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Conteúdo principal

Estrutura da comunidade

Riqueza e diversidade de espécies. Por que ecossistemas mais diversos tendem a ser mais estáveis. Papéis das espécies fundadoras e das espécies-chave.

Pontos Principais:

  • A estrutura de uma comunidade pode ser descrita por sua riqueza específica que é o número de espécies presentes, e pela diversidade específica que é uma medida da riqueza específica e da uniformidade das espécies (números relativos).
  • A estrutura da comunidade é influenciada por muitos fatores, incluindo fatores abióticos, interações entre as espécies, nível de distúrbio e eventos aleatórios.
  • Algumas espécies, tais como espécies fundadoras e espécies-chave, desempenham papéis particularmente importantes na determinação da estrutura de suas comunidades.

Introdução

Diferentes comunidades ecológicas podem ser bem distintas quanto aos tipos e números de espécies que contêm. Por exemplo, algumas comunidades do Ártico incluem apenas poucas espécies, enquanto algumas comunidades da floresta tropical úmida têm um número imenso de espécies contidas em cada metro cúbico.
Uma maneira de descrever esta diferença é dizer que as comunidades têm estruturas diferentes. A estrutura da comunidade é essencialmente a composição de uma comunidade, incluindo o número de espécies naquela comunidade e seus números relativos1. Pode também ser interpretada mais amplamente, para incluir todos os padrões de interação entre as diferentes espécies2.
Neste artigo, veremos algumas das maneiras pelas quais a estrutura da comunidade pode ser quantificada (medida numericamente). A seguir, examinaremos fatores que definem a estrutura da comunidade, focando especialmente em espécies fundadoras e espécies-chave.

Como medimos a estrutura da comunidade?

Duas medidas importantes usadas por ecólogos para descrever a composição de uma comunidade são a riqueza e a diversidade de espécies.

Riqueza específica

Riqueza específica é o número de espécies diferentes em uma comunidade particular. Se encontramos 30 espécies em uma comunidade, e 300 espécies em outra, a segunda comunidade tem uma riqueza específica muito maior que a primeira.
Comunidades com as maiores riquezas específicas tendem a ser encontradas em áreas próximas ao Equador, que recebem grandes quantidades de energia solar (suportando alta produtividade primária), temperaturas quentes, grandes quantidades de precipitação e pouca variação sazonal. Comunidades com as menores riquezas específicas ficam próximas aos polos, que recebem menos energia solar e são mais frias, mais secas, e menos favoráveis à vida. Este padrão é ilustrado abaixo para riqueza específica de mamíferos (riqueza específica calculada somente para espécies de mamíferos, não para todas as espécies). Muitos outros fatores além da latitude também podem afetar a riqueza específica de uma comunidade.
O mapa mostra a distribuição espacial de riqueza específica de mamíferos nas Américas do Norte e do Sul. O número mais alto de espécies de mamíferos, 179-228 por quilômetro quadrado, ocorre na região amazônica da América do Sul. A riqueza específica é geralmente mais alta nas latitudes tropicais e diminui ao norte e ao sul, atingindo zero espécies nas regiões árticas.
Riqueza específica global calculada para espécies de mamíferos. Crédito da imagem: "Community ecology: Figure 14," por OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Modificação da imagem por NASA, CIESIN, Columbia University.

Diversidade específica

A diversidade específica é uma medida da complexidade da comunidade. É uma função do número de espécies diferentes na comunidade (riqueza específica) e de suas abundâncias relativas (uniformidade de espécies). Maior número de espécies e abundâncias específicas mais uniformes resultam em diversidade específica mais alta. Por exemplo:
  • Uma comunidade florestal com 20 diferentes espécies arbóreas teria uma maior diversidade específica que uma comunidade florestal com somente 5 espécies de árvores (supondo que todas as espécies arbóreas abundância uniforme em ambos os casos).
  • Uma comunidade florestal com 20 espécies arbóreas, com uniformidade nas abundâncias relativas, teria maior diversidade específica que uma comunidade florestal com o mesmo número de espécies, mas abundâncias muito desiguais (por exemplo, com 90% das árvores pertencendo a uma única espécie).
Em geral, os ecólogos consideram que comunidades ecológicas mais diversas são mais estáveis (isto é, mais capazes de se recuperar após um distúrbio) que comunidades menos diversas. Você pode explorar as causas disso no vídeo sobre redes ecológicas. Contudo, a relação diversidade-estabilidade não é uma regra universal e há alguns casos onde outros fatores (além da diversidade específica) são mais importantes na determinação da estabilidade do ecossistema e da comunidade5,6.

Quais fatores definem a estrutura da comunidade?

A estrutura de uma comunidade é resultado da interação de muitos fatores, tanto abióticos (não vivos) quanto bióticos (relativos aos organismos vivos). Aqui estão alguns fatores importantes que influem a estrutura da comunidade:
  • Os padrões climáticos do local onde está a comunidade.
  • A geografia do local.
  • A heterogeneidade (diversidade espacial) do ambiente7.
  • A frequência de distúrbios ou eventos disruptivos.
  • Interações entre organismos.
A estrutura de uma comunidade também pode ser definida por eventos aleatórios que aconteceram durante sua história. Por exemplo, suponha que uma única semente seja soprada pelo vento até o solo de uma área particular. Se ela formar raízes, a espécie pode se estabelecer e, após certo período de tempo, tornar-se dominante (excluindo espécies similares). Se a semente não germinar, uma outra espécie similar pode ter a sorte de se estabelecer e tornar-se dominante.

Espécies fundadoras e espécies-chave

Algumas espécies tem impactos excepcionalmente fortes na estrutura da comunidade, preservando o equilíbrio da comunidade ou até mesmo tornando possível sua existência. Estas espécies "especiais" incluem as espécies fundadoras e as espécies-chave.

Espécies fundadoras

Uma espécie fundadora desempenha um papel único e essencial na criação e definição de uma comunidade. Geralmente, espécies fundadoras agem modificando o ambiente de forma que este possa suportar os outros organismos que formam a comunidade9,10,11.
O kelp (alga parda) é uma espécie fundadora que forma a base das florestas de kelp na costa da Califórnia. Kelps criam ambientes que permitem a sobrevivência de outros organismos que compõem a comunidade da floresta de kelp9. Os corais de um recife de coral são uma outra espécie fundadora. Os exoesqueletos dos corais vivos e mortos constituem a maior parte da estrutura do recife, que proteje outras espécies das ondas e correntes oceânicas. Castores, que modificam seu ambiente através da construção de barragens, também podem ser vistos como espécies fundadoras9,11.
Fotografia de um recife de coral.
Um recife de coral. Crédito da imagem: "Community ecology: Figure 13," by OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Trabalho original de Jim E. Maragos, USFWS.

Espécies-chave

Uma espécie-chave é uma espécie que tem um efeito na comunidade desproporcionalmente grande em relação à sua biomassa ou abundância. As espécies-chave diferem das espécies fundadoras de duas formas principais: elas têm maior probabilidade de pertencer a níveis tróficos mais altos (serem predadores de topo da cadeia alimentar) e atuam de maneiras mais diversificadas que as espécieis fundadoras, que tendem a modificar seu ambiente.10,11.
A estrela do mar da zona intertidal Pisaster ochraceus, que é encontrada no noroeste dos Estados Unidos, é talvez o exemplo mais famoso de uma espécie-chave. Em um experimento clássico de ecologica de comunidades, as estrelas-do-mar foram experimentalmente removidas da zona intertidal onde viviam. Como resultado, as populações de sua presa (mexilhões) aumentaram, alterando a composição de espécies da comunidade e reduzindo drasticamente sua diversidade específica. Quando as estrelas-do-mar estavam presentes, cerca de 25 espécies de cracas e algas eram encontradas na parte inferior da zona intertidal, mas quando elas estavam ausentes, a população de mexilhões se expandia nessa direção e substituía quase completamente estas outras espécies.12.
Este tipo de redução drástica na diversidade ou colapso da estrutura da comunidade habitualmente ocorre quando uma espécie-chave é removida. Neste caso, a perda da diversidade aconteceu porque os mexilhões excluíram as outras espécies, que podiam subsistir normalmente porque as estrelas-do-mar controlavam os mexilhões.
Fotografia de uma estrela-do-mar.
Crédito da imagem: "Community ecology: Figure 15," by OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Trabalho original de Jerry Kirkhart.

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Quer saber mais sobre o experimento clássico de espécies-chave descrito acima? Confira esta atividade interativa do LabXchange.
LabXchange é uma plataforma on-line gratuita de educação científica criada na Faculdade de Artes e Ciências de Harvard e apoiada pela Fundação Amgen.

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