos funcionais. Grupos funcionais são interessantes de se estudar, pois mostram como os organismos exploram os recursos do ambiente. Várias espécies diferentes podem ser agrupadas em um mesmo grupo funcional.

Porém, é muito importante que se façam estudos com outros grupos de artrópodes para se ampliar o conhecimento sobre os impactos da fragmentação florestal sobre esses animais, uma vez que eles englobam uma enorme biodiversidade e possuem várias funções nos ecossistemas florestais, a maioria delas desconhecida.

Outra característica importante dos parcos estudos sobre fragmentação florestal em artrópodes diz respeito às matrizes estudadas. A matriz de uma paisagem, tecnicamente falando, é o tipo de cobertura que mais aparece na paisagem. Porém, com uma licença científica que é muito praticada, chama-se matriz a tudo aquilo que, em se tratando de fragmentos de florestas, não é fragmento de floresta! A agricultura é o tipo de cobertura da matriz que mais aparece nos estudos, mas não há uma caracterização sistemática da estrutura das matrizes na maior parte dos estudos. Ou seja, a área, o perímetro, a zona de contato entre os fragmentos de floresta e outros tipos de cobertura, etc. são variáveis inacessíveis nos artigos estudados, o que inviabiliza uma análise mais profunda de como essas características, resultantes dos impactos humanos, influenciam na biodiversidade dos grupos de artrópodes.

Tudo isso quer dizer que estamos ainda engatinhando no conhecimento a respeito da fragmentação florestal e seu impacto nos artrópodes. As moto-serras são muito mais rápidas do que a ciência.

Além disso, a maioria dos estudos é pontual. Isso quer dizer que apenas uma região foi estudada em um determinado tempo (geralmente um ano, ou até menos) sem comparações com outras regiões do mesmo bioma/ecorregião que estejam passando por outros níveis de fragmentação (veja, porém, http://pdbff.inpa.gov.br/). Apesar disso, esses estudos também são importantes.

O Brasil passa por uma extraordinária oportunidade, pois é um dos países com maior biodiversidade intocada em áreas florestais, mesmo na Mata Atlântica, tanto desmatada. As políticas de expansão e ocupação do solo devem levar em consideração os estudos científicos realizados, sob pena de reproduzirmos o padrão europeu ou norte-americano: devastação e remediação. Temos condições de inverter essa lógica, passando a explorar o meio-ambiente a partir da tomada de decisão baseada em resultados científicos.

O Brasil pode ser um novo paradigma nesse campo, mas, para isso, devemos pensar qual modelo de desenvolvimento queremos. O novo Código Florestal está aí. Nenhuma associação, clube, sociedade, etc. científica, ao que me consta, foi ouvida sobre as alterações.

Estamos deixando passar uma ótima oportunidade...

Luz e paz a todos.