Biogeografia - Uma Aborgadem Ecológica e Evolucionária, 9ª edição

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Biogeografia – Uma Abordagem Ecológica e Evolucionária é um livro singular por englobar as três áreas da pesquisa biogeográfica: a biogeografia continental, a insular e a marinha. A nona edição traz uma atualização fundamental dos estudos sobre o efeito estufa, as interações entre os fenômenos físicos e a vida das espécies, e o impacto humano em cada uma delas._x000D_
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Nesta edição, todos os capítulos foram atualizados, e houve a inclusão de um capítulo referente à biogeografia conservacional. Com mais de 40 anos de publicação, Biogeografia – Uma Abordagem Ecológica e Evolucionária reúne um sólido conteúdo em biologia básica e biogeografia histórica, incrementado com dados das pesquisas mais recentes na área. _x000D_
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A linguagem é clara e didática, o que faz desse livro a referência obrigatória para estudantes de graduação e profissionais das áreas de Geografia, Ecologia, Ciências Naturais e áreas afins.

15 capítulos

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1 - Uma História da Biogeografia

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ste capítulo introdutório começa com uma explicação de por que o estudo da história de um assunto é importante, e destaca algumas das importantes lições que os alunos podem ganhar com isso. Seguido pela revisão das formas em que cada uma das áreas de pesquisa em biogeografia são desenvolvidas desde a sua fundação até hoje.

Lições do Passado

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m dos maiores motivos para se estudar História é aprender com ela – de outra forma, a História seria simplesmente uma lista enfadonha de realizações. Assim, por exemplo, é sempre valioso pensar sobre por que e quando um avanço particular foi feito. Foi devido à coragem individual em enfrentar a tendência ortodoxa, então vigente e aceita, da religião ou da ciência? Foi resultado de um simples acúmulo de dados, ou foi decorrente do desenvolvimento de novas técnicas no próprio campo da pesquisa ou por uma nova permissividade intelectual? Mas o estudo da História também nos dá a oportunidade de aprender outras lições – e a primeira delas é a humildade. Precisamos ter cautela ao considerar as ideias de pesquisadores que nos antecederam para não incorrermos na armadilha de, arrogantemente, descartá-los como inferiores a nós apenas porque não perceberam as “verdades” que agora vemos de forma tão clara. Estudando as ideias e sugestões desses pesquisadores, qualquer um pode perceber que sua inteligência não é menos perspicaz do que a que temos hoje em dia. No entanto, quando comparados aos cientistas atuais, eles estavam em vantagem pela própria falta de conhecimento e por viverem em um mundo no qual, explícita ou implicitamente, era difícil ou impossível levantar determinadas questões.

 

2 - Padrões de Distribuição

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s unidades básicas com as quais alguns biólogos têm de operar são organismos individuais, e na maioria dos casos esses indivíduos podem ser organizados em grupos afins que denominamos espécies. Mas, como a evolução está constantemente ocorrendo, algumas espécies podem apresentar subdivisões adicionais ou podem se hibridizar com outras espécies. O biogeógrafo enfrenta, portanto, alguns problemas ao estudar os intervalos de diferentes organismos e explicá-los em termos climáticos, geológicos e históricos.

Fatores físicos muitas vezes limitam os padrões de distribuição de espécies e subespécies, mas isso nem sempre é o caso. Nenhuma espécie vive isolada de outras espécies; por isso, às vezes os fatores dos limites da distribuição podem ser devido a fatores biológicos, como competição por alimento, predação ou parasitismo. Os fatores que influenciam os limites de distribuição de uma espécie também podem interagir em um padrão complexo. Compreender como uma espécie reage a esses fatos, entretanto, provará cada vez mais a importância em predizer o efeito biogeográfico das mudanças ambientais globais no futuro.

 

3 - Comunidades e Ecossistemas: Convivência

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enhum organismo vive em total isolamento de outros.

Diferentes organismos interagem entre si, durante períodos longos ou curtos, competindo por recursos e, às vezes, um excluindo o outro de determinadas áreas. Considerandose tempos evolucionários, esse fato pode levar à especialização de populações sob determinados aspectos, talvez no modo como obtêm alimento, ou no tipo de alimento que consomem, ou no tipo de microclima em que melhor desempenham suas atividades. Um animal pode nutrir-se de uma fonte específica de alimento, de modo que o consumidor está associado à distribuição de seu alimento específico.

Assim, as espécies tornam-se dependentes umas das outras: predador à presa, parasita ao hospedeiro, e assim por diante. Alternativamente, as espécies podem simplesmente ter requisitos ambientais e histórias similares e, portanto, são encontradas juntas na mesma área. O resultado é um grupo de organismos que aparecem ligados juntos em uma comunidade. Neste capítulo vamos examinar os conceitos subjacentes à comunidade e também considerar as interações entre a vida, comunidade biótica e o ambiente abiótico

 

4 - Padrões de Biodiversidade

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biodiversidade é um termo que abrange todas as coisas vivas que existem na terra, incluindo todos os animais e plantas descobertos e descritos por zoólogos e botânicos e todos os que permanecem desconhecidos à espera de descrição. Além disso, ela inclui todos os fungos, bactérias, protozoários e vírus que, em geral, são menos conhecidos do que animais e plantas. Mas a biodiversidade vai além disso e inclui a variação genética encontrada dentro de cada espécie. Alguns até estenderiam o uso do termo para abrigar a grande variedade de hábitats que existem na Terra e que suportam todas as coisas vivas. A diversidade de hábitat está, sem sombra de dúvidas, intimamente ligada à biodiversidade no seu sentido biológico. Neste capítulo, examinamos o que é conhecido da biodiversidade da Terra e se podemos discernir padrões na distribuição da biodiversidade.

Dada a extraordinária imensidão do universo, é improvável que a Terra seja o único planeta em que a vida existe.

Porém, no que diz respeito ao conhecimento atual, ele permanece o único que apresenta uma ampla gama de organismos vivos. À medida que a pesquisa astronômica continua, a descoberta de evidências de vida extraterrestre em outro sistema solar se torna estatisticamente maior, mas uma coisa é certa: a vida é uma mercadoria extremamente rara no universo e, portanto, deve ser muito valorizada. A biodiversidade é uma expressão da grande variedade de seres vivos no nosso planeta, mas é muito mais do que uma simples contagem de espécies.

 

5 - Tectônica de Placas

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Tectônica de Placas

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ste capítulo inicialmente explica a evidência da tectônica de placas. Em seguida, descreve como esse processo afeta os padrões de vida nos continentes, de duas maneiras. Em primeiro lugar, muda-os diretamente, alterando os padrões de interconexão dos continentes. Em segundo lugar, provoca mudanças nos padrões dos continentes, dos oceanos, dos mares rasos, das montanhas e das correntes oceânicas, que têm efeitos indiretos na biogeografia, alterando os padrões climáticos. Esse processo também produz diferentes tipos de ilha, o que pode apresentar diferentes histórias bióticas.

O mecanismo da tectônica de placas, portanto, fornece continuamente novos desafios e oportunidades para os organismos vivos, aos quais respondem através do mecanismo da mudança evolutiva, como será explicado no Capítulo 6.

A Evidência para Tectônica de Placas

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omo explicado no Capítulo 1, a ideia de que os continentes poderiam se fragmentar e se mover sobre a crosta terrestre foi sugerida pela primeira vez pelo meteorologista alemão Alfred Wegener em 1912, mas foi rejeitada pelos cientistas porque ele não poderia sugerir qualquer mecanismo para tal fenômeno. Foi apenas na década de 1960 que

 

6 - Evolução, as Fontes de Inovação

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ste capítulo explica como a evolução pela seleção natural funciona, e apresenta evidências neste processo. Também descreve o mecanismo genético que leva a variações naturais nas características dos organismos. Discute ainda a definição das espécies e a forma como as novas espécies surgem, assim como o papel do isolamento ao possibilitar esse processo de especiação. Estudos dos “Tentilhões de

Darwin” nas Ilhas Galápagos mostraram a eficácia da seleção natural. A técnica conhecida como cladística fornece um método confiável para descobrir os padrões de evolução e a relação entre as diferentes espécies.

O contexto da descoberta de Charles Darwin do processo da evolução é esclarecido no Capítulo l. Publicado em 1858 em seu grande livro Sobre a Origem das Espécies, sua explicação é agora uma parte quase universalmente aceita da filosofia básica das ciências biológicas. Darwin percebeu que qualquer par de animais ou de plantas produz muito mais descendentes do que seria necessário para substituir apenas aquele par. Por exemplo, vários peixes produzem milhões de ovos por ano e plantas produzem milhões de sementes.

 

7 - Vida, Morte e Evolução em Ilhas

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área limitada e a biota das ilhas fornecem três campos

únicos de pesquisa biogeográfica. O primeiro campo focaliza como o isolamento e a biota insólita e desequilibrada provocam mudanças nos colonizadores do continente.

O segundo usa as características únicas das ilhas para fazer análises estatísticas dos processos de colonização, extinção, isolamento e área insular. E o terceiro é o estudo da colonização de ilhas que foram devastadas pela vida, gerando ideias inestimáveis ​​sobre os modos pelos quais os ecossistemas se desenvolvem e mudam.

A biogeografia continental é bastante diferente da biogeografia das ilhas. Essas grandes áreas de terra, ao longo de grandes períodos de tempo, mudaram em suas posições e interconexões, o que permite que novos tipos de organismos evoluam, compitam uns com os outros e alterem seus padrões de distribuição. Seus complexos ecossistemas coevoluídos, com uma grande variedade de espécies interagindo, tornam seu estudo e interpretação desafiadores. Muitas pesquisas biogeográficas sobre a biota continental têm, portanto, focado nesses padrões de longo prazo e nos fatores que os sustentam.

 

8 - Da Evolução aos Padrões de Vida

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capítulo anterior explicou como o processo de evolução leva ao aparecimento de novas espécies. Com o passar do tempo, isso pode acarretar o aparecimento de sua radiação em várias outras novas espécies. Métodos modernos nos permitem estabelecer precisamente como as diferentes espécies estão relacionadas entre si, quando cada uma delas divergiu de seus parentes e como elas se espalharam a partir de seus locais de origem para outros locais. Isso, por sua vez, nos permite traçar a história biogeográfica de linhagens de organismos, de biotas e de biomas, e das áreas em que são encontradas.

Se o processo evolutivo continuar depois que uma nova espécie evoluiu, os muitos descendentes das espécies originais podem eventualmente se espalhar por grandes áreas do planeta. Às vezes, as áreas em que as espécies relacionadas são encontradas atualmente podem ser amplamente separadas umas das outras, situação conhecida como distribuição disjunta. Tentar entender como e por que esses padrões apareceram e mudaram nos faz confrontar sobre uma série de perguntas – e quanto mais perguntas pudermos responder, mais confiança teremos na correção de nossa análise das razões para esses padrões de vida.

 

9 - Padrões nos Oceanos

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Padrões nos Oceanos

A vida encobre a terra; ela apenas mancha os oceanos.

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s oceanos e mares do mundo contêm três tipos muito diferentes de hábitat: os vastos volumes dos oceanos abertos, o fundo do oceano profundo – longe da luz da superfície – e a vida muito mais rica dos mares rasos ao redor dos continentes e oceanos. Nosso entendimento da biogeografia desses ambientes tem sido limitado por dois fatores. Primeiro, é muito mais difícil para nós, seres que respiram o ar, pesquisar e amostrar esses ambientes – particularmente os que estão longe da Terra e em grande profundidade. Mas também ficou claro que, diferentemente das espécies terrestres, as espécies marinhas muitas vezes não podem ser distinguidas por diferenças na morfologia; portanto, sua taxonomia deve ser baseada em comparação genética mais sutil. Também é mais difícil reconhecer as barreiras que existem entre as áreas de distribuição de espécies marinhas. Como resultado, nossa compreensão da biogeografia marinha ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento.

 

10 - Padrões no Passado

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Padrões no Passado

O passado é um país estrangeiro; lá eles fazem coisas de modo diferente.

(The Go-between, de L.P. Hartley)

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ste capítulo explica como as diferentes geografias, climas, faunas e floras do nosso planeta mudaram gradualmente, nos últimos 400 milhões de anos, para aqueles que vemos hoje. No início, havia um padrão de continentes separados, que depois se uniram em um único continente terrestre,

Pangeia, seguido por uma nova fragmentação e algumas colisões. A história inicial de mamíferos e plantas floríferas

é descrita, juntamente com os climas em mudança e as floras do Cretáceo-Médio até o início do resfriamento global no final do Mioceno.

A abordagem ecológica que foi esclarecida nos Capítulos

2 a 4 pode explicar alguns dos aspectos das distribuições dos diferentes grupos de animais e plantas nos diversos continentes. Mas esses grupos também são distribuídos de forma bastante distinta entre os continentes, e os biogeógrafos também querem entender como isso aconteceu. Essa abordagem histórica da biogeografia continental é assunto dos

 

11 - A Geografia da Vida Atual

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Capít

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o Capítulo 10,vimos como as formas de vida primitivas estavam distribuídas nas distintas geografias que então definiam os padrões do nosso planeta, e como os principais grupos que observamos hoje (as plantas floríferas e os mamíferos) passaram a existir e ocupar o mundo.

Neste capítulo, seguiremos as histórias desses grupos, como se diversificaram e se dispersaram através de um padrão de continentes e climas ainda mutante para ocuparem as regiões observadas atualmente.

As Atuais Regiões Biogeográficas

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sistema de regiões biogeográficas aceito atualmente tem suas raízes no século XIX, quando nosso crescente conhecimento do mundo permitiu aos biólogos perceberem que a superfície do globo poderia ser dividida em áreas diferenciadas por meio de seus animais e plantas endêmicos.

Suficientemente naturais, essas divisões foram baseadas na distribuição dos grupos dominantes facilmente observados.

Assim, Candolle em 1820, seguido por Engler em 1879, empregou os padrões de distribuição das plantas floríferas como base para um sistema de regiões fitogeográficas, enquanto Sclater em 1858, trabalhando com pássaros, e Wallace em 1860-1876, trabalhando com mamíferos, definiram o sistema de regiões zoogeográficas (veja o Capítulo 1). Exceto por algumas modificações menores, essas interpretações do século XIX sobreviveram, praticamente inalteradas, até o final do século XX.

 

12 - Gelo e Mudanças

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Gelo e Mudanças

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s capítulos anteriores demonstraram que uma compreensão da biogeografia do mundo moderno exige um conhecimento de eventos passados. A maioria das mudanças consideradas até agora se relacionam com o passado distante, os processos de mudança de arranjos continentais e a evolução dos principais grupos de organismos vivos. Mas a distribuição atual de plantas e animais tem sido fortemente afetada por eventos relativamente recentes na história da

Terra, especialmente a dos últimos 2 milhões de anos, quando uma camada extensa de gelo recobriu periodicamente muitas

áreas da superfície terrestre. As principais calotas de gelo do mundo já existiam há cerca de 42 milhões de anos, com a formação da Antártida ocorrida durante o Eoceno [11]. As temperaturas globais caíram rapidamente no final do Eoceno

[22], e isso parece corresponder à primeira formação de uma calota de gelo sobre a Groenlândia no Hemisfério Norte [33].

Muitas características topográficas em áreas temperadas de todo o planeta mostram que prioritária e geologicamente têm ocorrido rápidas mudanças no clima desde o Plioceno. O resfriamento generalizado do clima global que começou logo no início do Terciário continuou no Quaternário; o limite entre os dois é estabelecido em 2 milhões de anos atrás, porém dificuldades na definição, assim como nas técnicas de datação e correlação geológica, deixam essa data sujeita a algumas dúvidas. A definição desse limite advém de sedimentos marinhos italianos, em que o surgimento de fósseis de organismos de águas frias (determinados foraminíferos e moluscos) sugere positivamente um resfriamento repentino do clima que foi calculado em 1,8 milhão de anos. Evidências semelhantes de resfriamento foram encontradas em sedimentos na Holanda, e acredita-se que estas marquem o final do último estágio do

 

13 - A Intrusão Humana

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A Intrusão Humana

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Pleistoceno foi um período de instabilidade climática com um impacto considerável nos padrões de distribuição dos organismos sobre a face da Terra. Foi um período de extinções, mas também um período de evolução para alguns organismos. Houve muito debate se a especiação se tornou mais rápida ou mais lenta durante a Era do Gelo no Quaternário, e a conclusão geral é de que as taxas de extinção no Pleistoceno excederam as taxas de especiação

[1]. Para os mamíferos, foi um tempo de grande evolução, e a maioria das espécies vivas de mamíferos evoluiu durante o período do Quaternário, impulsionada por ambientes climaticamente instáveis [2]. Entre as espécies que evoluíram neste momento estava a nossa própria espécie, o “Homo sapiens”, que teve um impacto ainda maior na biogeografia da Terra do que a Era do Gelo. Por essa razão, sugeriram que esse período de tempo deveria ser conhecido como

“Antropoceno” [3,4].

O Surgimento dos Humanos

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14 - Biogeografia da Conservação

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omo vimos, o estudo da biogeografia tem raízes profundas com grande parte do trabalho de base concluída até o final do século XIX. No entanto, a relevância contemporânea da pesquisa biogeográfica nunca foi tão grande. O consenso científico atual é de que estamos entrando em um período único na história da Terra, uma transformação dramática da vida na Terra, reminiscente de alguns dos eventos do passado distante que levaram a extinções em massa. Finalmente, o grau em que a ação humana altera a diversidade e a distribuição da vida na Terra depende da disposição e da capacidade das sociedades, organizações e indivíduos para conservar o que resta do mundo natural [1]. No entanto, os recursos de conservação são limitados, e é necessário que tomemos decisões racionais, empiricamente fundamentadas, sobre onde investir esses recursos limitados (de forma taxonômica e geográfica).

A biogeografia tem um papel essencial para desempenhar esse esforço, fornecendo ferramentas e conceitos para identificar processos-chave, e para fazer previsões realistas sobre o que pode acontecer com espécies e ecossistemas sob diferentes cenários de desenvolvimento humano [2].

 

Glossário

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Glossário

As palavras e conceitos listados neste glossário são mostrados em negrito no texto nas páginas em que o conceito envolvido está definido; essas páginas também são indicadas em negrito no índice.

Abordagem de Clements: uma interpretação das comunidades de plantas que sugere que elas se comportam como unidades integradas, em vez de organismos individuais. Veja também argumento de Gleason.

Ácido desoxirribonucleico: uma molécula complexa, capaz de se duplicar, que se encontra no coração do sistema genético; também conhecido como DNA.

Adaptação de árvore baseada em parcimônia: um tipo de análise biogeográfica baseada em eventos (q.v.) que utiliza o princípio da parcimônia (q.v.) na decisão sobre as explicações mais prováveis.

Água profunda: uma massa de água fria, densa e salgada que afunda até o fundo do oceano ao longo do lado leste da

Groenlândia e perto da Península Antártica.

Albedo: um índice da medida em que a radiação recebida é refletida, em vez de absorvida.

 

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