Mostrar código-fonte de Dinâmica de metapopulações em regiões áridas

<span style="font-size:8pt"><b>Referência : </b> Naia, M., Brito, J. C., (2020) ''Dinâmica de metapopulações em regiões áridas'', [https://rce.casadasciencias.org Rev. Ciência Elem.], V8(4):059
<br>
<span style="font-size:8pt"><b>Autor</b>: <i>Marisa Naia e José C. Brito</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><span style="font-size:8pt"><b>Editor</b>: <i>[[Usu&aacute;rio:Jfgomes47|José Ferreira Gomes]]</i></span><br>
<span style="font-size:8pt"><b>DOI</b>: <i>[[https://doi.org/10.24927/rce2020.059 https://doi.org/10.24927/rce2020.059]]</i></span><br>
<html><a href="https://rce.casadasciencias.org/rceapp/static/docs/artigos/2020-059.pdf" target="_blank">
                <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/layout/pdf.png" alt="PDF Download"></a></html>
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== Resumo ==

A fragmentação dos habitats naturais e as alterações climáticas promovem o isolamento populacional e um aumento do risco de extinção, estando por isso entre os principais fatores responsáveis pela perda de biodiversidade. A conectividade da paisagem assegura a dispersão de indivíduos e o fluxo génico, mitigando os efeitos negativos promovidos pela fragmentação e assegurando a dinâmica e a respetiva persistência de metapopulações. As montanhas da Mauritânia contêm lagoas que funcionam como refúgios climáticos para espécies aquáticas. Durante a estação seca, os rios que interligam essas lagoas interrompem-se e impossibilitam o movimento de indivíduos, mas durante a estação das chuvas, quando a disponibilidade de água aumenta, movimentos de dispersão inter-lagoas garantem o fluxo génico e a subsistência das espécies. Esta dinâmica metapopulacional permite mitigar os efeitos negativos do isolamento populacional e garantir a sobrevivência de espécies aquáticas em regiões áridas.



<html>
<p class='mainText'>A fragmentação dos habitats naturais é um dos principais fatores que conduz à perda
de biodiversidade</html><ref><html>BASCOMPTE, J. & SOLÉ, R. V.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.jstor.org/stable/5781">Habitat fragmentation and extinction thresholds in spatially explicit models</a></em>, <em>J. Anim.
Ecol.</em>, 65:465-473. 1996.</html></ref><html>, criando uma matriz de pequenas manchas de habitat isolados onde
as populações persistem</html><ref><html>HADDAD, N. M. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://advances.sciencemag.org/content/1/2/e1500052">Habitat fragmentation and its lasting impact on Earth’s ecosystems</a></em>, <em>Sci. Adv.</em>, 1:e1500052. 2015.</html></ref><html>. Este isolamento contribui para a diminuição do fluxo génico
(migração de genes entre populações), o que leva à diminuição da viabilidade das populações
através do aumento da consanguinidade, da redução da diversidade genética
e da capacidade de adaptação dos indivíduos (FIGURA 1)</html><ref><html>FRANKHAM, R.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="http://webpages.icav.up.pt/ptdc/BIA-BIC/118151/2010/Frankham%202005.%20Biol%20Cons..pdf">Genetics and extinction</a></em>, <em>Biol. Conserv.</em>, 126:131–140, 2005.</html></ref><html>. As alterações climáticas amplificam
estes efeitos porque criam condições ambientais que podem estar para além
da tolerância fisiológica das espécies, com consequências negativas, por exemplo na
sobrevivência ou no sucesso reprodutor</html><ref><html>TLI, D. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29804316/">Vulnerability of the global terrestrial ecosystems to climate change</a></em>, <em>Glob. Chang. Biol.</em>, 24: 4095-4106. 2018.</html></ref><html>. Por isso, tanto a fragmentação dos habitats
como as alterações climáticas levam ao declínio das populações e à extinção de espécies
quando estas são incapazes de se adaptarem às novas condições ou têm uma
baixa capacidade de dispersão</html><ref><html>THOMAS, C. D. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.nature.com/articles/nature02121">Extinction risk from climate change</a></em>, <em>Nature</em>, 427:145–148. 2004.</html></ref><html>.</p>

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<center>
<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2020-059-01.jpg">
</figure>
<figcaption>FIGURA 1. Esquema simplificado dos diferentes efeitos da fragmentação dos habitats naturais nas espécies e populações,
os quais conduzem a um aumento do risco de extinção. A conectividade da paisagem como uma medida para mitigar
os efeitos negativos da perda do habitat está representada pela seta verde.
</figcaption>
</center>
<br>

  <p class='mainText'>A conectividade da paisagem facilita o movimento de indivíduos entre diferentes
locais</html><ref><html>TAYLOR, P. D. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.jstor.org/stable/3544927">Connectivity Is a Vital Element of Landscape Structure</a></em>, <em>Oikos</em>, 68:571-573. 1993.</html></ref><html>. Por um lado, a conectividade estrutural foca-se na configuração espacial da
paisagem, avaliando a continuidade física do habitat, tais como corredores, sem considerar
os aspetos biológicos da paisagem</html><ref><html>TISCHENDORF, L. & FAHRIG, L.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1034/j.1600-0706.2000.900102.x">On the usage and measurement of landscape connectivity</a></em>, <em>Oikos</em>, 90:7–19. 2000.</html></ref><html>. Por outro lado, a conectividade funcional
considera o comportamento das espécies perante a paisagem, avaliando a capacidade
de dispersão dos indivíduos e estimando quais os corredores utilizados entre habitats
isolados</html><ref><html>TAYLOR, P. D. <em>et al.</em>
<em>Landscape connectivity: a return to the basics</em>, In: Crooks, K. R., Sanjayan, M. (eds) <em>Connectivity
Conservation. Cambridge University Press</em>, Cambridge, U.K., p 29–43. 2006.</html></ref><html>. Uma rede coesa de corredores que interliguem habitats adequados à persistência
através de zonas desfavoráveis permite tanto os movimentos de indivíduos
entre as diferentes populações isoladas como facilita a potencial colonização de novos
habitats, permitindo assim a dinâmica de metapopulações. Esta dinâmica resulta do
equilíbrio entre extinção e colonização de populações, o qual é mantido através do movimento
de indivíduos entre populações</html><ref><html>HANSKI, I.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.nature.com/articles/23876">Metapopulation dynamics</a></em>, <em>Nature</em>, 396:41–49. 1998.</html></ref><html>. A migração conduz a um aumento periódico
na entrada de novos genes de populações adjacentes, o que contribui para o aumento
da variabilidade genética e do potencial de adaptação a alterações ambientais, diminuindo
assim o risco de extinção (FIGURA 1)</html><ref><html>MECH, S. G. & HALLETT, J. G.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.jstor.org/stable/2641844">Evaluating the effectiveness of corridors: A genetic approach</a></em>, <em>Conserv. Biol.</em>, 15:467–
474. 2001.</html></ref><html>.</p>

  <p class='mainText'>Em ecossistemas aquáticos, a conectividade é essencialmente assegurada através
da rede hidrográfica. As espécies aquáticas movem-se na paisagem através dos rios,
de forma ativa ou passiva, colonizando novos habitats favoráveis e alcançando novas
populações, sendo responsáveis pela dinâmica metapopulacional</html><ref><html>PRINGLE, C.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pringlelab.ecology.uga.edu/wp-content/uploads/2013/12/Pringle-2003-Hydrological-Processes.pdf">What is hydrologic connectivity and why is it ecologically important?</a></em>, <em>Hydrol. Process.</em>, 17:2685–2689.
2003.</html></ref><html>. A conectividade hidrológica
da paisagem é particularmente importante em regiões áridas, onde a disponibilidade
de água nos rios é fortemente sazonal</html><ref><html>HERMOSO, V. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.jstor.org/stable/23353468">Using water residency time to enhance spatio-temporal connectivity for conservation planning in seasonally dynamic freshwater ecosystems</a></em>, <em>J. Appl. Ecol.</em>, 49:1028–1035. 2012.</html></ref><html>. Consequentemente, a dispersão está
restrita à época das chuvas, quando a rede hidrográfica está conectada. No entanto,
a disponibilidade da água pode igualmente flutuar anualmente devido às oscilações
climáticas, resultando em períodos de seca que impossibilitam a dispersão através dos
rios. Estes fenómenos são particularmente evidentes no Sael, uma ecoregião que se
estende por 3 000 000 km<sup>2</sup> entre o Deserto do Saara a norte e as savanas sub-húmidas a sul</html><ref><html>LE HOUÉROU, H. N.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pdfs.semanticscholar.org/b1e7/ea14df3b6c03eb178054d2ef92369865923a.pdf">The Rangelands of the Sahel</a></em>, <em>J. Range Manag.</em>, 33:41–45. 1980.</html></ref><html>. Esta região experienciou fortes oscilações climáticas desde o Pleistoceno,
as quais modificaram os habitats existentes</html><ref><html>LE HOUÉROU, H. N.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pdfs.semanticscholar.org/b1e7/ea14df3b6c03eb178054d2ef92369865923a.pdf">The Rangelands of the Sahel</a></em>, <em>J. Range Manag.</em>, 33:41–45. 1980.</html></ref><html>. No último período húmido (há cerca de
4000 anos), prados e mega-lagos cobriam grande parte do atual Sael, mas estes contraíram-
se à medida que a precipitação diminuiu e a região aridificou</html><ref><html>HOLMES, J. A.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18467577/">Ecology: How the Sahara became dry</a></em>, <em>Science</em>, 320:752–753. 2008.</html></ref><html>. Estas oscilações
climáticas e as mudanças no coberto vegetal tiveram consequências na distribuição
das espécies, contribuindo para o isolamento de populações e, por vezes, para a diversificação
de novas formas</html><ref><html>BRITO, J. C. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/brv.12049">Unravelling biodiversity, evolution and threats to conservation in the Sahara Sahel</a></em>, <em>Biol. Rev.</em>,
89:215–231. 2014.</html></ref><html>. Atualmente, espécies adaptadas a ecossistemas aquáticos
persistem em refúgios climáticos, habitats isolados que reúnem as condições favoráveis
para a sobrevivência das espécies, muitas vezes retendo água durante todo o
ano</html><ref><html>VALE, C. G. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0118367">Overlooked mountain rock pools in deserts are critical local hotspots of biodiversity</a></em>, <em>PLoS One</em>,
10:e0118367. 2015.</html></ref><html>. Estes frágeis sistemas são fortemente vulneráveis às alterações climáticas. A
diminuição acentuada na precipitação prevista para o Sael poderá afetar a viabilidade
de várias populações</html><ref><html>ZENG, N.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://science.sciencemag.org/content/302/5647/999/tab-figures-data">Drought in the Sahel</a></em>, <em>Science</em>, 302:999–1000. 2003.</html></ref><html>.</p>

  <p class='mainText'>As montanhas da Mauritânia atuaram como refúgio durante os ciclos climáticos passados,
mantendo populações isoladas de espécies aquáticas numa região essencialmente
árida</html><ref><html>BRITO, J. C. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/brv.12049">Unravelling biodiversity, evolution and threats to conservation in the Sahara Sahel</a></em>, <em>Biol. Rev.</em>,
89:215–231. 2014.</html></ref><html>. Nestas montanhas encontram-se lagoas (conhecidas localmente como gueltas)
com elevada riqueza biológica, concentrando espécies endémicas e ameaçadas, categorizando-
se como hotspots locais de biodiversidade (FIGURA 2 A))</html><ref><html>VALE, C. G. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0118367">Overlooked mountain rock pools in deserts are critical local hotspots of biodiversity</a></em>, <em>PLoS One</em>,
10:e0118367. 2015.</html></ref><html>. Muitos gueltas retêm
água durante a época seca, permitindo a persistência de espécies aquáticas durante todo
o ano. É o caso do crocodilo-do-deserto (Crocodylus suchus), o qual persiste nos gueltas
quando os rios e as zonas húmidas envolventes secam (FIGURA 2 B))</html><ref><html>BRITO, J. C., <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0014734">Crocodiles in the Sahara Desert: An update of distribution, habitats and population status for conservation planning in Mauritania</a></em>, <em>PLoS One</em>, 6:e14734. 2011.</html></ref><html>.</p>

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<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2020-059-02.jpg">
</figure>
<figcaption>FIGURA 2. Refúgios climáticos na Mauritânia. A) guelta Tartêga na montanha do Tagant. B) Crocodilo-do-deserto (<em>Crocodylus
suchus</em>) no guelta Tartêga.
</figcaption>
</center>
<br>

  <p class='mainText'>Para esta e muitas outras espécies aquáticas, a conectividade entre gueltas é crucial
para manter a dinâmica metapopulacional local e a respetiva viabilidade das populações.
Durante a época das chuvas, os gueltas anteriormente isolados ficam conectados
através da rede hidrográfica que se forma com o reaparecimento dos rios sazonais</html><ref><html>CAMPOS, J. C. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://biodeserts.cibio.up.pt/36-published-articles/2012/85-sci-033">Normalized difference water indexes have dissimilar performances in detecting seasonal and permanent water in the Sahara-Sahel transition zone</a></em>, <em>J. Hydrol.</em>, 464–465:438–446. 2012.
                        </html></ref><html>.
Desta forma, os crocodilos podem dispersar entre gueltas durante a época das chuvas
e garantir o fluxo génico entre as diferentes populações, maioritariamente isoladas nas
lagoas (FIGURA 3)</html><ref><html>VELO-ANTÓN, G., <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0094626">Should i stay or should i go? Dispersal and population structure in small, isolated desert populations of West African crocodiles</a></em>, <em>PLoS One</em>, 9:e94626. 2014.
                        </html></ref><html>.</p>

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<figure class="image-medium">
    <img src="https://rce.casadasciencias.org/static/images/articles/2020-059-03.jpg">
</figure>
<figcaption>FIGURA 3. Esquema simplificado de um sistema de metapopulacional nas lagoas montanhosas da Mauritânia. A migração
de indivíduos é representada pelas setas, a qual tem por norma o sentido montante para jusante.
</figcaption>
</center>
<br>

  <p class='mainText'>Ao longo de várias gerações, alguns indivíduos conseguem atingir o rio Senegal, o único
rio permanente na Mauritânia, garantindo a sobrevivência das populações a jusante</html><ref><html>BRITO, J. C., <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0014734">Crocodiles in the Sahara Desert: An update of distribution, habitats and population status for conservation planning in Mauritania</a></em>, <em>PLoS One</em>, 6:e14734. 2011.
                        </html></ref><html>. Assim,
as populações montanhosas funcionam como fonte de novos genes, à medida que os
indivíduos dispersam entre gueltas ao longo da rede hidrográfica. Consequentemente, a
dispersão atenua os efeitos do isolamento populacional, contribuindo para a manutenção
da diversidade genética local e da capacidade de adaptação às alterações climáticas, diminuindo
assim o risco de extinção local</html><ref><html>TAYLOR, P. D. <em>et al.</em>
<em>Landscape connectivity: a return to the basics</em>, In: Crooks, K. R., Sanjayan, M. (eds) <em>Connectivity
Conservation. Cambridge University Press</em>, Cambridge, U.K., p 29–43. 2006.</html></ref>, <ref><html>VELO-ANTÓN, G., <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0094626">Should i stay or should i go? Dispersal and population structure in small, isolated desert populations of West African crocodiles</a></em>, <em>PLoS One</em>, 9:e94626. 2014.
                        </html></ref><html>. Tal como no caso dos crocodilos, diversas espécies
de anfíbios e peixes</html><ref><html>DILYT&#278;, J., <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10682-019-10017-0?shared-article-renderer">Diversification and gene flow of tilapia species driven by ecological changes in lowland and mountain areas of southern Mauritania</a></em>, <em>Evol. Ecol.</em>, 34:133-146. 2020.
                        </html></ref><html> mantêm sistemas metapopulacionais nas diferentes montanhas,
dependentes da conectividade hidrográfica para a persistência. Estes locais são também
importantes pontos de paragem durante a migração de algumas espécies de aves, como no
caso da cegonha-preta (Ciconia nigra)</html><ref><html>SHINE, T.
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://www.aves.be/fileadmin/Aves/Bulletins/Articles/40_1-4/40_1-4_228.pdf">The Conservation Status of Eastern Mauritania’s ephemeral wetlands and their role in the Migration and Wintering of Black Storks (Ciconia nigra)</a></em>, <em>Aves</em>, 40: 228–240. 2003.</html></ref><html>.</p>

  <p class='mainText'>A biodiversidade presente nos refúgios climáticos em zonas áridas enfrenta diversas
ameaças que colocam em causa a viabilidade das populações encontrada nestes locais.
O aumento da intensidade e frequência de fenómenos extremos relacionados com as alterações
climáticas, bem como o aumento das atividades humanas, ameaçam a persistência
de muitas espécies</html><ref><html>BRITO, J. C. <em>et al.</em>
<em><a class="a-link" target="_blank"
                href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/brv.12049">Unravelling biodiversity, evolution and threats to conservation in the Sahara Sahel</a></em>, <em>Biol. Rev.</em>,
89:215–231. 2014.</html></ref><html>. Por isso, a proteção destes locais e dos corredores que asseguram a
conectividade entre populações isoladas é essencial para garantir a sobrevivência destas
populações e reduzir a vulnerabilidade às alterações climáticas</html><ref><html>TAYLOR, P. D. <em>et al.</em>
<em>Landscape connectivity: a return to the basics</em>, In: Crooks, K. R., Sanjayan, M. (eds) <em>Connectivity
Conservation. Cambridge University Press</em>, Cambridge, U.K., p 29–43. 2006.</html></ref><html><sup>.</p>
</html>

=Referências=
<references/>
---- <br>Criada em 1 de Junho de 2020<br> Revista em 8 de Setembro de 2020<br> Aceite pelo editor em 15 de Dezembro de 2020<br>
[[Category:Biologia]]