Diversidade da floresta tropical
Raio de luz na floresta no Brasil. (Foto de R. Butler) VARIAÇÃO À CURTO PRAZO As florestas tropicais e suas diversidades, não existem em um estado constante, mas são os produtos de uma série de impactos, incluindo incêndios, árvores que caem, pequena dimensão para os humanos, e até fluxos de lava. Estes eventos podem aumentar a diversidade florestal, dando novas espécies a chance de crescer na ausência do dossel nas altas árvores. O crescimento de novas espécies arbóreas dão novas oportunidades para as espécies simbióticas (por exemplo, novos polinizadores ou dispersores de sementes).

Florestas que são regularmente maltratadas, como aqueles sazonalmente afetadas por fortes ventos e tempestades, tendem a ser ananicadas, ou seja menos desenvolvidas dossels e diversidade reduzida. "Típicas" florestas tropicais altas são tipicamente encontradas onde estejam protegidas de ventos fortes, como nos vales e determinadas áreas geográficas.

Dentro de uma área relativamente pequena, não pode haver grandes variações na dinâmica florestal. Por exemplo, nas florestas tropicais de terra firme da Amazônia Central- onde em média uma dossel árvore pode exceder 300 anos e algumas árvores podem ser mais de mil anos de idade — as taxas de derrubamento podem ser extremamente baixas. Em contrapartida, nas proximidades das florestas várzeas podem ter taxas de negócios inferior a 70 anos, devido à migração dos canais que periodicamente subcotaram margens dos rios e árvores.

As diversidades são normalmente drasticamente reduzidas em florestas degradadas por atividades como a exploração madeireira, e desenvolvimento agrícola. Geralmente, quando floresta é explorada, a densa estrutura dossel é perturbada, permitindo que mais luz solar penetre o chão da floresta. É mais provável que a floresta irá se secar, e menos água pode ser reciclada através do sistema de evaporação e transpiração. Muitas espécies da floresta são incapazes de lidar com as mudanças no microclima da floresta e ou eles continuam avançando ou gradualmente vão sumindo. Além disso, a perda de algumas madeiras valiosas de árvores tem um grande impacto sobre espécies com as quais tem relações interdependentes. Estudos sugerem que a exploração madeireira em qualquer forma reduz a diversidade da floresta tropical - estudos em todo o mundo mostram declínios de certas espécies, principalmente primatas, pássaros e insetos em florestas degradadas. Enquanto pode haver um aumento local na abundância e diversidade de certas espécies, existe um conjunto regional ou global de declínio da biodiversidade, devido à perda de espécies especialmente adaptados às condições da floresta intocada. Florestas degradadas também são mais propensas a ser desenvolvidas ou queimadas por seres humanos, reduzindo severamente a diversidade. Grande exploração madeireira nas florestas da Indonésia e Brasil foram parcialmente responsáveis por criar as secas condições nas florestas que causou os incêndios florestais de 1997-1998.

ECOTONOS: FLORESTAS ARESTAS

Estudos recentes sugerem que ecotonos, zonas de transição entre habitats, desempenham um papel importante na biodiversidade das florestas tropicais. Ecotonos nas fronteiras de savanas e florestas tropicais, florestas secundárias, plantações, e outros tipos de floresta, são evolutivas onde a concorrência pode levar ao surgimento de novas espécies. Os cientistas dizem que as populações em ecotonos podem se especializar para o nicho e divergir significativamente das populações do interior da floresta. Esta nova teoria inicialmente aparece para contestar a visão popular de que era glacial teve um papel muito significativo na diversidade da floresta. No entanto, alguns cientistas especulam o que restou da floresta e fragmentação do gelo iriam criar uma área maior de ecotonos, contribuindo ainda mais para a biodiversidade. Assim a combinação de ambas as condições podem ter contribuído para o bem-conhecidos diversidade das florestas húmidas tropicais.

ERA GLACIAL / GLACIAÇÃO

A idade de uma floresta tropical desempenha um papel importante na sua diversidade, embora o papel continua a ser amplamente debatido. Florestas tropicais são provavelmente as mais antigas do planeta dos ecossistemas. As florestas tropicais começaram a tomar forma em torno de 140 milhões de anos atrás durante a idade dos dinossauros, do último Cretáceo. Foi durante este período, quando muito dos climas do planeta eram tropicais e sub-tropicais, que originou plantas que floresciam e depois se espalhavam por todo o globo.

Durante sua longa história, espécies vieram e se foram, comunidades foram destruídas e reformadas, e todo o sistema foi alterado. Juntamente com as mudanças, novas relações dentro do sistema se formam assim como surgem novas espécies. Geralmente as mudanças são relativamente lentas, embora tenha havido momentos de turbulência onde drásticas mudanças ocorreram durante um curto período de tempo. Essas perturbações naturais parecem promover um aumento da diversidade biológica como evidenciado pelo efeito da era glacial, especialmente no arquipélago da Maláia no sudeste asiático. Hoje, muitas das 20.000 ou mais ilhas do arquipélago malaio estão cobertas de florestas tropicais. Algumas destas florestas tropicais têm existido em alguma forma ou outra nos últimos 100 milhões de anos, embora, como discutido em uma seção um, as antigas florestas tinham menos mamíferos grandes e as plantas não floresciam. Quando a era glacial ocorreu e águas oceânicas se condensaram ou se bloquearam no gelo polar, o fundo da rasa superfície do Mar do Sul da China foi exposto, permitindo o cruzamento de espécies do continente asiático. Embora esta região foi menos afetada pela queda de temperatura do que outras áreas devido à sua proximidade do oceano e do equador, o clima esfriou significativamente o suficiente para causar que as florestas tropicais se diminuissem a dispersos retalhos. As áreas florestadas anteriormente com floresta tropical deram lugar à savanas e ecossistemas nas montanhas florestais. A maior parte da região teve um pequeno distinto período chuvoso.

The O PIAC explica o que faz com que o nível do mar se altere. Imagem cortesia do IPCC.
Quando era glacial chegou ao fim, um clima mais quente e devolvido ao oceano subiu novamente para o encher zonas superficiais do Mar do Sul da China. Muitas das plantas e dos animais que haviam atravessado ao longo do continente foram aprisionados no habitát da ilha reformada. Além disso, algumas das espécies das montanhas e mais temperadas se adaptaram ao clima que foi gradualmente se aquecendo e tornaram-se espécies tropicais. Os pequenos bolsões de floresta tropical que sobreviveram à idade glacial serviram como reservatórios biológicos para repovoar a ampliada floresta tropical. Algumas das espécies tropicais que tinham sido separadas em diferentes bolsas tinham irradiado o suficiente durante o seu isolamento, que quando eles tiveram que cruzar o caminho novamente, os seus hábitos e características fisiológicas tinham mudado o suficiente (adaptado ao seu nicho dentro do bolso tropical), que já não podiam reproduzir, e poderiam ser consideradas espécies distintas.

Elefantes de Bornéu

Um estudo feito em 2003 sugere que os elefantes do Bornéu podem ser uma população distinta, isolada dos elefantes do continente asiático quando Bornéu foi cortada do continente cerca de 18.000 anos atrás.

As diversidades foram novamente multiplicadas por posteriores eras glaciais que causaram isolamento, e posteriormente radiação adaptativa em espécies mais distintas. Por exemplo, uma espécie de elefante que começou como uma única espécie no continente asiático. Durante a era do gelo, que expandiu as suas ilhas do arquipélago malaio, que, com os mais baixos níveis oceânicos, tornaram-se conectadas ao continente. Quando a era do gelo chegou ao fim, elefantes ficaram ociosos nas ilhas. Nas ilhas menores, os elefantes com uma menor dimensão corporal sobreviveram e reproduziram com mais êxito porque as suas necessidades alimentares eram menores e poderiam ser sustentados pela menor quantidade de alimentos disponíveis na ilha. Os maiores indivíduos eram bem menos sucedidos reprodutivamente. Assim a evolução favoreceu o nanismo de elefantes das ilhas ao longo de milhares de anos, quando a próxima idade do gelo chegou, os elefantes da ilha, não se reproduziam com os elefantes do continente. Já que os elefantes da ilha preencheram um papel diferente no continente asiático durante o cruzamento, alguns elefantes das ilhas ananicadas permaneceram no continente durante a próxima queda no nível das águas. Estes elefantes, isolados de seus ancestrais poderiam divergir o suficiente para ser incapaz de se reproduzir com os elefantes da ilha durante o próximo cruzamento. Assim, ao longo de duas eras glaciais, uma espécie de elefante se tornou três, não considerando as outras formas que iriam se desenvolver em ilhas com diferentes nichos, como aqueles com mais terrenos montanhosos,pântanos,ou de diferentes espécies de plantas sobre os quais se alimentavam. E assim o processo de evolução através do isolamento geográfico, continua, e mais espécies são formadas.

A floresta amazônica foi afetada pela era glacial de forma diferente da do sudeste asiático porque as mudanças no nível do mar não desempenhar o mesmo papel que na existência de ilhas. Em vez disso, as temperaturas mais frias podem ter conduzido a uma grande contração da floresta tropical e resultou em sua substituição com savana. Durante era glacial, níveis de dióxido de carbono cair em até 50 por cento, causando a maioria das plantas, que exigem elevados níveis de dióxido de carbono (conhecidos como plantas C3) a baixar. Algumas plantas, conhecidas como plantas C4, especialmente gramíneas, crescem bem sob baixas condições de dióxido de carbono. Assim, (de acordo com teoria líder), quando níveis de dióxido de carbono baixam durante períodos glacial, florestas tropicais cheias de plantas C3 recuaram e savana gramíneas (plantas C4) se expandiram. As florestas tropicais foram divididas em ilhas separadas por savana, enquanto comunidades de espécies foram divididas em bolsas isoladas. Algumas comunidades divergiram e quando as florestas se expandiram, e as comunidades se juntaram, eles se alteraram o suficiente para que eles nao pudessem reproduzir.

Essa teoría "refúgio", embora plausível e apoiado por algumas evidências de pólen, não são universalmente aceitas. Estudos recentes em alguns lugares limitados sugerem que a Amazônia pode ter permanecido densamente arborizadas durante a última era glacial. Recentemente Hooghiemstra e Van der Hammen (1999) sugeriram que a evidência do pólen suporta ambas teorias e ambos os cenários podem ter ocorrido em diferentes partes da bacia amazônica e em diferentes períodos de tempo.

A nova teoria Uma nova teoria proposta, em Dezembro de 2005, afirma que a biodiversidade da floresta amazônica tem muito menos a ver com as alterações climáticas do que a biologia das espécies nativas e da própria floresta. Olhando para o "relógio-DNA" espécies de borboletas na bacia amazônica, cientistas da Universidade do Colégio de Londres concluiram que as borboletas da floresta tropical evoluíram em maneiras diferentes, o que sugere a sua evolução é largamente independente de fatores externos como a era glacial. O autor principal do estudo, Jim Mallet, diz que a investigação "exclui o isolamento geográfico causado pelas alterações climáticas do passado como a principal causa da evolução de espécies. Em vez disso, a evolução das espécies devem ser causadas em grande parte por características biológicas intrínsecas de cada grupo de espécies."


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