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Avaliação da Biodiversidade: O Papel da Mudança Climática

Este estudo analisa como as mudanças climáticas afetam as interações entre espécies e a biodiversidade.

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A mudança climática é um grande risco pra variedade de vida na Terra, afetando como os Ecossistemas funcionam. Com o aquecimento do planeta e as mudanças nos padrões climáticos, os habitats onde diferentes Espécies vivem também estão mudando, causando flutuações na disponibilidade de recursos. Em lugares como o Canadá, temperaturas mais quentes fizeram com que árvores que preferem Climas mais quentes se movessem pro norte, tomando conta de áreas que antes eram lar de outros tipos de árvores.

Mas a mudança climática não é o único fator que tá prejudicando os ecossistemas. Outras mudanças impulsionadas pelo ser humano, como o uso da terra, poluição e a introdução de espécies não nativas, também podem bagunçar esses ambientes naturais. Enquanto a mudança climática é um fator significativo na redução da Biodiversidade, mudanças no uso da terra muitas vezes têm um papel ainda maior a curto prazo. Os efeitos combinados das mudanças nos habitats e do clima podem impactar severamente como os ecossistemas funcionam.

À medida que a biodiversidade muda, isso pode pressionar os sistemas agrícolas e levar a uma diminuição nos serviços que os ecossistemas fornecem, como água limpa, polinização e saúde do solo. Por causa disso, monitorar a biodiversidade e desenvolver ferramentas pra restaurá-la se tornou cada vez mais importante.

Importância do Monitoramento da Biodiversidade

Monitorar a biodiversidade ajuda a entender o que tá causando a perda de espécies e quais fatores tão impulsionando essas mudanças, sejam eles destruição de habitats, poluição, mudança climática ou a propagação de espécies invasoras. Essas informações são essenciais pra planejar ações de conservação eficazes e avaliar como essas estratégias funcionam. No entanto, descobrir quais espécies estão presentes em muitos grupos pode exigir expertise e ser caro.

Pra resolver isso, os cientistas usam certas espécies conhecidas como Espécies Indicadoras (IS) pra monitorar a biodiversidade e gerenciar a conservação da vida selvagem. Essas espécies podem sinalizar mudanças no ambiente e ajudar a indicar a saúde de um ecossistema. Acompanhando um grupo selecionado de IS em diferentes locais e tempos, os pesquisadores conseguem ter uma imagem mais clara de como a biodiversidade tá mudando.

Modelos Estatísticos para Espécies Indicadoras

Os métodos pra identificar espécies indicadoras estão avançando rapidamente e oferecendo ferramentas úteis pra tomar decisões de gerenciamento. Uma abordagem eficaz usa modelos que avaliam como as espécies são encontradas juntas na natureza. Isso ajuda a identificar grupos de espécies que reagem de forma semelhante às mudanças ambientais. No entanto, usar essas técnicas requer consideração cuidadosa, já que diferentes métodos podem produzir resultados variados e taxas de erro.

Neste estudo, focamos em um método que minimiza a chance de cometer erros ao identificar associações entre espécies. Confiando nas interações entre espécies sem randomizar os dados, tentamos melhorar a confiabilidade dos nossos resultados.

Uma Nova Abordagem para a Reconstrução da Biodiversidade

Propondo uma nova forma de avaliar a biodiversidade usando redes que focam em como as espécies indicadoras interagem em diferentes latitudes. Nosso objetivo era comparar nossas descobertas com as ocorrências originais de espécies e determinar com quantas precisão conseguimos estimar a presença de várias espécies com base em indicadores.

Selecionamos espécies de aves em uma grande área de Québec, Canadá, e criamos modelos detalhando como várias condições climáticas impactam essas espécies. Ao examinar essas redes, conseguimos identificar mudanças na composição da comunidade de espécies devido a fatores climáticos.

Análise de Rede da Biodiversidade

Pra entender como o clima afeta a biodiversidade, usamos variáveis climáticas específicas pra identificar diferentes zonas climáticas na nossa área de estudo. Assim que estabelecemos essas zonas, construímos redes pra avaliar como as espécies co-ocorriam dentro de cada região climática.

Nossas descobertas mostraram que, enquanto a zona climática do sul tinha mais espécies, também enfrentava níveis mais altos de interações negativas entre espécies em comparação com a zona do norte. Isso sugere que a competição por recursos pode ser mais intensa em áreas mais quentes, levando a padrões de biodiversidade diferentes.

Identificando Espécies Indicadoras

Usando métricas avançadas, identificamos várias espécies indicadoras chave dentro de cada cluster climático. A análise revelou que apenas algumas espécies eram comuns entre as redes do norte e do sul, destacando como diferentes climas moldam as interações entre espécies e as estruturas das comunidades.

Na rede do norte, encontramos principalmente espécies associadas a tipos específicos de floresta. Em contraste, a rede do sul tinha mais espécies generalistas que podem prosperar em uma variedade de habitats. Essa diferença pode afetar quão efetivamente podemos monitorar e gerenciar a biodiversidade nessas áreas.

Eficácia da Reconstrução da Biodiversidade

Nossos resultados indicaram uma relação clara entre a presença de espécies e a precisão das nossas estimativas de biodiversidade. Espécies que eram mais comuns em uma área eram mais propensas a serem corretamente identificadas nos nossos modelos. No entanto, a reconstrução da biodiversidade foi significativamente mais difícil nas regiões do sul devido à competição aumentada entre as espécies.

Pra uma recuperação eficaz da biodiversidade, pelo menos 29% das espécies nas zonas do norte e 33% nas zonas do sul precisavam estar presentes. Esse requisito torna particularmente difícil levar em conta espécies mais raras, que são mais propensas a serem negligenciadas nas avaliações de biodiversidade.

Impactos da Mudança Climática nas Interações entre Espécies

À medida que o clima muda, as interações entre espécies também mudam. Essas interações podem alterar as estruturas das comunidades e as distribuições das espécies, criando mudanças na biodiversidade. Nosso estudo revelou que há uma troca quase completa de espécies indicadoras entre as redes do norte e do sul, o que levanta preocupações sobre quão rapidamente e drasticamente as espécies podem mudar em resposta a alterações ambientais.

As descobertas sugerem que, conforme as temperaturas aumentam, as espécies podem se tornar mais competitivas em climas mais quentes, levando a interações negativas aumentadas e à substituição de algumas espécies por outras. Esse padrão não só complica o gerenciamento da biodiversidade, mas também enfatiza a necessidade de técnicas de monitoramento mais refinadas.

Conclusão

Esse estudo apresenta uma nova abordagem baseada em redes pra avaliar a biodiversidade e destacar a importância do uso de espécies indicadoras pra monitoramento. Enfatiza como a mudança climática influencia as interações entre espécies e a distribuição das espécies em diferentes ambientes.

Entendendo essas relações, podemos desenvolver melhores estratégias pra conservar a biodiversidade e gerenciar ecossistemas de forma eficaz. As informações obtidas dessa pesquisa podem guiar esforços futuros pra proteger a vida selvagem e os serviços dos ecossistemas enquanto nos adaptamos aos desafios contínuos impostos pela mudança climática.

Fonte original

Título: A network-based methodology to reconstruct biodiversity basedon interactions with indicator species

Resumo: The relationship between species presence, biodiversity reconstruction, and latitudinal gradients is a complex and multifaceted topic that has been the subject of extensive research in ecology. Recent studies have provided valuable insights into the patterns and drivers of these phenomena. Also, with the ongoing decline in biodiversity, there is a need for efficient field monitoring techniques. Indicator species (IS) emerged as a promising tool to monitor diversity because their presence indicates a maximum number of conditionally co-occurring species. We aim to assess the effectiveness of IS for biodiversity reconstruction implicitly based on their co-occurrence with other species through a network-based methodology. The IS are identified based on various network metrics and the likelihood of species occurrences is computed based on (1) their conditional occurrence probability with IS and (2) the occurrence probability of IS. We test the approach with field observations of birds in the Cote-Nord region of Quebec. From our methodology, the climate latitudinal gradient plays a significant role on the alternation in composition of IS with an almost complete turnover between northern and southern networks. The latitudinal gradient impacts also the nature of the inter-specific interactions with more avoidance relationship toward the Tropics and more cooperation liaisons toward the north. Regarding the effectiveness in the reconstruction of assemblages occurrence, we observe a strong negative correlation (r [≤] -0.95) between the percentage of sites occupied and the dissimilarity between the original and the estimated occurrences. More precisely, species must be present in more than 29% and 33% of northern and southern sites to recover well from its co-occurrence with IS. Therefore, it is more challenging to reconstruct biodiversity in communities closet to Tropics due to higher complex interactions and interspecific competition in these areas, which make it more difficult to infer community composition. In conclusion, our method demonstrates that it is possible to predict local species assemblages based on their implicit interactions with local IS. Nevertheless, the relatively low success of less present species illustrates the need for further theoretical development to reconstruct biodiversity, mainly to recover the occurrence of rare species.

Autores: Ilhem Bouderbala, D. Fortin, J. A. Tremblay, A. Allard, P. Desrosiers

Última atualização: 2024-06-14 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.27.564487

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.27.564487.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

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