Diversidade alfa, beta e gama

Variações na biodiversidade ao longo do espaço podem ser mensuradas através de três componentes: a diversidade alfa, beta e gama.

Entendendo os componentes

Imagine uma região que contenha três lagos (A, B e C), os quais não estão conectados entre si. Em cada lago, habitam espécies de peixes: algumas são compartilhadas entre os lagos, porém outras são exclusivas, ou seja, só habitam um dos ecossistemas. Como podemos então, caracterizar a biodiversidade nessas áreas?

Diversidade alfa

Quando desejamos registrar a diversidade de espécies em apenas um dos lagos, estamos tratando da diversidade alfa (α). Desta forma, este componente mede a diversidade, em geral dada pelo número de espécies, em um determinado local e/ou sistema. A diversidade alfa pode ser considerada como o produto da diferenciação de nicho entre as espécies que ocupam um mesmo habitat, visto que a coexistência se torna mais difícil quando há alta sobreposição de nicho (i.e. quando duas ou mais espécies utilizam os mesmos recursos).

Diversidade beta

Por outro lado, se desejamos quantificar diferenças observadas na composição de espécies entre os lagos, calculamos a diversidade beta (β). A beta-diversidade pode ser particionada ainda em outros dois componentes, denominados turnover (‘substituição) ou nestedness (‘aninhamento’): estes ajudam a entender se a causa da variação entre dois sistemas é a substituição de espécies ou a perda das mesmas, respectivamente. Por exemplo, imagine que o lago A abrigue as espécies P, Q, R e S; o lago B abrigue as espécies P, T e U; e o lago C seja o habitat das espécies P, Q e R. Caso utilizemos como base a riqueza de espécies, poderíamos deduzir intuitivamente que a beta-diversidade calculada entre os lagos A e B é similar a beta-diversidade entre os lagos A e C, pois ambas contêm uma espécie a menos (riqueza = 3 para cada) em relação ao número de espécies no lago A (riqueza = 4). No entanto, além da riqueza, as diferenças na composição das espécies que habitam cada lago revelam a influência de processos distintos que atuam na variação da biodiversidade regional: no lago B, observamos uma substituição (turnover) de espécies em relação ao lago A (registro das espécies T e U), enquanto que o lago C sofreu a perda (nestedeness) de uma espécie presente no lago A (espécie S), revelando uma redução na biodiversidade.

Diversidade gama

A diversidade gama, representada pelo símbolo γ, corresponde à diversidade regional total, ou seja, o número de espécies que ocorrem em todos os habitats/sistemas em determinada região. No exemplo envolvendo os lagos A, B e C, a diversidade gama corresponderia, portanto, ao número total de espécies registrado nos três lagos, que seria igual a 6. A diversidade gama também pode ser referenciada pela expressão ‘pool de espécies’, onde o número total de espécies em determina região representa o número de potenciais colonizadores dos diferentes sistemas que integram esta área. Assim, na região do presente exemplo, o pool é formado por 6 espécies que poderiam, teoricamente, colonizar os lagos A, B e C. No entanto, isso não ocorre na natureza devido aos diferentes filtros ambientais e características de cada sistema (no exemplo, de cada lago), que impedem a colonização por todas as espécies, e auxiliam a seleção natural daquelas mais adaptadas à cada um dos sistemas, levando à variação que corresponde à diversidade beta (β).

Referências:

Baselga, A.; Gómez-Rodríguez, C.; Lobo, J. M. Historical legacies in world amphibian diversity revealed by the turnover and nestedness components of beta diversity. PLoS One, v. 7, e32341. 2012.

Ensaios científicos. O que é diversidade beta? Disponível em: http://roneiecologia.blogspot.com/2015/08/o-que-e-diversidade-beta-em-resumo-pode.html

Whittaker, R. H.; Levin, S. A.; Root, R. B. Niche, habitat, and ecotope. The American Naturalist, v. 107, p. 321-338. 1973.