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1
O que é a biodiversidade?
População Recursos e Ambiente
A biodiversidade
“Biodiversidade” ou “Diversidade Biológica” é o conjunto das
diferentes formas de vida na Terra (plantas, animais e micro-
organismos) e dos padrões naturais que constituem.
É o resultado de 3,5 mil milhões de anos de evolução,
modelado por processos naturais e, de forma cada vez mais
intensa, pela actividade humana, nos últimos 10 mil anos
(agricultura) e sobretudo nos últimos 300 anos (revolução
industrial e expansão urbana).
2
A biodiversidade
Biodiversidade é a variabilidade entre os
organismos vivos de todas as fontes, inter alia,
meio terrestre, meio marinho, e outros
ecossistemas aquáticos e os complexos
ecológicos de que esses organismos fazem
parte; isto inclui a diversidade dentro de cada
espécie, entre espécies e entre ecossistemas
(Nações Unidas 1992: Artigo 2).
Serviços dos ecossistemas
BiodiversidadeBiodiversidade
Regulação
Benefícios obtidos da
regulação dos
processos de
ecossistema
• regulação do clima
• regulação de doenças
• regulação de cheias
• destoxificação
Produção
Bens produzidos ou
aprovisionados pelos
ecossistemas
• alimento
• água doce
• lenha
• fibra
• bioquímicos
• recursos genéticos
Culturais
Benefícios não
materiais obtidos dos
ecossistemas
• espiritual
• recreativo
• estético
• inspiração
• educativo
• simbólico
SuporteServiços necessários para a produção de todos os outros serviços
• Formação do solo
• Ciclos dos nutrientes
• Produtividade primária
3
Ecossistemas e bem-estar humano
Os diferentes níveis da biodiversidade
Ecossistemas
Espécies
Populações
Genes
4
Espécie é um conceito fundamental da Biologia
que designa a unidade básica do sistema
taxonómico utilizado na classificação científica
dos seres vivos.
Espécie é um agrupamento de indivíduos (os
espécimes) com profundas semelhanças
estruturais e funcionais recíprocas, resultantes
da partilha de um cariótipo idêntico (conjunto
de cromossomas dentro de um núcleo de uma
célula somática), expresso numa estrutura
cromossómica das células diplóides similar,
que lhes confere acentuada uniformidade
bioquímica e a capacidade de reprodução
entre si, originando descendentes férteis e com
o mesmo quadro geral de caracteres, num
processo que, quando envolva um organismo
sexuado, deve permitir descendentes férteis de
ambos os sexos
Importância dos diferentes níveis da biodiversidade
6
Raças autóctones de ruminantes com alguma vocação silvopastoril em 1998
Espécies Raças N.º de criadoresN.º de animais
inscritos nos livrosgenealógicos
Produtosprincipais
Denominações deorigem ouindicações
geográficas deproveniência
Cachena 250 500 CarneCarne Cachena daPeneda
Barrosã1 2300 7300 CarneCarne de BovinoBarrosão
Maronesa2 2800 7400 Carne Carne de Maronês
Arouquesa 4600 6000 Carne Carne de Arouquesa
Brava 100 9000 Machos de lide
Preta 40 2800 Carne
Alentejana 110 7000 CarneCarne de bovino daraça alentejana ouCarnalentejana
Bovinos
Mertolenga 210 6000 CarneCarne de Bovino deRaça Mertolenga ouCarne de Mertolenga
Churra Galega Bragançana 73 8585 CarneCordeiroBrangançano
Churra Badana 28 2669 Carne
Churra da Terra Quente 450 80000 Carne e leiteBorrego Terrincho eQueijo Terrincho
Mondegueira 56 3750 Leite Borrego da Beira
Serra da Estrela 183 6000 LeiteQueijo da Serra daEstrela
Merina da Beira Baixa 9 2251Carne, leite elã
Borrego da Beira
Merina Preta 18 6900Carne, leite elã
Merina Branca 88 22000Carne, leite elã
Borrego deMontemor-o-Novo,Borrego do NordesteAlentejano
Campaniça 10 3014Carne, leite elã
Ovinos
Churra Algarvia 43 5270 Carne
Bravia n.d. n.d. CarneCabrito das TerrasAltas do Minho eCabrito do Barroso
Serrana 300 21013 Leite e carne
Cabrito das TerrasAltas do Minho,Cabrito do Barroso,Cabrito SerranoTransmontano,Queijo de CabraSerranoTransmontano,Cabrito da Gralheira
Charnequeira 88 5200 Carne e leite Cabrito da Beira
Serpentina 33 4000 Carne e leite Queijo Serpa
Caprinos
Algarvia 113 3997 Leite
1 Refere-se aqui a raça barrosã embora a tendência tenha vindo a ser a da sua alimentação se fazer cada vez maiscom base nos lameiros e menos na utilização das pastagens dos baldios (Vieira et al., 2000).2 Tal como no caso da raça barrosã, a alimentação da raça maronesa também depende muito do pastoreio noslameiros, na Primavera e no Verão.
Como medir a biodiversidade?
9
Su
pe
reo
n
Éo
n
Era Período Série/ Época
Principais eventos
Início,
milhões
de anos atrás
Fa
ne
rozo
ico
Cenozoico
(Terciário e Quaternário)
Neogeno
Holoceno (Quaternário)
Fim da era do Gelo e a expansão da civilização humana. 0.011430 ±
0.00013
Pleistoceno (Quaternário)
Evolução dos humanos. Início da era do Gelo 1.806 ±
0.005
Plioceno (Terciário) Clima frio e seco. Australopitecíneos, extinção dos grandes
mamíferos. Aparece o Homo habilis. 5.332 ±
0.005
Mioceno (Terciário) Primeiros rinocerontes, gatos, camelos, cavalos, grandes
símios e ursos 23.03 ±
0.05
Paleogeno
Oligoceno (Terciário)
Primeiros Aegyptopithecus 33.9 ± 0.1
Eoceno (Terciário) Primeiros cães, elefantes, baleias, morcegos. Gelo na
Antártida. 55.8 ± 0.2
Paleoceno (Terciário)
Clima tropical, primeiros grandes mamíferos 65.5 ± 0.3
Mesozoico (Secundário)
Cretáceo Superior Primeiras plantas com flores, primeiros mamíferos placentários
e a extinção dos dinossauros.
65.6 ± 0.9
Inferior 145.5 ± 4.0
Jurássico
Superior Dinossauros dominam, primeiros mamíferos e aves. Divisão da
Pangeia em Gondwana e Laurásia.
161.2 ± 4.0
Médio 175.6 ± 2.0
Inferior 199.6 ± 0.6
Triássico
Superior
Primeiros dinossauros e pterossauros.
228.0 ± 2.0
Médio 245.0 ± 1.5
Inferior 251.0 ± 0.4
Su
pe
reo
n
Éo
n
Era Período Série/
Época Principais eventos
Início,
milhões
de anos
atrás
Fa
ne
rozo
ico
Cenozoico
(Terciário e
Quaternário)
Permiano
Lopingiano
Primeiros répteis gigantes e extinção dos trilobitas.
260.4 ± 0.7
Guadalupiano 270.6 ± 0.7
Cisuraliano 299.0 ± 0.8
Carbonífero
Gzheliano
Primeiros insetos, primeiros répteis e florestas de carvão.
306.5 ± 1.0
Kasimoviano 311.7 ± 1.1
Moscoviano /
Bashkiriano 318.1 ± 1.3
Serpukhoviano
Primeiras plantas com sementes e anfíbios.
326.4 ± 1.6
Viseana 345.3 ± 2.1
Tournaisiano 359.2 ± 2.5
Devoniano
Superior
Primeiros peixes modernos.
385.3 ± 2.6
Médio 397.5 ± 2.7
Inferior 416.0 ± 2.8
Siluriano
Pridoli
Primeiras plantas terrestres.
418.7 ± 2.7
Ludlow 422.9 ± 2.5
Wenlock 428.2 ± 2.3
Llandovery 443.7 ± 1.5
Ordoviciano
Superior
Primeiros peixes.
460.9 ± 1.6
Médio 471.8 ± 1.6
Inferior 488.3 ± 1.7
Cambriano
Superior Primeiros anelídeos, artrópodes, moluscos trilobitas.
Gondwana emerge.
501.0 ± 2.0
Médio 513.0 ± 2.0
Inferior 542.0 ± 0.3
10
Su
pe
reo
n
Éo
n
Era Período Principais eventos
Início,
milhões
de anos atrás
Pré
-Cam
bri
an
o (
Pri
mitiv
o)
Pro
tero
zo
ico
Neo-proterozoico
Ediacarano Primeiros corais. 630 +5/-30
Criogeniano Formação do supercontinente Rodínia. 850
Toniano Terra bola de neve. 1000
Meso-proterozoico
Steniano Primeiros animais. 1200
Ectasiano Primeiras algas vermelhas. 1400
Calymmiano Primeiros Eukariotas. 1600
Paleo-proterozoico
Statheriano Expansão dos depósitos supercontinentais. 1800
Orosiriano Atmosfera sem oxigénio. 2050
Rhyaciano Glaciação Huroniana. 2300
Sideriano Fotossíntese oxigenada. 2500
Arq
ue
an
o Neoarqueano Primeira glaciação 2800
Mesoarqueano Primeiras Cianobactérias 3200
Paleoarqueano Primeiro supercontinente Vaalbara 3600
Eoarqueano Primeiros Procariontes 3800
Had
ea
no
Ímbrico Fim do bombardeio de meteoritos 3850
Nectárico Grande impacto da Lua 3920
Grupos Basin Formação de ADN 4150
Críptico. Formação da Terra e da Lua c.4570
Milhões de anos atrás
Milh
are
s d
e
Gén
ero
s
Biodiversidade durante o Fanerozóico Todos os géneros
Géneros bem sucedidos
Tendência de longo prazo
Extinções maciças
Outras extinções
11
História da Biodiversidade
na Terra
Espécies estudadas:
Insectos: 950 000
Plantas: 270 000
Aracnídeos: 75 000
Fungos: 72 000
Moluscos: 80 000
Vertebrados: 56 000
Algas: 40 000
Protozoários: 30 000
Crustáceos: 75 000
Outros invertebrados: 120 000
Espécies não estudadas:
Insectos: 8 950 000
Plantas: 380 000
Aracnídeos: 740 000
Cogumelos: 470 000
Fungos: 250 000
Vertebrados: 61 000
Algas: 400 000
Protozoários: 210 000
Crustáceos: 180 000
Outros invertebrados: 400 000
9 000 000
Espécies estudadas
Espécies não estudadas
4 500 000
Número de espécies
Número de espécies estudadas e não estudadas
Insectos
Plantas
Aracnídeos
Fungos
Moluscos
Vertebrados
Algas
Protozoários
Crustáceos
Outros invertebrados
Gru
po
de e
sp
écie
s
12
Po
pu
lati
on
Siz
e
Low High Temperature
Zone of intolerance
Zone of physiological stress
Optimum range Zone of physiological stress
Zone of intolerance
No organisms
Few organisms
Lower limit of tolerance
Abundance of organisms Few
organisms No
organisms
Upper limit of tolerance
13
Evolução Seleção disruptiva
Seleção estabilizadora
Seleção direcional
Antes
Depois
Black skimmer seizes small fish at water surface
Flamingo feeds on minute organisms in mud
Scaup and other diving ducks feed on mollusks, crustaceans, and aquatic vegetation
Brown pelican dives for fish, which it locates from the air
Avocet sweeps bill through mud and surface water in search of small crustaceans, insects, and seeds
Louisiana heron wades into
water to seize small fish
Oystercatcher feeds on clams, mussels, and other shellfish into which it pries its narrow beak
Dowitcher probes deeply into mud in search of snails, marine worms, and small crustaceans
Knot (a sandpiper) picks up worms and small crustaceans left by receding tide
Herring gull is a
tireless scavenger
Ruddy turnstone searches under shells and pebbles for small invertebrates
Piping plover feeds on insects and tiny crustaceans on sandy beaches
14
Factores que afectam a distribuição da
biodiversidade
Factores
Temperatura
Pluviosidade
Área
Biodiversidade
regional
Riqueza de outros
taxa
Latitude
Altitude
15
Po
pu
lati
on
Siz
e
Low High Temperature
Zone of intolerance
Zone of physiological stress
Optimum range Zone of physiological stress
Zone of intolerance
No organisms
Few organisms
Lower limit of tolerance
Abundance of organisms Few
organisms No
organisms
Upper limit of tolerance
Cell 3 South
Cold,
dry air
falls
Moist air rises — rain
Cell 2 South
Cool, dry
air falls
Cell 1 South
Moist
air rises,
cools, and
releases
moisture
as rain
Cell 1 North
Cool, dry
air falls
Cell 2 North
Moist air rises — rain
Cell 3 North Cold,
dry air
falls
Polar cap
Arctic tundra
60°
30°
0°
30°
60°
Polar cap
Evergreen
coniferous forest
Temperate deciduous
forest and grassland
Desert
Tropical deciduous forest
Equator Tropical
rain forest
Tropical deciduous forest
Desert
Temperate deciduous
forest and grassland
16
Dry woodlands and
shrublands (chaparral)
Temperate grassland
Temperate deciduous forest
Boreal forest (taiga), evergreen coniferous
forest (e.g., montane coniferous forest)
Arctic tundra (polar grasslands)
Tropical savanna,
thorn forest
Tropical scrub forest
Tropical deciduous forest
Tropical rain forest,
tropical evergreen forest
Desert
Ice
Mountains
(complex zonation)
Semidesert,
arid grassland
Tropic of
Capricorn
Equator
Tropic of
Cancer
17
Mountain
Ice and snow Altitude
Tundra (herbs,
lichens,
mosses)
Coniferous
Forest
Tropical
Forest
Deciduous
Forest
Tropical
Forest
Deciduous
Forest
Coniferous
Forest
Tundra (herbs,
lichens, mosses)
Polar ice
and snow
Latitude
Wind
Movement of
surface water
Diving birds
Nutrients
Upwelling
Fish
Zooplankton
Phytoplankton
18
Producer
to primary
consumer
Primary
to secondary
consumer
Secondary to
higher-level
consumer
All producers and
consumers to
decomposers
Fungi
Bacteria
Golden eagle
Prairie
dog
Blue stem
grass
Blue stem
grass
Coyote Coyote
Grasshopper Grasshopper
Grasshopper
sparrow
Grasshopper
sparrow
Pronghorn antelope Pronghorn antelope
Prairie
coneflower
Prairie
coneflower
A distribuição da biodiversidade
19
Riqueza específica por país corrigida pela área
(plantas vasculares e vertebrados terrestres)
Riqueza de famílias de vertebrados
24
Crop
Crossbreeding
Desired trait (color)
Apple Pear
Offspring
Crossbreeding
Best results
New offspring
Desired result
Phase 1
Make Modified Gene
Identify and extract
gene with desired trait
Identify and remove
portion of DNA
with desired trait
Remove plasmid
from DNA of E. coli
Insert extracted DNA
(step 2) into plasmid
(step3)
Insert modified
plasmid into E. coli
Grow in tissue
culture to
make copies
cell
gene
DNA
plasmid
E. coli DNA
Genetically modified plasmid
plasmid
25
Phase 2
Make Transgenic Cell
Transfer plasmid copies to a carrier
agrobacterium
Agrobacterium inserts foreign DNA into plant cell to yield transgenic cell
Transfer plasmid to surface microscopic metal particle
Use gene gun to inject DNA into plant cell
A. tumefaciens
(agrobacterium)
Plant cell
Nucleus
Host DNA
Foreign DNA
Phase 3
Grow Genetically Engineered Plant
Transgenic cell
from Phase 2
Cell division of
transgenic cells
Culture cells
to form plantlets
Transgenic plants
with new traits
Transfer to soil