ALGUNS CONCEITOS ÚTEIS DA ECOLOGIA

Definições:

Relação dos organismos entre si e com o ambiente (Odum, 1985).

Estudo científico das interações que determinam a distribuição e abundância dos organismos (Krebs, 2001).

Alguns processos ecológicos são complexos e dificilmente testáveis

através de experimentosKrebs (2001)

Observação e correlação:

Importantes ferramentas para detectar e avaliar impactos ambientais.

Uso de modelos:

Os modelos resumem as inter-relações;

Muitas vezes são construídos com dados históricos.

Relação fósforo - clorofila

Os enfoques da ecologia e suas aplicações:

Ecologia de populações

Ecologia de comunidades

Ecologia de ecossistemas

Ecologia de populações:

Estuda a dinâmica de uma espécie ou algumas, interagindo entre si.

Atributos úteis no monitoramento:

Taxas de natalidade, mortalidade, imigração, emigração, crescimento populacional etc.

Crescimento populacional: curva geométrica

Crescimento populacional: curva logística

Ex. de aplicação: efeito de um poluente sobre as taxas de sobrevivência de uma população.

Ecologia de comunidades:

Estuda a interação entre espécies agrupadas em uma área.

Atributos úteis no monitoramento ambiental: diversidade, riqueza de espécies, uniformidade, estrutura das teias alimentares etc.Ex. de aplicação: efeito de um poluente sobre atributos da comunidade.

O número de espécies é um atributo da comunidade útil no biomonitoramento

Ecologia de ecossistemas:

Estuda a relação entre a comunidade e o ambiente abiótico.

Ex. de aplicação: avaliação do efeito de um poluente sobre o ciclo de determinado elemento.

Utilização no monitoramento:

Medidas da produção primária, decomposição, ciclagem de nutrientes se alteram frente a impactos ambientais.

A ciclagem de nutrientes reduz com o aumento da concentração de cobre (um

poluente)

PROBLEMAS DE ESCALA EM ECOLOGIA

• A escala temporal e espacial de um estudo determinará o seu nível de resolução (o que ele responderá).

PROBLEMAS DE ESCALA EM ECOLOGIA

PROBLEMAS DE ESCALA EM ECOLOGIA

Os efeitos de ações que ocorrem em uma escala podem não ser medidos em outras

podem sobrepujar efeitos de desmatamento em ESCALAS MENORES

Exemplo: efeitos de poluição no NÍVEL DE BACIA HIDROGRÁFICA

...semelhantes ao de locais desmatados se houver um impacto maior na bacia hidrográfica

Ex. amostras em um rio com vegetação ripária preservada podem dar resultados...

• Escalas se alteram quando passamos dos níveis inferiores para os superiores:

Paisagem

Ecossistemas

Comunidades

Espécies (populações)

Organismos (indivíduos)

Aumentam as escalas espaciais e temporais

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Hei

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1207

• Diferentes organismos respondem em diferentes escalas espaciais e temporais:

Horas/dias

µm/mm

anos/séculos

m/kmExemplo: monitoramento de coliformes

termotolerantes: diário, semanal, mensal?

• Os programas de amostragem devem respeitar a variabilidade espacial e temporal dos dados.• Comunidades complexas são muitas vezes mimetizadas em microcosmos e mesocosmos: problemas de escala podem afetar estes experimentos.

• Vários experimentos ecológicos são limitados por problemas de escala espacial e temporal.

Ex. Aquecimento global, sucessão ecológica.

MÉTODOS ECOLÓGICOS E SEU USO NA IDENTIFICAÇÃO E BIOMONITORAMENTO DE

IMPACTOS AMBIENTAIS 

1) Enfoque reducionista: - Tenta entender o funcionamento de um sistema complexo reduzindo-o às suas partes básicas e definindo as relações entre estas partes. 

- Essa abordagem tenta isolar fatores que controlam um processo e prever o comportamento futuro através de modelos destas interações.Ex. 1) Ecologia de populações:

Previsões sobre o tamanho da pop. de predadores a partir do tamanho da pop. de presas.Ex. 2) Ecologia sistêmica (ou ecossistêmica):

Previsões da taxa de decomposição a partir das concentrações de N do solo.

microcosmos

mesocosmos

- Essa abordagem emprega largamente o uso de micro e mesocosmos.

Algumas críticas:

- as espécies, populações ou comunidades são separadas de suas condições naturais;

- os hábitats simulados nos micro e mesocosmos são diferentes dos hábitats naturais;

- as interações com outras espécies são ignoradas.

Algumas vantagens:

- permite controle das condições abióticas;

- permite realizar várias repetições;

- permite testar hipóteses.

Toxicologia e ecotoxicologia:

Emprega muitas vezes um enfoque reducionista; o uso de poucas espécies para medir impacto tem sido considerado por alguns cientistas como de pouca utilidade para averiguar esses impactos sobre as comunidades.

B) Enfoque holístico: - Ecossistema: sistema altamente integrado com padrões de retro-alimentação que se tornam aparentes somente considerando-se o sistema como um todo (propriedades emergentes).

Exemplo: elo microbiano

http://www.esf.edu/efb/schulz/Limnology/microbialloop.jpg

Parte ignorada das teias alimentares aquáticas (descoberta após 1970)

Propriedades emergentes:- Propriedades do todo que não podem ser deduzidas pela análise das partes individualmente.Ex. formação de cardumes para fugir de predadores, estabilidade de teias alimentares etc.

Muitos sistemas ecológicos mantêm certo grau de regularidade (constância da estrutura e função).

APLICAÇÃO:

indicadores de distúrbio em nível de populações, comunidade ou ecossistemas, AVALIADOS IN SITU (uma ferramenta mais HOLÍSTICA), ajudam a medir o significado

biológico dos impactos antrópicos.

Beeby (1994)

tempo

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âmet

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o

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de

elasticidade

estresse ou distúrbio

tempo

par

âmet

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de

estresse ou distúrbio

elasticidade

Medidas do “deslocamento” de um atributo permitem comparar estresses e

sistemas

Respotas fisiológicas/comportamentais

Respotas na população

Respota genética

Respotas na comunidade

Respotas no ecossistema

Falha a adaptação fenotípica

novo genótipo

mudança na abundância ou atividade

mudança na composição de espécies

mudança nos atributos do ecossistema

ESTRESSE OU DISTÚRBIO

ATRIBUTOS DE

QUALQUER UM DESSES NÍVEIS SÃO

ÚTEIS PARA SE

MEDIR OS IMPACTOS

TEORIA E APLICAÇÃO Pode-se medir o impacto biológico do estresse ou distúrbio pelo deslocamento que eles causam em algum atributo biológico ou ecológico, o que permite:

- comparar diferentes poluentes;

- comparar as respostas de diferentes espécies de organismos frente a um determinado impacto;

- comparar os impactos de um poluente em ecossistemas ou comunidades diferentes;

- etc.

Semanas

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TEORIA E APLICAÇÃO: uma analogia com a medicina

TGP = TRANSAMINASE

Beeby, A. 1994. Applying ecology. London, Chapman & Hall. Capítulo 1.Knie, J. L. W. & Lopes, E. W. B. Testes ecotoxicológicos: métodos, técnicas e aplicações. FATMA/GTZ/Tractebel. Florianópolis, 218p. Odum, H. T. Ecologia. 1988. Rio de Janeiro. Editora Guanabara.Bourget, E. & M. J. Fortin, 1995. A commentary on current approaches in the aquatic sciences. Hydrobiologia 300/301: 1-16.

Literatura utilizada nessa aula:

Endereços dos sítios utilizados nessa aula:

http://www.esf.edu/efb/schulz/Limnology/microbialloop.jpg