Diversidade no Museu - Roteiro de aula prática em Ecologia de Comunidades

Eu tenho duas pergunta pra você:

O que é Diversidade?

Não é tão simples definir essa palavra em termos biológicos, mesmo que o conceito seja bem intuitivo.

Outra pergunta: Como se mede a diversidade?

Nesta aula serão apresentados os conceitos de riqueza, diversidade, abundância (continuando a aula passada), equitabilidade, índices de riqueza e de similaridade. Os índices de diversidade, por serem mais complexos, serão apresentados em outro momento.

Vamos deixar a primeira pergunta de lado por enquanto e focar na segunda - Como medir a diversidade - pra que depois você entenda melhor o que é, de fato, a diversidade.

Quando queremos avaliar a diversidade de uma comunidade, podemos usar diferentes métodos. Um deles é descrever a composição da comunidade, ou seja, a lista das espécies que a compõem.

Uma outra forma de fazer isso é contar o número de espécies que compõem aquela comunidade. Esta é a definição de riqueza.

Agora, observe a imagem abaixo, que corresponde a duas comunidades hipotéticas:

Ao descrever a composição dessas comunidades, teremos os mesmos dados: Morfoespécie 1 (Sp 1), Sp 2, Sp 3 e Sp 4.

Ao descrever a riqueza dessas comunidades, também teremos os mesmos dados para as duas: o número de espécies encontrado em ambas é 4.

Mas as duas comunidades são iguais? Possuem a mesma diversidade? Evidentemente que não. Então, o que falta considerar? A abundância.

Apesar de ter a mesma composição e a mesma riqueza, a proporção de indivíduos de cada espécie é diferente. Na comunidade 2 há predominância de uma determinada espécie, por isso, apesar de tudo, não podemos dizer que ambas as comunidades possuem a mesma diversidade.

Esta é uma aula prática que poderá ser feita num museu (o que será o nosso caso), numa coleção biológica, num jardim, num zoológico ou mesmo na rua. No nosso caso, ela será feita no Museu Lorenzutti, na cidade de Linhares (ES). Este museu conta com uma belíssima coleção de animais vertebrados taxidermizados (empalhados) nativos e algumas endêmicos do Corredor Central da Mata Atlântica.

Como os animais estão expostos em vitrine, nós utilizaremos o museu como uma simulação de um ambiente natural, em que os pesquisadores (estudantes) farão levantamento de dados das espécies para o estudo dessa comunidade.

A turma será dividida em grupos de forma que cada grupo seja responsável pelo estudo de um grupo taxonômico: Aves, mamíferos e Peixes. A seguir, o passo-a-passo:

1. Leia todo o roteiro antes de começar! Isso é muito importante pois alguns dados são levantados ao mesmo tempo que outros.

2. Delimite o espaço físico do ambiente que corresponde à sua comunidade de estudo. Falaremos disso mais tarde.

3. Faça a lista da composição da sua comunidade. Se você não conhecer cada uma das espécies, utilize nomes populares quando souber. Se não conhecer nomes populares, morfoespecie.

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Morfoespeciar é fazer o que o pesquisador das comunidades de árvores fez na figura acima: quando você não conhece a espécie, isso não te impede de fazer a análise de diversidade. Chegue ao nível taxonômico mais profundo que você conseguir (ex: família ou gênero) e acrescente sp1, sp2 e assim por diante.

IMPORTANTÍSSIMO é o seu grupo de estudo estar de acordo com a identificação, de forma que todos saibam quem é a sp1, quem é a sp2... use um registro fotográfico para garantir!

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4. Ao listar cada uma das morfoespécies que compõem a sua comunidade, conte o número de indivíduos de cada morfoespécie.

Agora vamos sair do "campo" e voltar ao "laboratório" com os nossos dados para analiza-los.

5. A primeira coisa a fazer agora é tabular os dados. Construa uma tabela (de preferência uma planilha de excel) com as espécies em uma coluna e o número de indivíduos de cada uma em outra.

6. Faça um gráfico para representar esses dados visualmente. Este gráfico é chamado de Diagrama de distribuição de espécies, e apesar do termo "distribuição", não se refere à localização espacial dos indivíduos, mas ao peso da sua participação na composição da comunidade.

7. Existem espécies que são raras na comunidade, e espécies que são mais comuns. Elas não podem ser consideradas da mesma forma numa análise de diversidade, por isso a abundância relativa (= de cada uma em relação às outras) é uma informação importantíssima. Por isso, vamos usar essa informação para calcular os índices de riqueza. Os índices de riqueza são úteis para indicar o número de espécies em relação ao total de indivíduos amostrados, ou abundância total. Dois dos índices de riqueza mais simples de calcular são:

Índice de Margalef: D = (S-1)/ln N

Índice de Menhinick: D = S/(raiz quadrada de N)

Onde S é o número de espécies e N é o número total de indivíduos encontrados.

Entende-se que comunidades com maior equitabilidade são mais diversas.

Nos estudos de ecologia de comunidades, frequentemente comparamos uma comunidade a outra, por diversos motivos. Por isso, existem diferentes conceitos que se aplicam aos diferentes Níveis de diversidade:

Diversidade alfa (a): É a diversidade encontrada dentro de uma comunidade.

Diversidade beta (b): é a diferenciação entre duas comunidades, dada pelo número de espécies que diferem entre elas.

Diversidade gama (y): é a diversidade em nível regional, ou seja, a soma da diversidade das comunidades que compõem um ecossistema, por exemplo.

Para conhecer a diversidade alfa, beta ou gama entre comunidades é preciso compara-las. Pra isso, precisamos conhecer os índices de similaridade. Os dois mais comuns são os coeficientes de Jaccard e o de Sorensen:

Coeficiente de Jaccard: Sj = a / (a+b+c)

Coeficiente de Sorensen: Ss = 2a / (2a+b+c)

onde

a é o número de espécies em comum em ambas as comunidades analisadas (1 e 2); b é o número de espécies que existem na amostra 1 e que não existem na amostra 2;

c é o número de espécies que existem na amostra 2 e que não existem na amostra 1.

>> Esses índices variam de 0 (sem similaridade) a 1 (iguais).

8. Comparando duas comunidades hipotéticas. Agora, vamos voltar às nossas comunidades hipotéticas apresentadas anteriormente e calcular os índices de similaridade entre elas.

Agora vamos analisar o significado biológico do que estamos falando:

A. Por que é importante considerar a abundância de cada espécie que compõe a comunidade? Como a equitabilidade se relaciona a isso?

B. Qual é a utilidade de comparar duas comunidades? Defina o termo Similaridade.

C. Agora, voltando à pergunta original, O que é Diversidade?

Esta aula foi feita com base no livro Ecologia de Populações e Comunidades, de Peroni & Hernández (2011).