direita|miniatura|Um urso com um salmão. Interações interespecíficas, como a predação, são um aspecto chave da ecologia de comunidades.
Em ecologia, uma comunidade é um grupo ou associação de populações de duas ou mais espécies diferentes que ocupam a mesma área geográfica ao mesmo tempo, também conhecida como biocenose, comunidade biótica, comunidade biológica, comunidade ecológica ou assembleia de vida. O termo comunidade tem uma variedade de usos. Em sua forma mais simples, refere-se a grupos de organismos em um local ou tempo específico, por exemplo, "a comunidade de peixes do Lago Ontário antes da industrialização".
A ecologia de comunidades ou sinecologia é o estudo das interações entre espécies em comunidades em várias escalas espaciais e temporais, incluindo a distribuição, estrutura, abundância, demografia e interações de populações coexistentes. O foco principal da ecologia de comunidades está nas interações entre populações, determinadas por características genotípicas e fenotípicas específicas. É importante entender a origem, manutenção e consequências da diversidade de espécies ao avaliar a ecologia de comunidades.
A ecologia de comunidades também considera fatores abióticos que influenciam a distribuição ou interação das espécies (por exemplo, temperatura anual ou pH do solo). Por exemplo, as comunidades de plantas que habitam desertos são muito diferentes daquelas encontradas em florestas tropicais devido a diferenças na precipitação anual. Os humanos também podem afetar a estrutura da comunidade por meio de perturbações no habitat, como a introdução de espécies invasoras.
Em um nível mais profundo, o significado e o valor do conceito de comunidade em ecologia estão em debate. Tradicionalmente, as comunidades foram entendidas em uma escala fina, em termos de processos locais que constroem (ou destroem) uma assembleia de espécies, como o impacto das mudanças climáticas na composição de comunidades de gramíneas. Recentemente, esse foco na comunidade local foi criticado. , professor de biologia da Universidade do Missouri e autor de "Disintegration of the Ecological Community", argumentou que é mais útil pensar em comunidades em uma escala regional, com base em taxonomia evolutiva e biogeografia, onde algumas espécies ou clados evoluem e outros se extinguem. Hoje, a ecologia de comunidades foca em experimentos e modelos matemáticos, embora anteriormente se concentrasse principalmente em padrões de organismos. Por exemplo, subdivisões taxonômicas de comunidades são chamadas populações, enquanto partições funcionais são chamadas guildas.
Organização
Nicho Dentro da comunidade, cada espécie ocupa um nicho. O nicho de uma espécie determina como ela interage com o ambiente ao seu redor e seu papel dentro da comunidade. Ao terem nichos diferentes, as espécies conseguem coexistir. Isso é conhecido como partição de nicho. Por exemplo, o horário do dia em que uma espécie caça ou a presa que ela caça.
A partição de nicho reduz a competição entre espécies, permitindo que as espécies coexistam porque suprimem seu próprio crescimento mais do que limitam o crescimento de outras espécies (ou seja, a competição dentro de uma espécie é maior que a competição entre espécies, ou a competição intraespecífica é maior que a interespecífica).
O número de nichos presentes em uma comunidade determina o número de espécies presentes. Se duas espécies têm o mesmo nicho (por exemplo, as mesmas demandas alimentares), uma espécie supera a outra. Quanto mais nichos ocupados, maior a biodiversidade da comunidade.
Nível trófico miniatura|a) Uma pirâmide trófica mostrando os diferentes níveis tróficos em uma comunidade. b) Uma teia alimentar da mesma comunidade.|alt=a) Uma pirâmide trófica mostrando os diferentes níveis tróficos em uma comunidade. b) Uma teia alimentar da mesma comunidade.
O nível trófico de uma espécie é sua posição na cadeia ou teia alimentar. Na base da teia alimentar estão os organismos autotróficos, também conhecidos como produtores primários. Os produtores fornecem sua própria energia por meio de fotossíntese ou quimiossíntese, sendo as plantas produtores primários. O próximo nível é composto por herbívoros (consumidores primários), que se alimentam de vegetação como fonte de energia. Os herbívoros são consumidos por onívoros ou carnívoros. Essas espécies são consumidores secundários e terciários. Níveis adicionais na escala trófica surgem quando onívoros ou carnívoros menores são consumidos por outros maiores. No topo da teia alimentar está o predador de topo, uma espécie que não é consumida por nenhuma outra na comunidade. Herbívoros, onívoros e carnívoros são todos heterotróficos.
Um exemplo básico de uma cadeia alimentar é: grama → coelho → raposa. As cadeias alimentares tornam-se mais complexas quando há mais espécies presentes, frequentemente formando teias alimentares. A energia é transferida através dos níveis tróficos. A energia é perdida em cada nível devido a .
O nível trófico de um organismo pode mudar com base nas outras espécies presentes. Por exemplo, o atum pode ser um predador de topo ao comer peixes menores, como a cavalinha. No entanto, em uma comunidade onde há uma espécie de tubarão presente, o tubarão se torna o predador de topo, alimentando-se do atum.
Os decompositores também desempenham um papel na pirâmide trófica. Eles fornecem energia e nutrientes às espécies vegetais na comunidade. Decompositores, como fungos e bactérias, reciclam energia de volta à base da teia alimentar ao se alimentarem de organismos mortos de todos os níveis tróficos.
Guilda Uma guilda é um grupo de espécies na comunidade que utiliza os mesmos recursos de maneira semelhante. Organismos na mesma guilda enfrentam competição devido ao recurso compartilhado. Espécies estreitamente relacionadas frequentemente pertencem à mesma guilda, devido a traços herdados por descendência comum de seu ancestral comum. No entanto, as guildas não são exclusivamente compostas por espécies estreitamente relacionadas.
Carnívoros, onívoros e herbívoros são exemplos básicos de guildas. Uma guilda mais precisa seria vertebrados que forrageiam por artrópodes terrestres, o que incluiria certas aves e mamíferos. Plantas com flores que compartilham o mesmo polinizador também formam uma guilda.
Espécies influentes Certas espécies têm uma influência maior na comunidade por meio de suas interações diretas e indiretas com outras espécies. A população de espécies influentes é afetada por perturbações abióticas e bióticas. Essas espécies são importantes na identificação de comunidades ecológicas. A perda dessas espécies resulta em grandes mudanças na comunidade, frequentemente reduzindo sua estabilidade. As mudanças climáticas e a introdução de espécies invasoras podem afetar o funcionamento de espécies-chave e, assim, ter efeitos em cascata nos processos da comunidade. A industrialização e a introdução de poluentes químicos nos ambientes alteraram comunidades e até ecossistemas inteiros.
Espécies fundadoras As influenciam amplamente a população, a dinâmica e os processos de uma comunidade, criando mudanças físicas no próprio ambiente. Essas espécies podem ocupar qualquer nível trófico, mas tendem a ser produtores. O mangue-vermelho é uma espécie fundadora em comunidades marinhas. As raízes do mangue fornecem áreas de berçário para peixes jovens, como vermelhos.
O pinheiro Pinus albicaulis é uma espécie fundadora. Após perturbações por incêndio, a árvore fornece sombra (devido ao seu crescimento denso), permitindo a regeneração de outras espécies vegetais na comunidade. Esse crescimento estimula o retorno de invertebrados e microrganismos necessários para a decomposição. As sementes do pinheiro branco também fornecem alimento para ursos pardos.
miniatura|Um diagrama simples de uma cascata trófica. À direita, mostra a ausência de lobos, resultando em um aumento de alces e redução no crescimento da vegetação. À esquerda, mostra a presença de lobos controlando a população de alces.|alt=Um diagrama simples de uma cascata trófica. À direita, mostra a ausência de lobos, resultando em um aumento de alces e redução no crescimento da vegetação. À esquerda, mostra a presença de lobos controlando a população de alces.
Espécies-chave As espécies-chave têm uma influência desproporcional na comunidade em relação à maioria das espécies. As espécies-chave tendem a estar nos níveis tróficos mais altos, frequentemente sendo o predador de topo. A remoção de uma espécie-chave causa cascatas tróficas de cima para baixo. Lobos são espécies-chave, sendo predadores de topo.
No Parque Nacional de Yellowstone, a perda da população de lobos devido à caça excessiva resultou na perda de biodiversidade na comunidade. Os lobos controlavam o número de alces no parque por meio da predação. Sem os lobos, a população de alces aumentou drasticamente, resultando em sobrepastoreio. Isso afetou negativamente outros organismos no parque; o aumento do pastejo pelos alces removeu fontes de alimento de outros animais presentes. Os lobos foram reintroduzidos para retornar a comunidade do parque ao funcionamento ideal.
Um exemplo marinho de uma espécie-chave é . Esta estrela-do-mar controla a abundância de Mytilus californianus, permitindo recursos suficientes para as outras espécies na comunidade. Engenheiros ecológicos Um é uma espécie que mantém, modifica e cria aspectos de uma comunidade. Eles causam mudanças físicas no habitat e alteram os recursos disponíveis para os outros organismos presentes.
Os castores que constroem represas são engenheiros ecológicos. Ao cortarem árvores para formar represas, eles alteram o fluxo de água em uma comunidade. Essas mudanças influenciam a vegetação na zona ripária, e estudos mostram que a biodiversidade é aumentada. A escavação pelos castores cria canais, aumentando as conexões entre habitats. Isso auxilia o movimento de outros organismos na comunidade, como sapos.
Teorias da estrutura de comunidades
A estrutura da comunidade é a composição da comunidade. Ela é frequentemente medida por meio de redes ecológicas, como teias alimentares. As teias alimentares são um mapa que mostra as redes de espécies e a energia que as conecta por meio de interações tróficas.
Teoria holística A teoria holística refere-se à ideia de que uma comunidade é definida pelas interações entre os organismos nela presentes. Todas as espécies são interdependentes, cada uma desempenhando um papel vital no funcionamento da comunidade. Devido a isso, as comunidades são repetíveis e fáceis de identificar, com fatores abióticos semelhantes controlando ao longo do tempo.
Frederic Clements desenvolveu o conceito holístico (ou organísmico) de comunidade, como se fosse um superorganismo ou unidade discreta, com limites nítidos. Clements propôs essa teoria após notar que certas espécies de plantas eram regularmente encontradas juntas em habitats, concluindo que as espécies eram dependentes umas das outras. A formação de comunidades não é aleatória e envolve coevolução.
A teoria holística deriva do pensamento mais amplo do holismo — que se refere a um sistema com muitas partes, todas necessárias para o funcionamento do sistema.
Teoria individualista desenvolveu o conceito individualista (também conhecido como aberto ou contínuo) de comunidade, com a abundância de uma população de uma espécie mudando gradualmente ao longo de gradientes ambientais complexos. Cada espécie muda independentemente em relação às outras espécies presentes ao longo do gradiente. A associação de espécies é aleatória e ocorre por coincidência. As condições ambientais variadas e a probabilidade de cada espécie chegar e se estabelecer ao longo do gradiente influenciam a composição da comunidade.
A teoria individualista propõe que as comunidades podem existir como entidades contínuas, além dos grupos discretos mencionados na teoria holística.
Teoria neutra