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Interações tróficas em ambientes recifais ao longo de diferentes escalas espaciais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / Interações tróficas são fundamentais para a estrutura e funcionamento de ecossistemas, alterando padrões de densidade e biomassa de espécies de diferentes níveis tróficos. Atividades humanas podem afetar negativamente a estrutura e intensidade dessas interações, causando mudanças drásticas nos ecossistemas. Os ambientes recifais, por exemplo, têm sofrido uma variedade de impactos antrópicos (e.g., sobrepesca, poluição), levando à perda de diversidade e processos ecossistêmicos críticos, sobretudo aqueles mediados por interações tróficas. Por exemplo, quando peixes herbívoros e ouriços foram experimentalmente removidos (cenário de sobrepesca) de recifes de coral, macroalgas rapidamente dominaram o recife. Nesses ambientes, a pressão alimentar dos peixes recifais sobre a comunidade bentônica é um bom modelo de interação trófica já que tem uma importância fundamental na estruturação das comunidades bentônicas. A intensidade e composição de interações tróficas podem ser influenciadas por múltiplos fatores ao longo de diferentes escalas espaciais, com consequências importantes para o funcionamento dos ecossistemas. Por exemplo: na escala do centímetro, a qualidade nutricional de uma presa ou suas defesas químicas moldam a identidade de seus predadores e intensidade de predação; na escala do habitat (centenas de metros), diferentes níveis de tolerância à condições abióticas extremas podem resultar em refúgios contra predação; em largas escalas espaciais (centenas de quilômetros), a temperatura pode interferir na demanada metabólica do predador, moldando suas interações tróficas; em escala latitudinal, esses fatores ecológicos se combinam a fatores biogeográficos, como diferentes composições taxonômicas. Esta tese apresenta diferentes abordagens sobre interações tróficas desde a escala do centímetro até a escala latitudinal, em quatro capítulos: (1) ?Can seaweed-coral competition make seaweeds more palatable??, que aborda questões de competição direta entre corais e macroalgas e sua relação com herbivoria; (2) ?Between-habitat variation in benthic communities, reef fish assemblage and feeding pressure at the only atoll in South Atlantic: Rocas atoll, NE Brazil?, que avalia padrões das comunidades e processos ecológicos relacionados à sua estruturação emhabitats com diferentes condições abióticas; (3) ?Herbivory drives large-scale spatial variation in reef fish trophic interactions?, que explora a intensidade e composição da pressão alimentar dos peixes recifais sobre as comunidades bentônicas, identificando espécies-chave para esses ecossistemas; e (4) ?Latitudinal gradients in reef fish trophic interactions on the benthos?, que investiga a variação latitudinal (34oN?27oS) da intensidade e composição das interações tróficas dos peixes sobre o bentos no Oceano Atlântico Ocidental, e sua relação com fatores ambientais (e.g., temperatura) e contexto biogeográfico (e.g., regiões biogeográficas). Observou-se que: (1) na escala do centímetro, a competição com corais pode tornar a alga mais susceptível à herbivoria; (2) na escala do habitat, a sinergia entre fatores abióticos e interações tróficas é determinante na estruturação de comunidades recifais (peixes e bentos); (3) em larga escala espacial, a contribuição desproporcional de alguns grupos, indicam que o funcionamento dos ambientes recifais é variável de acordo com condições locais específicas (e.g., temperatura); e (4) em escala latitudinal, observou-se que embora recifes compartilhem os mesmos grupos funcionais, a identidade das espécies nesses grupos varia de acordo com o contexto biogeográfico. Esses múltiplos fatores ao longo de diferentes escalas espaciais demonstram a complexidade das interações tróficas e indicam abordagens possíveis de aplicação em conservação de processos críticos mediados por essas interações.<br> / Abstract : Trophic interactions are critical to the structure and functioning of ecosystems, altering density and biomass patterns of species across different trophic levels. Human activities have been negatively impacting these interactions, causing drastic changes in ecosystems. Reef habitats, for instance, have suffered a variety of human-related impacts (e.g, overfishing, pollution) leading to loss of biodiversity and critical ecosystem processes, particularly those mediated by trophic interactions. For example, when herbivorous fish and sea urchins were experimentally excluded from coral reefs (overfishing scenario) seaweeds rapidly overgrew corals. In these habitats, reef fish feeding pressure on the benthos is a good metric of trophic interaction because it is critically important to the structure of benthic communities. The intensity and composition of trophic interactions can be influenced by multiple factors across different spatial scales and have important consequences to ecosystem functioning. For example: at the scale of centimeters, prey nutritional quality or chemical defenses can shape the identity of predators and predation intensity; at the habitat scale (hundreds of meters), different tolerance levels to harsh abiotic conditions can result in predation refugees; at large spatial scales (hundreds of kilometers), temperature can interfere in the predator?s metabolic demand and thus influencing its trophic interactions; at latitudinal scales (thousands of kilometers), these ecological factors meet biogeography, for example with different taxonomic composition. This thesis presents different approaches on trophic interactions in reef systems from the centimeter to the latitudinal scales, along four chapters: (1) ?Can seaweed-coral competition make seaweeds more palatable??, encompassing direct coral-seaweed competition and its effect on herbivory by sea urchins; (2) ?Between-habitat variation in benthic communities, reef fish assemblage and feeding pressure at the only atoll in South Atlantic: Rocas atoll, NE Brazil?, on patterns in reef fish and benthic assemblages and ecological processes associated to its structure in habitats with different abiotic conditions; (3) ?Herbivory drives large-scale spatial variation in reef fish trophic interactions?, exploring the intensity and composition of reef fish feeding pressure on the benthosand identifying key groups to the studied ecosystems; and (4) ?Latitudinal gradients in reef fish trophic interactions on the benthos?, exploring the latitudinal variation (34oN?27oS) in the intensity and composition of reef fish feeding pressure on the benthos in the Western Atlantic Ocean, and its relation to environmental factos (e.g., temperature) and biogeographic context (e.g., biogeographic regions). The main outcomes are: (1) at the scale of centimeters, competition with corals can enhance seaweed?s susceptibility to herbivory by sea urchins; (2) at the habitat scale, the synergy between abiotic conditions and trophic interactions is critical to structure reef communities (fish and benthos); (3) at large spatial scales, the disproportional contribution of some groups indicate that the functioning of the reefs are variable and dependent on specific local conditions (e.g., temperature). And (4) at the latitudinal scale, it was observed that although reefs in different regions share the same functional groups, species within these groups vary according to the biogeographic context. These multiple factors across different spatial scales demonstrate the complexity of trophic interactions and indicate potential approaches to be applied in the conservation of critical processes they mediate.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/134656
Date January 2015
CreatorsLongo, Guilherme Ortigara
ContributorsUniversidade Federal de Santa Catarina, Floeter, Sergio Ricardo, Segal, Bárbara
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Format234 p.| il., grafs., tabs.
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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