Biogeografia

Estudo da distribuição de organismos

Biogeografia

• Ciência observacional comparativa

• Experimentos – utilidade limitada

• Escalas múltiplas

• Comparativa tem usos, porém

• Ciência sintética

Disciplinas Usadas na Biogeografia

• Anatomia

• Fisiologia

• Taxonomia

• Desenvolvimento

• Evoluão

• Geologia

• Geografia

• Ecologia

• Climatologia, Paleontologia……

Relevância da Biogeografia

O que permite que uma espécie vive onde está, e o

que inibe a colonização de outras áreas?

Qual é o parente mais próxima de uma espécie e

onde podem ser encontradas? Onde viveram as

ancestrais?

Como os eventos históricos moldam a distribuição de

uma espécie?

Pergunta básica: O que molda os

padrões globais da biodiversidade?

A Importância do Tempo

• Biogeografia histórica

• Biogeografia ecológica

• Paleoecologia

A Ciência

• “O processo da ciência deve muito aos atributos

humanos bons……..mais também é retardado por

características como prejuízo, ciúme, respostas

imediatas, e estupidez.”

Historia da Biogeografia

Raízes nas perguntas feitas durante a “Idade de

Exploração”

Compartilha uma linhagem comum com a ecologia

Primeiras perguntas

– Desde onde vem a vida?

– Como a vida diversificou para ocupar a planeta?

Temas Persistentes da Biogeografia

• Classificação de regiões geográficas a base da biota

• Reconstrução do desenvolvimento histórico de linhagens e biota, incluindo sua origem, disseminação, e diversificação

• Explicação das diferencias de número e tipos de espécies entre áreas geográficas, e ao largo de gradientes geográficos

• Explicação da variação geográfica das características de indivíduos e populações de espécies com alto parentesco

Idade de Exploração

Há 250 anos, somente 1% das espécies conhecidas

hoje eram identificadas

Missão – revelar os mistérios da criação estudando a

diversidade da vida

Ponto de vista prevalente – estase

Com o aumento da identificação de espécies, ficou

claro que precisava uma organização nova

Carolus Linneaus (1707 – 1778)

Um entendimento da

organização resultaria num

entendimento do plano do

Criador

Usou um ideia estática da

Terra

Explicar a origem e

disseminação da vida

Desafio era explicar a

diversidade e distribuição

Carolus Linneaus (1707 – 1778)

Como a vida disseminou desde o Paraíso onde ficou o Arco

Lineu – “Montanha do Paraíso” – uma ilha montanha de vida ao longo das vertentes, adaptada perfeitamente para as condições bióticas e abióticas de sua “estação”

Baseado nas condições conhecidas da montanhas tropicais

Formação posterior de terra permitiu a disseminação

Comte de Buffon (1707 – 1788)

Contemporâneo de Lineu

Não concordou com o ponto de vista da disseminação da vida (espécimes vivos e fosseis)

Locais com climas similares tinham espécies diferentes

Ambiente extremo ao redor de Monte Ararat

Propus origem no norte de Europa

Hipótese de Buffon – clima

era mas fria o que

permitiu que as espécies

colonizam áreas novos e

mudar

Pontos chaves – clima e

espécies são dinâmicos

(central a teoria moderna

da biogeografia e o

precursor ao

desenvolvimento da teoria

de evolução)

Comte de Buffon (1707 – 1788)

Comte de Buffon (1707 – 1788)

Lei de Buffon – Regiões similares ambientalmente mas separadas têm espécies diferentes de aves e mamíferos

Considerado como o primeiro princípio da biogeografia

Estudos posteriores de Joseph Banks e Johann Forster que encontraram que a Lei de Buffon também é valida para as plantas

Fitogeografia

Fim do Século XIIX – teologia natural ainda como teoria biológica principal

Willdenow (1765-1812) e Humboldt (1769-1859) – fitogeografia – distribuição geográfica das plantas

Estudos da distribuição vegetal das Andes (5,600 m de altura

Mt. Chimbaruzo

Fitogeografia

Identificara faixas floristicas

desde o tropico até o artico

Observaram que as

comunidades vegetais

associada intimamente com

o clima local

Primeiras ideias da

competição (Candolle)

Mt. Chimbaruzo

Biogeografia no Século XIX

Primeira três temas estabelicidas

• Classificação de regiões geográficas a base da biota

• Reconstrução do desenvolvimento histórico de linhagens e biota, incluindo sua origem, disseminação, e diversificação

• Explicação das diferencias de número e tipos de espécies entre áreas geográficas, e ao largo de gradientes geográficos

Biogeografia no Século XIX

Lei de Buffon

– Os primeiros biogeógrafos testaram

– Classificação de regiões a base da biota (tema 1)

– Reconstrução da origem e disseminação da vida (tema 2)

– Mudanças ao longo de gradientes (tema 3)

– Estabelecimento de técnicas ainda usadas

Percepção de uma Terra estática mas com a vida sendo dinâmica

Limitações

O número de espécies locais aumenta com

área

O número de espécies diminua desde o

equador

Necessidade de mudar ao próximo passo

(testes rigorosos) mas outra informação

era necessária

Por que?????

Necessidades para um Entendimento

Melhor

Estimativa melhor da idade da Terra

(teologia natural e 6,000 anos)

Entendimento da natureza dinâmica de

continentes e oceanos

Entendimento da disseminação e

diversificação – dispersão, vicariância,

extinção, evolução)

Primeiros Avanços do Século XIX

Borngniart – pai da paleobotânica

Lyell – pai da geologia

Ambos usaram o registro fóssil para concluir que as

mudanças climáticas ocorrem no tempo (formas

de vida de climas tropicais no norte de Europa)

Lyell – mudanças do nível do mar e o surgimento e

erosão de montanhas; extinção

Novas espécies originaram por via de criações novas

após as extinções; espécies novas criadas para

climas novos

Primeiros Avanços do Século XIX

Lyell propus o uniformitarianismo

Também, existia a realização que os processos

ocorrem devagar (gradualismo)

Tempo necessário para os processos geológicos +

substituição contínua da biota = Terra muito mais

velha do que 6,000 anos

Quatro Cientistas Britânicos

Charles Darwin, Joseph Hooker, Philip Sclater,

Alfred Russell Wallace

Naturalistas, viajando pelo mundo e descobrindo a

diversidade

Compartilham suas observações resultando numa

imagem mais ampla da vida

Não concordam com todas as ideias

Darwin

Origem das Espécies

Propus ideias da dispersão da vida (em oposição as

ideias de Agassiz de um ponto próximo a criação)

O ponto de vista de “dispersão” mudou a ideias da

dispersão dinâmica

Sem acordo depois mudou aos mecanismos da

dispersão (dispersão versus extensão)

Extensão e Pontes Terrestres

Outras Contribuições

Hooker – estudo das distribuições das plantas do

hemisfério sul que resultou no desenvolvimento da

biogeografia da vicariância

Sclater – usou a distribuição de aves passerinas (uso

de poleiras) para desenvolver um sistema de seis

regiões biogeográficas ainda usado hoje

Também propus zonas baseadas nas mamíferas

marinhas

Wallace

Maior contribuição a biogeografia (paí da

zoogeografia)

Aumentou a ideia das zonas de Sclater

Estabeleceu muitos dos princípios básicos da

biogeografia

Observou uma mudança distinta na fauna do

Sudeste da Ásia e Austrália (Linha de Wallace)

Outras Contribuições do Século XIX

Regra de Bergmann – homeotermos, tamanho corporal, e razão da superfície a volume dos polos

Regra de Allen – apêndices de aves e mamíferos viram mais curtas e mais robustas com distancia do equador.

Regra de Cope – grupos tendem aumentar em tamanho durante sua evolução

Limitação de generalidades mas abriu para novas ideias

Outras Contribuições do Século XIX

As zonas de vida de Merriam

Estudo de mudanças de elevação – tipos de

vegetação e composição de espécies são similares

aos padrões longitudinais

Confirmou as conclusões de Humboldt

Século XX

Muita informação da paleontologia

Origem, dispersão, radiação, e o declínio dos

vertebrados terrestres

Desenvolvimento de filogenias

– Origem de grupos novos

– Aumento do número de espécies

– Radiação para preencher nichos e aumentar a

amplitude

Mas, a pergunta básica de como ocorreu a dispersão

Século XX

Relação entre as propriedades geológicas e

ecológicas do ambiente

Padrões da variação morfológica

Coincidiu com a Síntese Moderna

Essa ligação resultou na formulação do conceito da

espécie biológica (Ernst Mayr)

Também identificou a especiação alopatrica

Deriva Continental

A crosta da Terra fixa até 1960

Deriva Continental proposto em 1858

Recuperado por Wegener e Taylor usando evidencias

geológicas e ecológicas

Criticado e renegado até que as evidencias não mais

podiam ser negados

Mudou a dispersão de pontes terrestres aos

movimentos dos continente

Métodos Filogenéticos Novos

Deriva Continental resulta no estudo de disjunções

Biogeografia da Vicariância

Avaliação e revisão de filogenias

Outras Ferramentas

• Computadores

• Sistemas de Informação Geográfica

• Geoestatistica

• Macroecologia