Espécies-chave - Keystone species

O castor : uma espécie-chave e criador de habitat , responsável pela criação de lagos , canais e pântanos, irrigando grandes florestas e criando ecossistemas

Uma espécie-chave é uma espécie que tem um efeito desproporcionalmente grande em seu ambiente natural em relação à sua abundância, um conceito introduzido em 1969 pelo zoólogo Robert T. Paine . As espécies-chave desempenham um papel crítico na manutenção da estrutura de uma comunidade ecológica , afetando muitos outros organismos em um ecossistema e ajudando a determinar os tipos e números de várias outras espécies na comunidade. Sem espécies-chave, o ecossistema seria dramaticamente diferente ou deixaria de existir por completo. Algumas espécies-chave, como o lobo , também são predadores do ápice .

O papel que uma espécie-chave desempenha em seu ecossistema é análogo ao papel de uma pedra - chave em um arco . Embora a pedra angular esteja sob a menor pressão de qualquer uma das pedras em um arco, o arco ainda desmorona sem ela. Da mesma forma, um ecossistema pode passar por uma mudança dramática se uma espécie-chave for removida, mesmo que essa espécie fosse uma pequena parte do ecossistema por medidas de biomassa ou produtividade . Tornou-se um conceito popular na biologia da conservação , ao lado de espécies emblemáticas e guarda - chuva . Embora o conceito seja valorizado como um descritor de interações interespécies particularmente fortes e tenha permitido uma comunicação mais fácil entre ecologistas e formuladores de políticas de conservação, ele foi criticado por simplificar demais os sistemas ecológicos complexos.

História

Ochre seastars ( Pisaster ochraceus ), um predador fundamental
Mexilhões da Califórnia ( Mytilus californianus ), a presa da estrela do mar

O conceito de espécie-chave foi introduzido em 1969 pelo zoólogo Robert T. Paine . Paine desenvolveu o conceito para explicar suas observações e experimentos sobre as relações entre invertebrados marinhos da zona entremarés (entre as linhas de maré alta e baixa), incluindo estrelas do mar e mexilhões . Ele removeu a estrela do mar de uma área e documentou os efeitos no ecossistema. Em seu artigo de 1966, Food Web Complexity and Species Diversity , Paine descreveu tal sistema na Baía de Makah, em Washington . Em seu artigo de 1969, Paine propôs o conceito de espécie-chave, usando Pisaster ochraceus , uma espécie de estrela do mar geralmente conhecida como estrela do mar ocre, e Mytilus californianus , uma espécie de mexilhão, como exemplo primário. A estrela do mar ocre é um predador generalista e se alimenta de quitônios, lapas, caracóis, cracas, equinóides e até crustáceos decápodes. O alimento preferido dessas estrelas do mar é o mexilhão, que é um competidor dominante pelo espaço sobre as rochas. A estrela do mar ocre mantém o número da população de mexilhões sob controle, juntamente com as outras presas, permitindo que outras algas, esponjas e anêmonas coexistam que a estrela do mar ocre não consome. Quando Paine removeu a estrela do mar ocre, os mexilhões rapidamente superaram as outras espécies, expulsando-os. O conceito tornou-se popular na conservação e foi implantado em uma variedade de contextos e mobilizado para gerar apoio para a conservação, especialmente onde as atividades humanas danificaram os ecossistemas, como a remoção de predadores-chave.

Definições

Uma espécie-chave foi definida por Paine como uma espécie que tem um efeito desproporcionalmente grande em seu ambiente em relação à sua abundância. Foi definido operacionalmente por Davic em 2003 como "uma espécie de interação forte cujo efeito de cima para baixo na diversidade e competição das espécies é grande em relação à sua dominância de biomassa dentro de um grupo funcional."

Uma espécie-chave clássica é um predador que impede que uma espécie herbívora específica elimine as espécies de plantas dominantes . Se o número de presas for baixo, os predadores-chave podem ser ainda menos abundantes e ainda assim eficazes. Mesmo assim, sem os predadores, as presas herbívoras explodiriam em grande número, exterminariam as plantas dominantes e alterariam dramaticamente as características do ecossistema. O cenário exato muda em cada exemplo, mas a ideia central continua sendo que, por meio de uma cadeia de interações, uma espécie não abundante tem um impacto desproporcional nas funções do ecossistema. Por exemplo, acredita-se que o gorgulho herbívoro Euhrychiopsis lecontei tenha efeitos fundamentais sobre a diversidade das plantas aquáticas, ao forragear os incômodos papéis d' água da Eurásia nas águas da América do Norte. Da mesma forma, a espécie de vespa Agelaia vicina foi rotulada como uma espécie-chave por seu tamanho de ninho incomparável, tamanho da colônia e alta taxa de produção de crias. A diversidade de suas presas e a quantidade necessária para sustentar sua alta taxa de crescimento têm um impacto direto em outras espécies ao seu redor.

O conceito de pedra angular é definido por seus efeitos ecológicos, e estes, por sua vez, o tornam importante para a conservação. Neste, ele se sobrepõe a vários outros conceitos de conservação de espécies, como espécies-bandeira , espécies indicadoras e espécies guarda - chuva . Por exemplo, o jaguar é um grande felino carismático que atende a todas estas definições:

A onça-pintada é uma espécie guarda-chuva, espécie-bandeira e indicador de qualidade na selva. Promove os objetivos de recuperação de carnívoros, protegendo e restaurando a conectividade através da floresta Madrean e áreas ribeirinhas, e protegendo e restaurando áreas ribeirinhas. ... Um sistema de reserva que protege onças-pintadas é um guarda-chuva para muitas outras espécies. ... a onça-pintada [é] uma pedra angular na América subtropical e tropical ...

-  David Maehr et al, 2001

Predadores

Lontras marinhas e florestas de algas marinhas

Ouriços-do-mar, como este ouriço-do-mar roxo, podem danificar as florestas de algas mastigando os fixadores de algas
A lontra marinha é um importante predador de ouriços-do-mar , tornando-se uma espécie-chave para as florestas de algas marinhas.

As lontras marinhas protegem as florestas de algas marinhas dos danos causados ​​pelos ouriços-do-mar. Quando as lontras marinhas da costa oeste da América do Norte foram caçadas comercialmente por sua pele, seu número caiu para níveis tão baixos - menos de 1000 no oceano Pacífico norte - que eles foram incapazes de controlar a população de ouriços-do-mar. Os ouriços, por sua vez, pastavam nas fortalezas das algas com tanta força que as florestas de algas praticamente desapareceram, junto com todas as espécies que dependiam delas. A reintrodução das lontras marinhas permitiu que o ecossistema de algas marinhas fosse restaurado. Por exemplo, no sudeste do Alasca, cerca de 400 lontras marinhas foram soltas e se reproduziram para formar uma população de aproximadamente 25.000.

O lobo, predador do ápice de Yellowstone

Recuperação de salgueiro ciliar em Blacktail Creek, Parque Nacional de Yellowstone , após a reintrodução de lobos

Predadores-chave podem aumentar a biodiversidade das comunidades ao impedir que uma única espécie se torne dominante. Eles podem ter uma influência profunda no equilíbrio dos organismos em um determinado ecossistema . A introdução ou remoção de um predador-chave, ou mudanças em sua densidade populacional, podem ter efeitos drásticos em cascata no equilíbrio de muitas outras populações no ecossistema. Por exemplo, os pastores de uma pastagem podem impedir que uma única espécie dominante assuma o controle.

A eliminação do lobo cinzento do ecossistema da Grande Yellowstone teve impactos profundos na pirâmide trófica . Sem predação, os herbívoros começaram a pastar em excesso muitas espécies lenhosas, afetando as populações de plantas da área. Além disso, os lobos muitas vezes impediam os animais de pastar nas áreas ribeirinhas, o que protegia os castores de terem suas fontes de alimento invadidas. A remoção dos lobos teve um efeito direto nas populações de castores, pois seu habitat se tornou um território de pastagem. O aumento da procura em salgueiros e coníferas ao longo do Blacktail Creek devido à falta de predação causou incisão no canal porque os castores ajudaram a diminuir a velocidade da água, permitindo que o solo permanecesse no lugar. Além disso, a predação mantém as características hidrológicas, como riachos e riachos, em funcionamento normal. Quando os lobos foram reintroduzidos, a população de castores e todo o ecossistema ribeirinho se recuperaram dramaticamente em poucos anos.

Estrelas do mar e outros predadores fora do ápice

Conforme descrito por Paine em 1966, algumas estrelas do mar (por exemplo, Pisaster ochraceus ) podem atacar ouriços-do-mar , mexilhões e outros moluscos que não têm outros predadores naturais. Se a estrela do mar for removida do ecossistema, a população de mexilhões explode incontrolavelmente, expulsando a maioria das outras espécies. O recente aparecimento da doença destruidora de estrelas do mar nos Estados Unidos causou indiretamente o domínio das populações de mexilhões em muitos habitats entre-marés.

Essas criaturas não precisam ser predadores de ponta . As estrelas do mar são presas de tubarões , raias e anêmonas do mar . As lontras marinhas são presas das orcas .

A onça-pintada , cujos números nas Américas Central e do Sul foram classificados como quase ameaçados , atua como um predador fundamental por sua dieta amplamente variada, ajudando a equilibrar o ecossistema da selva de mamíferos com o consumo de 87 espécies diferentes de presas. O leão é outra espécie fundamental.

Banksia Acorn, prionotes Banksia , é a única fonte de néctar para importantes polinizadores , honeyeaters .

Mutualistas

Os keystone mutualistas são organismos que participam de uma interação mutuamente benéfica, cuja perda teria um impacto profundo no ecossistema como um todo. Por exemplo, na região de Avon Wheatbelt , na Austrália Ocidental , há um período de cada ano em que os prionotas Banksia (bolota banksia) são a única fonte de néctar para os melíferos , que desempenham um papel importante na polinização de várias espécies de plantas. Portanto, a perda dessa espécie de árvore provavelmente causaria o colapso da população de melíferos, com profundas implicações para todo o ecossistema. Outro exemplo são os frugívoros , como o casuar , que espalha as sementes de muitas árvores diferentes. Algumas sementes não crescerão a menos que tenham passado por um casuar.

Engenheiros

Um termo usado junto com a pedra angular é engenheiro de ecossistema . Na América do Norte , o cão da pradaria é um engenheiro de ecossistema. As tocas dos cães da pradaria fornecem as áreas de nidificação para tarambolas e corujas . Os sistemas de túneis para cães da pradaria também ajudam a canalizar a água da chuva para o lençol freático para evitar o escoamento e a erosão , e também podem servir para alterar a composição do solo em uma região, aumentando a aeração e revertendo a compactação do solo que pode ser resultado do pastejo do gado. Os cães da pradaria também podam a vegetação ao redor de suas colônias, talvez para remover qualquer cobertura para predadores. Espécies que pastam, como bisão das planícies , pronghorn e veado-mula , mostraram tendência para pastar nas mesmas terras usadas pelos cães da pradaria.

Barragem do castor, uma construção animal que tem um efeito transformador no meio ambiente

O castor é um conhecido engenheiro de ecossistemas e espécie-chave. Ele transforma seu território de um riacho em uma lagoa ou pântano. Os castores afetam o meio ambiente, primeiro alterando as bordas das áreas ribeirinhas , cortando árvores mais velhas para usar em suas represas. Isso permite que as árvores mais jovens tomem seu lugar. As barragens de castor alteram a área ribeirinha em que estão estabelecidas. Dependendo da topografia, dos solos e de muitos fatores, essas barragens transformam as margens ribeirinhas de riachos e rios em pântanos, prados ou florestas ribeirinhas. Essas represas mostraram ser benéficas para uma miríade de espécies, incluindo anfíbios, salmões e pássaros canoros.

Na savana africana , os herbívoros maiores, especialmente os elefantes , moldam seu ambiente. Os elefantes destroem árvores, abrindo espaço para espécies de grama. Sem esses animais, grande parte da savana se transformaria em floresta . Na bacia do rio Amazonas , os queixadas produzem e mantêm chafurdas que são utilizadas por uma grande variedade de espécies. Estudos australianos descobriram que o peixe - papagaio na Grande Barreira de Corais são os únicos peixes de recife que raspam e limpam consistentemente os corais do recife. Sem esses animais, a Grande Barreira de Corais estaria sob forte pressão.

No Serengeti , a presença de gnus suficientes nessas pastagens promove o crescimento das árvores, o que, por sua vez, reduz a probabilidade de incêndios florestais . O documentário The Serengeti Rules documenta isso em detalhes.

Limitações

Embora o conceito de espécie-chave tenha um valor na descrição de interações interespécies particularmente fortes e por permitir uma comunicação mais fácil entre ecologistas e formuladores de políticas de conservação, ele foi criticado por LS Mills e colegas por simplificar demais os sistemas ecológicos complexos. O termo tem sido amplamente aplicado em diferentes ecossistemas e predadores, presas e plantas (produtores primários), inevitavelmente com diferentes significados ecológicos. Por exemplo, remover um predador pode permitir que outros animais aumentem a ponto de exterminar outras espécies; a remoção de uma espécie de presa pode causar o colapso das populações de predadores ou pode permitir que os predadores levem outras espécies de presas à extinção; e a remoção de uma espécie de planta pode resultar na perda de animais que dela dependem, como polinizadores e dispersores de sementes. Os castores também são chamados de pedra angular, não por comer outras espécies, mas por modificar o ambiente de maneiras que afetam outras espécies. O termo, portanto, recebeu significados bastante diferentes em casos diferentes. Na visão de Mills, o trabalho de Paine mostrou que algumas espécies às vezes podem ter interações extremamente fortes dentro de um determinado ecossistema, mas isso não implica automaticamente que outros ecossistemas tenham uma estrutura semelhante.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Caro, Tim (2010). Conservação por procuração: indicador, guarda-chuva, pedra angular, carro-chefe e outras espécies substitutas . Washington, DC: Island Press. ISBN 9781597261920.