Aula em Slides da Prof. Dra. Silvia Regina Goi do Dpt. de Ciências Ambientais da UFRRJ.

1. Diversidade Biológica
Casaca-de-couro da lama
Maria faceira
Fotos prof. João Carlos Lopes

2. Uma nova espécie de
porco-espinho, que
recebeu o nome de
Coendou speratus, foi
descoberta por
pesquisadores da
Universidade Federal de
Pernambuco (UFPE) e da
Universidade Federal do
Espírito Santo (UFES). O
animal foi visto pela
primeira vez na Usina
Trapiche, em Sirinhaém,
na Zona da Mata
pernambucana. Segundo
Rossano, “a espécie foi
batizada de ‘speratus’, que
significa esperança, para
representar nossa
esperança de preservar o
que resta deste importante
hotspot”
Descoberta nova espécie de porco-espinho na Mata
Atlântica de Pernambuco
Publicado em 18.04.2013

3. DIVERSIDADE BIOLÓGICA
Significa a variabilidade de
organismos vivos de todas as
origens, compreendendo, dentre
outros, os ecossistemas
terrestres, marinhos e outros
ecossistemas aquáticos e os
complexos ecológicos de que
fazem parte; compreendendo
ainda a diversidade dentro de
espécies, entre espécies e de
ecossistemas (Art. 2 da
Conservação sobre Diversidade
Biológica)
"mosca-cavalo" (Tabanus lineola). Foto
Thomas Shahan. Folha de São Paulo

4. DIVERSIDADE BIOLÓGICA
Diversidade genética
Diversidade de espécies
Diversidade de ecossistemas

5. Definições
. α-Diversidade (Alfa) – número de espécies (riqueza) em uma área
limitada com habitat relativamente uniforme – depende dos limites da
comunidade, do esforço amostral. Ex. diversidade de organismos de uma
Mata de Galeria.
. γ-Diversidade (Gama) – número de espécies observadas em todos os
habitats de uma região (área geográfica sem barreiras nítidas de dispersão
dos organismos –a definição depende dos organismos em questão. Ex.
diversidade de organismos do Cerrado;
. β-Diversidade (Beta) – relacionada à diferença ou substituição de
espécies de um habitat para outro dentro da mesma região. Quanto maior a
diferença de espécies entre habitats, maior será a Diversidade Beta. Pode
ser calculada a partir das Diversidades Alfa e Gama.
Diversidade Beta = Diversidade Gama / Diversidade Alfa

6. Atualmente segundo Stuart et al 2010,
existem 1,9 milhões de espécies descritas.
O número de espécies totais seria da
ordem de 10 milhões

7. DIVERSIDADE FUNCIONAL
Para manter a integridade e o funcionamento
dos ecossistemas, é necessário que hajam organismos
que cubram todos os processos envolvidos neste
funcionamento. A diversidade funcional pretende
avaliar se, em um dado ecossistema, há espécies cujo
conjunto de atividades e interações garantem os
processos essenciais para a existência continuada do
ecossistema.
Esta preocupação é importante para o
conceito de sustentabilidade, mas ainda é bastante
controversa.

8. Biodiversity and Ecosystem Function
Science 13 January 2012:
vol. 335 no. 6065 174-175

9. Figure 1 Linkages involving species composition and diversity and ecosystem processes.
F S Chapin et al. Science 1997;277:500-504
Published by AAAS

10. Linkages involving species composition and diversity and
ecosystem processes (slide anterior)
Ecosystem processes include productivity and
nutrient cycling.
Regional processes include trace gas fluxes to
the atmosphere and nutrient fluxes from
terrestrial to aquatic systems.
Community processes include competition and
predation.
Ecosystem services are the benefits derived by
humans from ecological processes.

11. DIVERSIDADE GENÉTICA
A diversidade genética geralmente tem sido estudada dentro de
espécies, medindo tanto as diferenças entre indivíduos, quanto as diferenças
entre populações naturais, que hoje muitas vezes estão separadas entre si pela
perda e fragmentação dos habitats naturais.
A diversidade genética é cada vez mais avaliada por métodos
moleculares, em que se examina diferenças na constituição do DNA, RNA ou de
determinadas proteínas entre os organismos ou populações. Este estudo é
essencial para a conservação biológica, porque a perda de diversidade genética
de uma espécie aumenta muito o risco de que ela venha a se extinguir, sendo
perdida para sempre. Perder diversidade genética também significa desperdiçar
as possibilidades de novos aproveitamentos de espécies, especialmente
aquelas em que foram selecionadas e melhoradas algumas poucas variedades
para aproveitamento econômico, sem a preocupação equivalente com as
variedades mais antigas ou "selvagens".
Em microorganismos, a diversidade genética vem sendo pesquisada e
avaliada diretamente em amostras de ambientes naturais, mesmo não podendo
atribuí-la a espécies já conhecidas. (Thomas Michael Lewinsohn )

12. DIVERSIDADE GENÉTICA
A diversidade genética pode ser avaliada por um conjunto de procedimentos que
permitem a análise dos genomas em vários níveis de complexidade:
1- Complemento cromossômico –
citogenética
2- mapeamento de sequências de DNA
3 - padrões eletroforéticos de sequências
nucleares variáveis, flanqueados por
um único primer (RAPDs). Usada para
classificar insetos, plantas, mamíferos
e fungos simbiontes
4 -padrões eletroforéticos de sequências
repetitivas intercaladas, não funcionais,
localizadas no núcleo (DNA
fingerprinting, microsatélites)

13. Diversidade
genética Diversidade genética do dendê
(Barcelos et al 2002)
Foram utilizados marcadores
moleculares do tipo AFLP
(Polimorfismo de comprimento de
fragmentos amplificados) e RFLP
(polimorfismo de comprimento de
fragmentos de restrição).
Foram encontrados 4 grupos genéticos
distintos: Brasil, Guiana Francesa e
Suriname, Peru e norte da Colômbia.

14. Teorias sobre a biodiversidade
Podem ser agrupadas em duas classes:
1- mecanismos de dispersão reunidos - focaliza como a riqueza
de espécies é determinada pela taxa de especiação, extinção
e dispersão (MacArthur & Wilson 1967; Hubbell 2001). Os
processos probabilísticos na colonização e extinção dos
indivíduos nos habitats podem explicar as diferenças de
composição e abundância relativas das espécies.
2- mecanismos de nicho reunidos – focaliza como a diferenças
funcionais entre as espécies, interações entre espécies e
heterogeneidade do ambiente combinam-se para determinar
o número de espécies numa comunidade (Hutchison 1959,
Chesson, 2000)

15. DIVERSIDADE CONTROLADA PELA ESTRUTURA DO
HABITAT
Um complexo vegetacional como o encontrado em florestas
tropicais, sugerem uma multiplicação dos nichos ecológicos.
Mac Arthur (1965) testou a hipótese de que um maior número de camadas de
copas das árvores, suportaria um número maior de pássaros.
Contudo, a relação entre a diversidade e heterogeneidade não está
bem estabelecida.
Enquanto alguns autores (MAcARTHUR & MAcARTHUR 1961;
ROSENZWEIG & WINAKUR 1969; M'CLOSKEY 1976; ALHO 1981;
FONSECA 1989; STALLlNGS et al. 1990a) encontraram uma forte correlação
entre estes fatores, outros têm falhado em demonstrar alguma relação (BOND
et al. 1980) ou encontram fraca associação (AUGUST 1983). Isto sugere que
diferentes sistemas devem comportar-se de forma distinta e evidencia a
necessidade de uma teoria geral que responda por estas diferenças.

16. Teorias sobre a biodiversidade
• Hutchinson (1959) propôs que a energia
poderia limitar a complexidade das cadeias
alimentares.
Teoria da energia – estabilidade - área da
biodiversidade: quanto maior a energia solar,
mais estável o clima e mais extensa a área,
tanto maior a diversidade.

17. Teoria neutra da Biodiversidade e Biogeografia (TNB)
(Hubbell 2001) Cassemiro & Padial 2008

18. A TNB é uma teoria geral da
biodiversidade que tenta explicar
padrões observados na natureza
baseados principalmente em
restrições na dispersão de
indivíduos.

20. Cassemiro & Padial 2008

21. DIVERSIDADE E PRODUTIVIDADE
Correlação alta entre produtividade e diversidade em escala global.
Contudo, a quantidade de energia disponível não delimita a riqueza de
espécies, o que indica que essa hipótese não seja generalizada.
Ex: lagos poluídos, estuários, animais bentônicos em fossas abissais.
A exclusão por competição pode explicar a diminuição da diversidade nestas áreas.
Tipo de Ecossistema Produtividade líquida total (109 ton
C/ano)
Floresta Tropical
Floresta temperada sempre verde
Floresta temperada decídua
Floresta Boreal
Savana
Deserto
Terras agrícolas
15,3
2,9
3,8
4,3
4,7
0,6
4,1
Produtividade de algumas regiões

23. Amphibian diversity is highest in the tropics and Brazil has the most
described species at 811 species. By contrast, the United States is nearly
the same size as Brazil but has 292 species (as of January 22, 2009).

24. 1) OHIO - 2000 espécies de plantas vasculares
EQUADOR 20.000 espécies de plantas vasculares.
2) Recorde mundial para diversidade em árvores – 300 espécies de grandes árvores/ha na floresta
Amazônica (Peru) (Gentry, 1988), está na mesma ordem de grandeza que todas as espécies arbóreas da
América do Norte e Europa combinadas.
3) Todos os primatas são tropicais
4) A diversidade de répteis é correlacionada com a latitude.
5) Diversidade de insetos é maior nos trópicos.
6) Gottlieb (1996) cita a diversificação micromolecular com o aumento da latitude:
gradiente latitudinal positivo (esteróides, poliacetilenos, alcalóides pirrolizidícos).
Gradiente latitudinal negativo (neolignanas, lignanas, protoantocianidinas)
RELAÇÃO ENTRE DIVERSIDADE E
LATITUDE

25. Manihot esculenta
Diversidade /Agricultura

26. Diversidade /Agricultura
A biodiversidade apresenta valores significativos não somente em termos de
medicamentos, mas como no caso dos cultivares.
O trigo, arroz, mandioca e milho tem um lugar preponderante dentro do valor
econômico direto.
As variedades silvestres destes, tem enorme importância, pois são provedores
de alimento e ainda mais, por sua capacidade de resistência a ataques de
pragas. Uma vez que os atuais sistemas de cultivo (monoculturas) levam a um
sério processo de erosão genética, estes parentes silvestres além da
importância descrita, são responsáveis pelo enriquecimento genético destes
grupos.
No Brasil, por exemplo, existem muitos cultivos de mandioca e mais de 100
variedades já foram catalogadas junto a comunidades tradicionais (pequenos
agricultores) que além de utilizarem estes recursos diretamente, mantém a
diversidade genética da mandioca.

27. Figure 3 Biodynamic (A) and conventional (B) soil surface in winter wheat plots.
P Maeder et al. Science 2002;296:1694-1697
Published by AAAS
Earthworm casts and weed seedlings are more frequent in the
biodynamic plot. Disaggregation of soil particles in the conventional
plots leads to a smoother soil surface

28. Figure 4 Soil microbial functional diversity (Shannon index H') and metabolic quotient (qCO2
= soil basal respiration/soil microbial biomass) correlate inversely.
P
Maeder et al. Science 2002;296:1694-1697
Published by AAAS

29. A Diversidade microbiana funcional (índice de Shannon H ') e o quociente metabólico
(respiração do solo/biomassa microbiana) se correlacionam inversamente.
A maior diversidade no sistema orgânico está relacionada a um baixo qCO2, indicando
uma maior eficiência energética da comunidade microbiana mais diversificada.
O índice de Shannon é significativamente diferente entre os dois sistemas
convencionais (CONFYM, CONMIN) e o sistema BIODYNâmico.
Maeder et al. Science 2002;296:1694-1697

30. HOTSPOT

31. HOTSPOT
Norman Myers, ecologista britânico definiu hotspot em 1988, como
sendo áreas com prioridade para terem a biodiversidade conservada,
com excepcional nível de endemismo de plantas e com sérios níveis
de perda de habitat.
Conservation International adotou Myers hotspot e re-examinou o
conceito (1996):
Para qualificar um hotspot, a região deve ter pelo
menos 1500 espécies de plantas vasculares como
endêmicas e deve ter perdido pelo menos 70% do
habitat original.

36. Floresta Atlântica
Hotspot

37. Hotspot Original Extent (km2) 1.233.875
Hotspot Vegetation Remaining
(km2)
99.944
Endemic Plant Species 8.000
Endemic Threatened Birds 55
Endemic Threatened Mammals 21
Endemic Threatened Amphibians 14
Extinct Species† 1
Human Population Density
(people/km2)
87
Area Protected (km2) 50.370

38. Floresta Atlântica
Plantas
20.000 plantas vasculares
8.000 são endêmicas
3 espécies raras: Caesalpinia echinata, Dalbergia nigra, Paratecoma peroba
Vertebrados
Pássaros
930 espécies
23 gêneros endêmicos
Mamíferos
260 espécies com 70 espécies endêmicas
Répteis
300 espécies
95 endêmicas
20 espécies de cobras do Gênero Bothrops são endêmicas
Anfíbios
450 espécies, sendo metade endêmicas

39. Cerrado - Hotspot

40. CERRADO
Hotspot Original Extent (km2) 2.031.990
Hotspot Vegetation Remaining
(km2)
438.910
Endemic Plant Species 4.400
Endemic Threatened Birds 10
Endemic Threatened Mammals 4
Endemic Threatened
Amphibians
2
Extinct Species† 0
Human Population Density
(people/km2)
13
Area Protected (km2) 111.051

41. As categorias ameaçadas: IUCN lista vermelha
Criticamente ameaçadas (CR)
É considerada nessa categoria quando se encontra em risco altíssimo de
extinção na natureza.
Ameaçada (EN)
É considerada nessa categoria quando se encontra em risco muito alto de
extinção na natureza.
Vulnerável (VU)
É considerada nessa categoria quando se encontra em risco alto de extinção
na natureza.

42. Critical ▀
Endangered ▀
Vulnerable ▀
IUCN

43. Group Species Threatened CR EN VU
Mammals 5488 1141 188 448 505
Birds 9990 1222 190 361 671
Reptiles 8734 423 86 134 203
Amphibians 6347 1905 475 755 675
Fishes 30700 1275 289 269 717
Insects 950000 626 70 132 424
Molluscs 81000 978 268 224 486
Plants 298506 8457 1575 2280 4602
2008
IUCN

44. Lower risk categories
2001 Categories & Criteria
(version 3.1)
Description
Least Concern (LC or LR/lc), lowest risk. Does not qualify for a more at risk category.
widespread and abundant taxa are included in this category.
Near Threatened (NT or LR/nt), is close to qualifying for or is likely to qualify for a threatened
category in the near future.
No longer a Red List
category
Conservation Dependent (LR/cd), the focus of a continuing taxon-specific or habitat-specific
conservation program targeted towards the taxon in question, the cessation of which would result in the
taxon qualifying for one of the threatened categories below within a period of five years.

45. Description
Vulnerable (VU), considered to be facing a high risk of
extinction in the wild
Endangered (EN), considered to be facing a very high risk of
extinction in the wild.
Critically Endangered (CR), facing an extremely high risk of
extinction in the wild.
Threatened categories

46. Extinct in the Wild (EW), known only to survive in cultivation, in
captivity or as a naturalized population (or populations) well outside the
past range.
Data Deficient (DD), inadequate information to make a direct, or
indirect, assessment of its risk of extinction.
Not Evaluated (NE), not yet been evaluated against the criteria.
Possibly Extinct (PE), a category given by BirdLife International. A
subcategory of CR.
Possibly Extinct in the Wild (PEW), A term used within the IUCN Red
List. A subcategory of CR.
Extinct (EX), there is no reasonable doubt that the last individual has
died.
Other categories

47. Not Evaluated - NE - sem avaliação: ainda não foi avaliada pela IUCN;
Data Deficient - DD - dados insuficientes:
faltam dados, geralmente referentes à sua distribuição e/ou área de
distribuição;
Least Concern - LC – risco mínimo: geralmente se trata de espécies com
populações abundantes;
Near Threatened - NT – quase ameaçada: espécie que tem riscos em
potencial de se apresentar em perigo de extinção;
Vulnerable - VU – vulnerável:
existe um risco significativo de se extinguir em estado selvagem;
Endangered - EM – em perigo: existe um risco significantemente grande de
se extinguir em estado selvagem;
Critically Endangered - CR - perigo grave / criticamente em perigo:
existe um risco extremamente grande de se extinguir em estado selvagem;
Extinct in the Wild - EW – extinta da natureza / extinta em estado
selvagem: somente encontrados indivíduos em cativeiro, cultivos ou em
locais muito afastados da sua área original de distribuição;
Extinct - EX – extinta: quando há confirmações substanciais de que o
último indivíduo da espécie já morreu.

48. Ararinha Azul (Cyanopsitta Spixii) vivia na
Bahia, na região do vale do Rio São
Francisco. É considerada uma das aves
mais belas do mundo. Por isso
Habitat: Mata de galeria da caatinga onde
predomina a caraíba (Tabebuia caraíba);
O Cyanopsitta spixii foi descoberto em
1832, seu ninho era construído em
buracos, principalmente abertos nos
troncos do pau d’arco (Tabebuia caraíba).
Hoje só existem 73 aves no mundo, todas
vivendo em cativeiro, estando 56 delas no
Centro de Preservação Al Wabra, no Catar,
considerado, hoje, como um local de
excelência na preservação de animais de
todo o mundo.
Ararinha Azul

50. Foto Prof. João Carlos Lopes

51. Relationship among estimates of biodiversity
value: a scale of surrogacy for mapping more at
lower cost

52. http://www.nhm.ac.uk/research-
curation/research/projects/worldmap/diversity/ovlb3.htm

53. Muitos destes relacionamentos continuam a ser muito mal
compreendidos, de modo que devem ser utilizados com cuidado
devido para o estabelecimento de dados de suporte a partir de
amostras de teste.
A consequência desta abordagem na valorização da biodiversidade é
que ele fornece uma possível visão unificada dos três níveis
tradicionais em que a biodiversidade tem sido descrito. Com efeito, ele
utiliza a diversidade genética, como base para avaliar a diversidade de
espécies (pela sua riqueza relativa em genes diferentes) e diversidade
de ecossistemas (para a riqueza relativa dos diferentes processos para
os quais os genes que contribuem finalmente).

54. http://www.futurity.org/earth-environment/map-of-life-tracks-animals-
around-the-globe/
Map of Life’ tracks animals around the globe
Universidade do Colorado USA

55. IMPACTOS NA
BIODIVERSIDADE

56. Relação entre a densidade da população rural e remanescente de florestas que
formam dossel. Laurance, 2006

57. Lemuroide Hemibelideus lemuroides da Austrália, especialista que evitam
fragmentos ou florestas secundárias. Laurance 2006.

59. Represa no Sudeste de Goiás

60. Fazenda em área desmatada no Acre

61. Seca na Bahia em 2012

63. Fatores envolvidos no declínio dos anfíbios: Fragmentação, exploração,
doenças, construção de estradas, mudanças climáticas, contaminação
química

64. Paulo Emilio Vanzolini – Prof. Zoologia da USP