Apostila de Ecologia Com Figuras

7/31/2019 Apostila de Ecologia Com Figuras

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APOSTILA DE ECOLOGIA GERAL

FLVIA DE CAMPOS MARTINS

Retirado de:Odum, E. P. e Barrett, G. W. 2007. Fundamentos de ecologia(Traduo da 5a. Edio

norte-americana). Nova York, Editora Thomson.

Ricklefs, R. E. 2003. A economia da natureza: um livro-texto em ecologia bsica. 5a

edio. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan.

2008


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INTRODUO ECOLOGIA

Ecologia vem de duas palavras gregas: Oiks que quer dizer casa, e logos quesignifica estudo (a Cincia do Habitat).

Em 1870, o zologo alemo Ernest Haeckel deu palavra um significado maisabrangente:

Por ecologia, queremos dizer o conjunto de conhecimento referente economia (administrao) da naturezaa investigao das relaes totaisdos animais tanto com seu ambiente orgnico quanto com seu ambienteinorgnico; incluindo acima de tudo, suas relaes amigveis e no-amigveis com aqueles animais e plantas com os quais vm direta ouindiretamente a entrar em contato.

Andrewartha (1961): O estudo cientfico da distribuio e da abundncia deseres vivos.

Odum (1963): A estrutura e a funo da Natureza. Krebs (1972):

Ecologia o estudo cientfico dos processos que regulamentam a

distribuio e a abundncia de seres vivos e as interaes entre eles, e oestudo de como esses seres vivos, em troca, intercedem no transporte ena transformao de energia e matria na biosfera (ou seja, o estudo doplanejamento da estrutura e funo do ecossistema).

Resumindo a Ecologia a cincia que estuda como os organismos interagementre si e com o mundo natural.

Comeou a se desenvolver a partir do final de 1800. Ao mesmo tempo, houve um rpido crescimento da populao humana,

juntamente com um crescente desenvolvimento tecnolgico e material grandeaporte de recursos naturais gde deteriorao ambiental

Entretanto esses desenvolvimentos seguiram em velocidades muito diferentes estudos de ecologia conclusivos levam no mnimo de 5 a 10 anos, no mesmoperodo o desmatamento, a poluio, j mostram suas conseqncias imediatas.

Alm disso, problemas como:o A cincia no financiada e investida da mesma forma no mundo, e nas

diversas reas (medicina, tecnologia, qumica). Infelizmente os pasestropicais, normalmente so os pases mais pobres, e com maiorbiodiversidade, e com menos investimento em pesquisa.

o A falta de estudos prvios e de uma conscincia ancestral de quedeveramos estudar e planejar antes de tomar decises que seriam e oso irreparveis.

o E talvez o mais importante a questo da: ESCALA. Na cincia lidamoscom escalas muito diferentes da que conhecemos enquanto sereshumanos, os processos de evoluo, de especiao, de adaptao dasformas de vida, levam milhes de anos pra ocorrer, o tempo geolgico


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muito diferente do tempo humano. E mesmo em escala espacial, o espaode algas microscpicas, por exemplo, muito diferente do nosso, e pormuito tempo passamos despercebidos por uma srie de eventos,necessrios a manuteno da vida.

URGNCIA da compreenso ecolgica dos sistemas e mais: uma necessidade derecuperar e salvar sistemas muito ameaados Ecologia da Restaurao

(essa conscincia no faz parte da vida da maioria das pessoas)

Ecologia:estudo da casa ambiental inclui todos os organismos dentro dela e todosos processos funcionais que tornam a casa habitvel.Economia: gerenciamento da casa Ecologia e Economia deveriam ser disciplinas

relacionadas.

A ecologia de interesse prtico desde o incio da histria da humanidade:necessidade de conhecer o ambiente (plantas, animais e foras ao seu redor)para sobreviver uso do fogo, instrumentos.

Dependncia contnua da natureza: ar, gua, recursos e servios: assimilao deresduos, recreao ...

Sistemas econmicos valorizam coisas feitas pelos seres humanos quebeneficiam em primeiro lugar o indivduo. E atribuem pouco valor monetrio aosbens e servios da natureza, que nos beneficiam como sociedade.

Assumimos que so ilimitados ou que sero repostos por inovaes tecnolgicas. Desafio da ecologia como um todo: entender como funcionam os sistemas

naturais e como eles respondem influncia das atividades antrpicas(humanas), com elas ocorrendo.

o Alm de estudos de ecologia bsica, so realizados estudos deecologia aplicada: estudos de controle populacional por predadores; dainfluncia da fertilidade do solo no crescimento das plantas; dasrespostas evolutivas de microorganismos aos contaminantesambientais; da disperso de organismos sobre a superfcie da Terra eoutros.

oEcologia aplicada:Economia ecolgica

Agroecologia Ecologia da conservao Engenharia ecolgica Sade do ecossistema Ecotoxicologia tica ambiental Ecologia da restaurao

Do reducionismo disciplinar ao holismo transdisciplinarDisciplina holstica une as cincias naturais e as sociais.


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Abordagens interdisciplinares gesto ambientalAbordagem integrativa sobre anecessidade de desvendar explicaes de causa e efeito por meio das disciplinas eentre elas.

Ecologia Cincia Integrativa

O manejo de recursos naturais numa forma que sustente uma razovel qualidade devida humana depende do uso inteligente dos princpios ecolgicos para resolver ou

prevenir problemas ambientais, e para suprir o nosso pensamento e prticaseconmicas, polticas e sociais.

Portanto o objetivo da ecologia entender os princpios de operao dossistemas naturais e prever suas reaes s mudanas.

SISTEMAS ECOLGICOS

Sistemas ecolgicos: podem ser um organismo, uma populao, um conjuntode populaes (comunidade), um ecossistema ou a biosfera inteira da Terra.o Organismo: a unidade mais fundamental da ecologia, o sistema ecolgico

elementar. limitado, separando os processos e estruturas internos do

sistema ecolgico, dos recursos e condies externas. Transformam energia e processam materiais: entrada e sada de

energia.

Modificam as condies do ambiente e os recursos disponveis paraoutros organismos; contribuem para o fluxo de energia e para o ciclo

de elementos do mundo natural.

o Populao: um conjunto de organismos do mesmo tipo, indivduos damesma espcie, vivendo juntos.

So potencialmente imortais: seus tamanhos so mantidos atravsdo tempo, balano entre nascimento e mortalidade; migrao e

imigrao.

Entrada e sada de energia Propriedades, fronteiras geogrficas, densidades e variaes no

tamanho ou composio (respostas evolutivas), que os organismosindividuais no tm.

o Comunidade: Vrias populaes vivendo juntas e interagindo. As interaes influenciam o nmero de indivduos nas populaes.


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No tem fronteiras rigidamente estabelecidas; assim representamais um nvel de organizao do que uma unidade discreta deestrutura na Ecologia.

o Ecossistema: Sistemas ecolgicos grandes e complexos. Odum (1988): Qualquer unidade que abranja todos os organismos

que funcionam em conjunto (comunidade bitica) numa determinadarea, interagindo com o ambiente fsico de tal forma que um fluxode energia produza estruturas biticas claramente definidas e umaciclagem de materiais entre as partes vivas e no-vivas.

Ecossistema de savana, de floresta, de esturio poucas trocasde energia e substncia entre si qdo comparados stransformaes que ocorrem dentro de cada um.

o Biosfera: todos os ambientes e organismos da terra. Todos os ecossistemas esto interligados atravs da energia e dos

nutrientes transportados pelas correntes de vento e de gua epelos movimentos dos organismos.

A importncia da troca de matria entre os ecossistemas dentroda biosfera acentuada pelas conseqncias globais das atividadeshumanas

A biosfera o sistema ecolgico final. Exceto pela energia quechega do Sol e pelo calor perdido para as profundezas do espao,

todas as transformaes da biosfera so internas. Temos todos osmateriais que teremos para sempre e nossos rejeitos no tm paraonde ir e devem ser reciclados dentro da biosfera.

ABORDAGENS DENTRO DA ECOLOGIA

Nveis hierrquicos dos diferentes abordagenssistemas ecolgicos ao estudo da Ecologia

Hierarquia: disposio resultando em uma srie classificada.Integrao organismos X ambiente fsico = sistemas funcionais caractersticosSistemas: componentes regularmente interativos e interdependentes formando umtodo unificadoNatureza: hierarquia aninhada cada nvel composto de grupos de unidadesinferiores.Humanas: no so aninhadas.Propriedade emergente medida que os componentes ou subconjuntos se combinam todo funcional maior emergem novas propriedades.Exs.:


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Hidrognio + Oxignio = guaAlgas + celenterados = corais (maior ciclagem de nutrientes, maior a produtividade).

Organismo: forma, fisiologia e comportamento;o Porque alguns organismos ocorrem em determinados locais e no em

outros?o Porque organismos aparentados, que vivem em ambientes diferentes, tm

caractersticas de aparncia diferentes?

adaptaes* dos organismos aos seus ambientes

*Na fisiologia, a palavra adaptao empregada com freqncia para descrever oajustamento fenotpico (caractersticas morfolgicas, fisiolgicas, bioqumicas,comportamentais e outras que se desenvolvem pela ao dos genes e pelo ambiente) de

um organismo individual ao seu ambiente. Na biologia evolutiva, entretanto, umaadaptao uma caracterstica que, devido ao aumento que confere no valoradaptativo (sobrevivncia e reproduo), foi moldada por foras especficas deseleo natural atuando sobre a variao gentica.Evoluo: mutaes e/ou recombinaes gnicas ao acaso (aleatoriamente, semdireo ou propsito) ocorrem nos organismos individuais e so herdadosgeneticamente Seleo natural (sobrevivncia e/ou reproduo diferenciada deorganismos que diferem em uma ou mais caractersticas hereditrias) mudanasgenticas nas populaes. (Futuyma, D. J. 1992. Biologa evolutiva)

Aauto- ecologia estuda as relaes de uma nica espcie com seu meio . Defineessencialmente os limites de tolerncia e as preferncias das espcies emrelao aos diversos fatores ecolgicos e examina a ao do meio sobre amorfologia , a fisiologia e o comportamento . Desprezam-se as interaes dessaespcie com as outras , mas frequentemente ganha-se nas preciso dasinformaes.

Populao: n de indivduos (nascimentos, mortes), variao atravs dotempo, mudanas evolutivas dentro das populaes.o Condies fsicas do ambiente podem influenciar a taxa de nascimentos e

mortes, bem como mutaes genticas (processo de evoluo). E itensalimentares, predadores, patgenos...

A dinmicadas populaes descreve as variaes da abundncia das diversasespcies e procura as causas dessas variaes.

As interaes entre os organismos (sejam de espcies diferentes ou no) so o pontocomum das abordagens de populao e comunidade


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Comunidade: diversidade e abundncias relativas (n de indivduos) dediferentes tipos de organismos (espcies) vivendo juntos no mesmo lugar.o Interaes promovem e limitam a coexistncia

Relaes de alimentao: movimento de energia e matria dentrodo ecossistema; conexo entre comunidade e ecossistema.

A sinecologiaanalisa as relaes entre os indivduos pertencentes s diversasespcies de um grupo e seu meio.

Ecossistema: movimento de energia e matria no ambiente e como estesmovimentos so influenciados pelo clima e outros fatores fsicos doambiente.

Biosfera: movimentos de ar e gua, e de energia e os elementos qumicos queeles contm, na superfcie da Terra.

As correntes dos oceanos e os ventos carregam o calor e a umidade que definem osclimas em cada ponto da Terra, que governam as distribuies de organismos, asdinmicas das populaes, a composio das comunidades e a produtividade dos

ecossistemas.

OS COMPONENTES ESTRUTURAIS DE UM ECOSSISTEMA

Os ecossistemas so constitudos por dois tipos de componentes: Abiticos: que em conjunto constituem o bitopo: ambiente fsico e

fatores qumicos e fsicos. A radiao solar um dos principais fatoresfsicos dos ecossistemas terrestres, pois atravs dela que as plantasrealizam fotossntese, liberando oxignio para a atmosfera etransformando a energia luminosa em qumica.

Biticos: representados pelos seres vivos que compem a comunidade bitica.

FUNES ECOLGICAS Organismos diferentes diferentes caractersticas, restries, usos dos

recursos e diferentes metabolismos interagem de maneira diferente comoutros organismos e com o meio

Diferentes papis nos sistemas ecolgicos

Primeiros ecossistemas

bactrias

modificaram a biosfera (principal: O2) outras formas de vida


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medida que essas novas formas de vida evoluram, contudo, os tipos maisprimitivos sobreviveram por causa de suas capacidades bioqumicas nicas quepermitiram a eles usar recursos e tolerar condies ecolgicas no acessveis aosseus descendentes mais complexos.

Todos os sistemas ecolgicos dependem da transformao de energia:o Nos sistemas terrestres, as plantas usam a energia solar para sintetizar

molculas orgnicas a partir do dixido de carbono e da gua.o O carbono orgnico produzido pela fotossntese proporciona alimento,

direta ou indiretamente, para o resto da comunidade ecolgica: Animais plantas Animais Animais plantas Animais restos mortais de animais e plantas

o Os fungos so decompositores altamente eficientes. Devido sua forma distinta de crescimento a partir de um

esporo microscpico sem passar por um estgio embrionrio podem penetrar profundamente nos tecidos mortos rapidamente decompem o material disponibilizando nutrientespara outros organismos.

o Os protistas so os ancestrais unicelulares das formas de vida maiscomplexas.

Variedade de protistas quase todos os papis ecolgicos: Algas: fotossintetizadores nos sistemas aquticos; Foraminferos e radiolrios: protozorios que se alimnetam

de pequenas partculas de M.O. ou absorvem pqnas molculasde M.O. dissolvida

Protozorios ciliados: predadores de microorganismoso Bactrias transformaes energticas

Clula simples: so os especialistas bioqumicos do ecossistema. Assimilam N2(nitrognio molecular) p/ sintetizar protena

e cidos nuclicos. Usam H2S (sulfeto de hidrognio) como fonte de energia. Vivem em condies anaerbias regeneram nutrientes e

os tornam disponveis para as plantas.

Organismo vivendo juntos desenvolveram relaes de cooperao mtua:

Simbiose

Exs. Liquens: associao de fungos e algas; bactrias intestinais de diversosorganismos; fungos associados com razes de plantas...


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HABITAT E NICHO

Habitat: o lugar, ou estrutura fsica, no qual o organismo vive.o A idia de habitat reala a variedade de condies s quais os organismos

esto expostos; exs: habitat florestal, habitat de deserto, habitats

marinhos, aquticos, ocenicos... Nicho: o papel, o seja, a funo de um organismo no sistema ecolgico.

o Cada espcie tem um nicho distinto.Variedade de habitats variedade de espcies variedade de nichos

ESCALAS: TEMPORAL E ESPACIAL NOS SISTEMAS ECOLGICOS

A escala a dimenso no tempo ou no espao sobre a qual uma determinadavariao percebida.

Variaes temporais e espaciais. Perturbaes (modificaes no ambiente) criam mosaicos de habitat em vrios

estgios de desenvolvimento ecolgico heterogeneidade espacial do ambienteem muitas escalas de tempo e espao.

PROPRIEDADES FSICAS E BIOLGICAS DOS SISTEMAS ECOLGICOS

Equilbrio dinmico: As entidades ecolgicas continuamente trocam energia ematria com os seus arredores; assim para que os sistemas permaneammais ou menos imutveis, os ganhos e perdas devem ser mais ou menosequilibrados estado estacionrio dinmico (apesar das trocas mantmsuas caractersticas constantes.

Gasto de energia: O organismo procura energia ou matria para substituirsuas perdas, nessa procura h um gasto de energia. Assim, a energia perdidacomo calor e movimento deve ser substituda pelo alimento metabolizado,que o organismo captura e assimila a um certo custo.

Mudanas evolutivas: A histria da vida na Terra tem mostrado que osatributos dos organismos mudam ao longo do tempo evoluo.

o As estruturas e funes dos organismos so produtos da mudanaevolutiva numa populao em relao s caractersticas do ambientecom as quais cada organismo se confronta; so tanto as condiesfsicas quanto outros organismos.

o Estes atributos de estrutura e funo que ajustam o organismo scondies de seu ambiente adaptaes.

o Prncipio nico e fundamental dos sistemas biolgicos seleonatural. Indivduos que esto melhor adaptados aos seus ambientessobrevivem melhor e produzem mais descendentes; os atributosherdados que passam para sua prole so preservados.


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medida que cada espcie muda, novas possibilidades para mudanas adicionais seabrem para si prprias e para outras espcies com as quais elas interagem. Desta

forma, a complexidade das comunidades e ecossistemas ecolgicos vai se construindosobre, e promovida por, a complexidade existente.

MANEIRAS DE SE ESTUDAR ECOLOGIA

Investigao cientfica:(1) Observao e descrio (Como?);(2) Desenvolvimento de hipteses e/ou explicaes(Porque?);(3) Teste dessas hipteses (resposta possvel, pelo menos parcial).* as hipteses so idias sobre como um sistema funciona, isto , so

explicaes provveis.Elas podem ser: - fortalecidas; enfraquecidas ou completamente

rejeitadas, dependendo dos resultados da pesquisa. Os testes de hipteses geram novas informaes que geram outras hipteses e

testes. Deste modo, as descobertas cientficas so construdas umas sobre asoutras, gerando uma rica compreenso do funcionamento dos sistemas naturais.

Para resolver problemas de escala, utilizam-se as abordagens de microcosmo,que tenta reproduzir as caractersticas essenciais do sistema num laboratrioou montagem de campo simplificados; e de modelos matemticos, no qual o

pesquisador representa o sistema como um conjunto de equaes, ex.: modelosglobais de equilbrio de carbono para investigar o efeito da queima decombustveis fsseis sobre o contedo de dixido de carbono na atmosfera.* os modelos so bastante teis medida que podem ser usados para fazerprevises mais precisas frente s perturbaes antrpicas.

IMPACTO DAS ATIVIDADES ANTRPICAS

Os ambientes que as atividades humanas dominaram ou produziram, cidades,plantaes..., so tambm sistemas ecolgicos.

O bem-estar da humanidade depende de manter o funcionamento destessistemas, sejam eles naturais ou artificiais.

Consomem mais de 40% da produtividade biolgica da biosfera. Mais de 6 bilhes de pessoas, consumindo energia e recursos, produzindo

rejeitos, muito alm das necessidades biolgicas:o Impacto nos sistemas naturais:

interrupo de processos ecolgicos exterminao de espcies


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o Deteriorao do prprio ambiente da espcie humana medida que sepressionam os limites dos sistemas ecolgicos que sustentam a nossaespcie.

O nico meio efetivo de preservar e usar os recursos naturais atravs daconservao de sistemas ecolgicos inteiros e do manejo dos processosecolgicos em ampla escala. Espcies individuais, incluindo as que o ser humanonecessita, dependem elas prprias da manuteno dos sistemas ecolgicos desuporte.

Pela manipulao de populaes de espcies, o Homem pode mudar a composiodas comunidades biolgicas e influenciar o funcionamento de ecossistemasinteiros, como j tem feito.

Infelizmente, muito da nossa influncia no ambiente resulta de impactosmltiplos, amplos, difceis para os cientistas caracterizarem e para os rgosreguladores e legisladores controlarem. Por esta razo, uma compreensocientfica clara dos problemas ambientais um pr-requisito necessrio para aao.

Compreender a Ecologia no ir por si s resolver nossos problemas ambientaisem todas as suas dimenses polticas, econmicas e sociais. Contudo, medidaque enfrentamos a necessidade de um manejo global dos sistemas naturais, o

sucesso depender da nossa compreenso de sua estrutura e funcionamento uma compreenso que depende do conhecimento dos princpios da Ecologia.


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FATORES LIMITANTES E MECANISMOS EVOLUTIVOS

O ambiente fsico inclui muitos fatores importantes ao bem-estar dosorganismos.

Conjunto especfico de condies ambientais

onde cada organismo funcionamelhor, ou seja, est melhor adaptado timo.

O timo o intervalo estreito de condies ambientais nas quais o organismo melhor ajustado.

Adaptao uma caracterstica geneticamente determinada que reala acapacidade de um indivduo de lidar com seu ambiente;

o processo evolutivo pelo qual os organismos se tornam mais bem adaptados aosseus ambientes.

Variaes ambientais: a adaptao a diferentes condies ambientais desviosno timo dos processos bioqumicos.

Estes desvios so mecanismos que permitem ao indivduo tolerar condies maisextremas ou manter seu ambiente interno dentro de um intervalo favorvel.

A ecofisiologia estuda as respostas dos organismos ou das espcies aos fatoresabiticos, como luz, temperatura...

Por ex.: adaptaes que capacitam as plantas e os animais a controlar o movimentode calor e de vrias substncias atravs de suas superfcies. Controlando a trocade calor e de substncias com o ambiente fsico, os organismos podem manter seusambientes internos num estado propcio aos seus processos vitais, enquanto fazemtroca com o meio, obtendo recursos e eliminando excretas (produtosdesnecessrios, no-utilizados, e at mesmo txicos).

Esses mecanismos pelos quais os organismos interagem com seus ambientes fsicos,nos ajudam a compreender porque os organismos muitas vezes so toespecializados a intervalos to estreitos de condies ambientais, principalmenteem condies extremas e principalmente nos ajudar a entender a distribuioecolgica das populaes.

A maioria dos organismos lida com um ambiente variado e constantemente emmudana. Os organismos que podem se ajustar a essas mudanas tm a melhorchance possvel de sobreviver e produzir filhotes para a prxima gerao.

A estrutura e o funcionamento do indivduo so determinados geneticamente, esseconjunto de genes chamado de gentipo; a expresso fsica do gentipo chamada de fentipo. Embora o fentipo tenha uma base gentica, ele


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influenciado pelo ambiente (efeito do alimento no crescimento e desenvolvimento).As variaes ambientalmente induzidas no fentipo so chamadas de plasticidadefenotpica.

Apesar dos organismos terem uma certa capacidade de se adaptarem avariaes no ambiente, h limites dentro dessas variaes que vo sertoleradas:

Tolerncia ecolgica: O intervalo no qual uma espcie pode sobreviver.Fator limitante: qualquer condio que se aproxime de ou exceda os limites de

tolerncia uma condio limitante ou um fator limitante.

Liebig: fatores sobre o crescimento de plantas; descobriu que o crescimentoera limitado no pelos elementos necessrios em gdes qtdades, mas por algumrecurso necessrio em pouca qtdade (ex.: zinco), mas que escasso no solo. Leido mnimo de Liebig

Compensao de fator

Ectipos= populaes da mesma espcie em diferentes locais e com adaptaesdiferentes, restritas ao local.

Diferentes tipos de mudanas diferentes adaptaes dos indivduos. Algunstipos de mudana ocorrem em relao ao espao, e possibilita ao organismofazer escolhas de onde viver; e outros tipos de mudana ocorrem no tempo eso inevitveis. Cada indivduo, ou sua linhagem, deve ser capaz de sobreviver atodos os extremos ambientais para persistir.

Os organismos podem selecionar micro-hbitats, que so partes do ambientedistintas por suas condies.

Em alguns locais as condies adversas so to severas que os indivduos no podemmudar o bastante para manter suas atividades normais:

migrao, mover-se para uma regio onde as condies so mais adequadas; armazenamento, baseando-se em recursos acumulados sob condies maisfavorveis e

dormncia, tornar-se inativo.Em muitos casos, o indivduo deve antecipar-se s mudanas ambientais para

obter sucesso.

Estmulos para as mudanas:


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Fatores de proximidade (ou proximais): so pistas, como o comprimento dodia, pelas quais os organismos podem avaliar o estado do ambiente, mas queno afetam diretamente seu bem-estar.

Fatores ltimos (ou distais): caractersticas do ambiente, como suprimentosde alimentos, que atingem diretamente o bem-estar do organismo.

Fatores regulatrios:Relgio biolgico: ritmo circadiano (dia, mars)Sazonalidade: fotoperiodicidade

O fogo um fator importante na formao na histria da vegetao em vriosambientes terrestres.

Fator ecolgico importante - Diferentes tipos e efeitos do fogo:

Incndio de copaIncndios de superfcie fogo pode ser usado como uma ferramenta de manejo til, aumentando a

diversidade e estabilidade da comunidade. A sua utilizao depende do tipo de comunidade e de outros fatores abiticos e

biticos.

Solo: componente de organizao dos ecossistemas terrestres Eroso do solo: taxas aceleradas e em maior escala de perturbao presso

antrpica (de produo), crescimento populacional, mquinas gdes e pesadas,compostos qumicos e txicos. Alm da compactao do solo.

EUA (1930): Servio de conservao do solo parcerias entre governos,universidades e fazendeiros. Manejos do solo: canais de grama, faixas de amortecimento, rotatividade de

culturas.

Qualidade do solo como um indicador da qualidade ambiental:Altos rendimentos manuteno da qualidade do solo cultivo sustentvel diversidade de culturas e de paisagem.A qualidade do solo a sua capacidade de promover o crescimento das plantas,

proteger as bacias hidrogrficas e prevenir a poluio do ar e da gua. NationalResearch Council (NRC, 1993).A capacidade de um tipo particular de solo funcionar dento dos limites de umecossistema natural ou gerenciado de forma a sustentar a produtividade vegetal eanimal, manter ou aumentar a qualidade da gua, e sustentar a sade e habitaohumanas. Soil Science Society of America (SSSA, 1994).Se a qualidade do solo mantida paisagem sustentvel.Apesar de inmeros textos sobre: gesto sustentvel do solo; no existe um acordoem como medir a qualidade do solo.


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Nutrientes disponveis; Textura; Densidade dos agregados orgnicos; Diversidade de microorganismos e animais do solo; Medidas de eroso e Taxas de lixiviao.

O destino do solo depende da vontade da sociedade de intervir no mercado paraabdicar de alguns benefcios de curto prazo a fim de preservar os solos eproteger o capital natural em longo prazo.Ecossistemas agrcolas mais harmnicos e eficientes

Outros fatores limitantes abiticos:

Luz; Temperatura; gua; Gases atmosfricos; Macronutrientes e micronutrientes...

Estresse AntropognicoPerturbaes crnicas (persistentes ou continuadas) efeitos pronunciados eprolongados fator limitante importante para a humanidade


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ESTRUTURAS POPULACIONAIS

Populao o conjunto de indivduos da mesma espcie (aptos a trocaremmaterial gentico) que ocupam determinada rea.

Estrutura populacional:o Densidade;o Distribuio dos indivduos (espao/tempo);o Distribuio etriao Variao gentica.

Populaes comportamento dinmico (dinmica populacinal) nascimentos,mortes e movimentos dos indivduos influenciados pelas interaes entre osindivduos e com o ambiente.

Os estudos dessa dinmica populacional ajudam a entender a estrutura dacomunidade e funo do ecossistema Uma populao persistir num habitat?

Como ela afeta o fluxo de energia e contribui para areciclagem de elementos num ecossistema?

Distribuio populacional Distribuio da populao a abrangncia geogrfica de uma populao. A

abrangncia geogrfica inclui todas as reas que seus indivduos ocupamdurante todo o seu ciclo de vida.

Fatores que determinam a distribuio:o Presena ou ausncia de habitats adequados;o Competidores;o Patgenos;o Barreiras disperso (a introduo de espcies mostra bem o efeito das

barreiras de longas distncias). Os indivduos de uma populao no esto igualmente distribudos em todas as

regies tolerncia ecolgica. Portanto a distribuio dos indivduos dentrodas populaes reflete a heterogeneidade de habitats e as interaes sociais.

A distribuio de indivduos numa populao descreve a distncia relativa entreum e outro:

o Agrupada (agregada): os indivduos formam grupos emdeterminados locais. Predisposio social; Agrupamento de recursos; Prole fica unida aos pais.o Randmica (aleatria/casual): sem qualquer dependncia naproximidade com os outros.o Homognea (uniforme/regular): cada indivduo mantm umadistncia mnima com os outros indivduos. Resulta de interaesdiretas dos organismos, casos de competio severa.


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O mundo natural pode ser pensado como um mosaico de manchas de habitats(mancha um fragmento natural de habitat). Para qualquer espcie emparticular, algumas destas manchas so adequadas para se viver e outras no.Portanto a maioria das populaes est dividida em subpopulaes de indivduosque vivem dentro de manchas homogneas de habitat adequado, separadas de

outras subpopulaes por reas de habitat desfavorvel. Entre as manchas adequadas os indivduos vo escolher viver na mancha que

ele consiga ter acesso aos recursos que necessita. Essas decises vo sebasear:

o Qualidade do habitat;o Densidade dos outros indivduos (competio intraespecfica).

Problemas que limitam a escolha:o Os indivduos no tm conhecimento perfeito da qualidade da

mancha;o O comportamento territorialista de indivduos dominantes.

Portanto o sucesso reprodutivo dos indivduos vai variar entre habitats.alguns habitats aumentam e outros diminuem de populao movimento deindivduos de habitats com populaes maiores para manchas com menor n deindivduos.

Densidade populacional Densidade o n de indivduos numa populao; que vai depender de fatores

ecolgicos:o Suprimento de alimento;o Predao;o Disponibilidade de lugares para construo de ninho e

outros. Para a conservao importante compreender os fatores que fazem o tamanho

da populao variar e os processos que regulam seu tamanho. ndices de densidade utilizados:

o Abundncia relativa: densidade X tempo. Ex.: n deindivduos/rea ou volume/ano.

o Freqncia de ocorrncia: em uma rea grande,utiliza-se a contagem em vrias subreas e depois estima-se o valor pararea total. Muitas vezes utiliza-se a freqncia de ocorrncia dosindivduos nestas subreas, ou seja, quantas vezes os indivduosapareceram naquela amostra.

o Valor de importncia: o valor obtido quandocombinamos densidade e freqncia de ocorrncia. Ou seja, se estpresente na rea e em quantos indivduos.

Estimativas do nmero de indivduos na populao: (tamanho, mobilidadedo organismo, distribuio espacial):

o Contagem geral (censo total) populaes pequenas e agregadas.


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o Amostragem A maioria das populaes contm muitos indivduos oueles esto distribudos por uma rea muito grande, tornando impossveluma contagem completa, nesses casos utiliza-se subreas e depoisestima-se o valor para rea total:

Indivduos no mveis (plantas e animais marinhos ssseis):contagem de indivduos dentro de reas de tamanho conhecidopara obter a densidade local e extrapolar para a populao inteira.

Indivduos mveis: Mtodo de marcao-e-recaptura: captura e marcao

liberao recaptura conta-se indivduos j marcados eno marcados.

Natalidade efeito + densidade Imigrao efeito + densidade Emigrao/migrao efeito densidade Mortalidade efeito densidade

DINMICA POPULACIONAL

Dinmica populacional se refere s mudanas que ocorrem numa populao emfuno do aumento ou diminuio do nmero de indivduos:

Cresce natalidade e imigrao (ganhos)Reduz mortalidade e emigrao (perdas)

Ganhos > perdas crescimento + Natalidade: acrscimo de indivduos novos na populao

o Fertilidade:(real) capacidade reprodutiva no ambiente.o Fecundidade: (potencial) capacidade reprodutiva em condies ideais.

Ex.: sp humana fec = 1//9 mesesFert. = 1//5 anos

o A fecundidade inversamente relacionada com os cuidados com a prole (+proteo - filhos)

Mortalidade: reduo do n de indivduos na populao atravs de morte.o Morte fisiolgica (senescncia) terica (cond. favorveis)o Morte ecolgica real (cond. ambientais).o Cativeiro ou laboratrio longevidade maior que na natureza.o Medida direta n de s mortoso Medida indireta sobreviventes

Ex.: peixes I ano = 290II anos = 140III anos = 50

Taxa de sobrevivncia entre II e III: ab. rel. da p. III/ab. rel. dap. II = 50/140 = 35%

Curvas de sobrevivncia: n de sobreviventes X tempo: 3 tipos de curvas de sobrevivncia:


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A)mortalidade populacional baixa at prximo do finaldo tempo de vida. Exs.: gdes animais e o Homem.B)B2: terica, mortalidade constante ao longo da vida. B1:curva em degraus , onde a sobrevivncia difere muito

em estgios de vida. Ex.: insetos com metamorfosecompleta. B3: mortalidade alta nos filhotes e mais baixa ecte nos adultos. Exs.: muitas aves, ratos e coelhos.C)Mortalidade muito alta nos estgios iniciais de vida.Exs.: ostras e outros invertebrados marinhos, e plantascomo o carvalho. Sobrevivncia afetada por fatores genticos(resistncia a doenas) e fatores ecolgicos: biticos(disponibilidade de recursos alimentares e de habitats,

predao, competio, parasitismo) e abiticos (TC,umidade, precipitao). Os fatores abiticos soindependentes da densidade e os biticos sodependentes da densidade.

Crescimento populacional O aumento populacional depende da reproduo feita pelos indivduos, portanto

uma populao cresce em proporo ao seu tamanho. Ex.: taxa de crescimentoanual de 10% em uma populao de 100 s, adiciona 10, j em uma populao de

1000, adiciona 100.Curvas de crescimento Duas expresses matemticas descrevem dois tipos de crescimentos

populacional:o Crescimento exponencialo Crescimento geomtrico

crescimento exponencial os indivduos so adicionados populaocontinuamente. Ex. crescimento humano.

Crescimento geomtrico as populaes crescem durante a estao dereproduo (perodo onde os recursos so mais abundantes), ento declinamentre uma estao de reproduo e a prxima. Ex.: a maioria das pop. naturais.

Distribuio etria da populao As taxas de natalidade e mortalidade variam com a idade dos indivduos. A estrutura etria pode ser dividida em 3 idades ecolgicas: pr-reprodutiva,

reprodutiva e ps-reprodutiva. Portanto variaes na distribuio etria dos indivduos influenciam

profundamente as taxas de crescimento populacional. Populao em crescimento rpido: mais s jovens; populao estacionria:

distribuio mais uniforme e populao em declnio: mais s velhos.


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A tabela de vida de uma populao apresenta as fecundidades e asprobabilidades de sobrevivncia de indivduos por faixa etria projetar apopulao no futuro. Estas so as principais variveis nos modelos de dinmicapopulacional.

2 tipos de tabelas de vida: de idade (tabela de vida coorte) acompanha-se umgrupo de s do nascimento at a morte; e de tempo (tabela de vida esttica) observa-se como a populao est estruturada naquele momento (estima-se aidade nesse caso, por anis de crescimento, desgaste de dente, tamanho doschifres, tamanho corporal).

Se uma populao sujeita a uma razo constante de nascimentos e mortes, elair se aproximar de uma distribuio etria estvel.

A distribuio etria estvel e a taxa de crescimento atingida por umadeterminada populao dependem das taxas de sobrevivncia e natalidade deseus indivduos. Qualquer mudana nessas taxas altera a distribuio etria e

resulta numa nova taxa de crescimento populacional. Uma populao com uma distribuio etria estvel tem uma taxa exponencial

de crescimento que chamamos de taxa intrnseca de crescimento (r). A taxa intrnseca de crescimento mostra como uma populao cresceria se as

condies ambientais permanecessem constantes. A maioria das populaes tem um grande potencial de crescimento biolgico: Populao de coelhos na Austrlia: 1859 12 casais foram liberados para

esporte de caa; depois de 6 anos 20.000 coelhos foram mortos na caa apopulao dobrou em cerca de 5,5 meses. Entretanto atualmente a populao

no cresce nem decresce.Rpida taxa de crescimento inicial estabilizao da populao

n de indivduos natalidade ou mortalidade recursos predao competio doenas.

A populao vai crescer at atingir a capacidade de suporte (K) do ambiente,que representa o n de s que o ambiente pode suportar.

Tipos de crescimento populacional:o Curva em J: a densidade de s aumenta rapidamente, de forma

exponencial, parando abruptamente qdo atinge a capacidade de suportedo ambiente, exaurindo os recursos, e ento declina rapidamente(estrategistas r ou oportunistas). Ex.: organismos pequenos com ciclode vida curto, adaptados a situaes extremas.

o Curva em S ou sigmoidal: a populao aumenta lentamente no incio(fase de estabelecimento) e depois mais rapidamente conforme o n des aumenta, depois diminui medida que a resistncia ambientalaumenta, ou seja, que chega perto da capacidade de suporte, at alcanaro limite da capacidade de suporte, e ficando nesse limite em equilbrio,oscilando levemente em torno da capacidade de suporte do ambiente(estrategistas K ou especialistas).


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A maioria das populaes flutuam, seja em resposta a variaes no ambiente,seja por propriedades da sua prpria dinmica populacional.

A estrutura etria de uma populao freqentemente indica heterogeneidadetemporal no recrutamento de indivduos. Ex.: as plntulas de certas espciestendem a se estabelecer em florestas principalmente aps uma grandeperturbao, como incndio, seca ou tempestade. Assim os processospopulacionais podem ser mais espordicos do que uniformes ao longo do tempo.

INTERAES ECOLGICAS: COMPETIO

Interaes ecolgicas entre os indivduos: uma populao muitas vezes afeta ocrescimento ou a taxa de mortalidade de outra populao. Assim, os membrosde uma populao podem alimentar-se de membros de outra populao, competirpor alimento, excretar dejetos nocivos ou interferir de alguma forma com aoutra populao. Igualmente as populaes podem ajudar uma outra, ainterao sendo unidirecional ou recproca.

Competio qualquer uso ou defesa de um recurso por um indivduo que reduza disponibilidade daquele recurso para outros indivduos.

Competio intra-especfica: entre indivduos da mesma espcie. Competio interespecfica: entre indivduos de espcies diferentes. A competio intra-especfica atua na regulao do tamanho populacional(reduz os nveis de recursos de um modo dependente da densidade).

qto mais aglomerada a populao, mais forte a competio est fortemente relacionada com mudanas evolutivas nas populaes:

medida que fatores genticos fazem os indivduos diferirem na eficincia coma qual exploram os recursos, os indivduos mais eficientes podem deixar maisdescendentes do que os menos eficientes, e a proporo dos seus genes podeaumentar nas populaes ao longo do tempo.

A competio interespecfica um fator importante na determinao de quaisespcies vo coexistir num habitat.


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Recurso qualquer substncia ou fator que consumido por um organismo quesustenta taxas de crescimento populacional crescentes medida que suadisponibilidade no ambiente aumenta:

o O recurso consumido e sua quantidade ento reduzida.o O consumidor usa o recurso para sua prpria manuteno e crescimento.o Quando a disponibilidade do recurso reduzida, os processos biolgicos

so afetados de forma a reduzir o crescimento populacional. Recursos no-renovveis: no so regenerados. Por ex.: o espao, uma vez

ocupado ele se torna indisponvel, ele reocupado qdo o consumidor o abandona. Recursos renovveis: so constantemente regenerados ou renovados. Exs.:

nascimentos em uma populao de presas, decomposio de detritos orgnicos.o Recursos que tm fonte externa ao sistema e independentes dos

consumidores:luz do sol, precipitao.o Recursos gerados dentro do ecossistema e suas abundncias so

diretamente reduzidas por seus consumidores: predador-presa; planta-herbvoro; parasita-hospedeiro atravs da reduo das suas presas, ospredadores tb reduzem a taxa de renovao do seu suprimento alimentar.

o Recursos renovados dentro do ecossistema, mas recurso e consumidoresto conectados indiretamente atravs de outros ciclos recurso-consumidor, seja de processos abiticos: ex.: ciclo do nitrognio (aassimilao de nitrato pelas plantas tem pouco efeito direto na suarenovao pelos detritvoros.

Quando a demanda cresce tanto que o suprimento de recursos decrescentesno pode mais atender as necessidades, o tamanho da populao estabiliza ouat mesmo comea a diminuir. Contudo nem todos os recursos limitam aspopulaes dessa maneira. O potencial de um recurso para limitar o crescimentopopulacional depende de sua disponibilidade em relao demanda Recursolimitante.

Em muitos casos, dois ou mais recursos interagem para determinar a taxa decrescimento de uma populao de consumidores; isto , a taxa de crescimentode uma populao num nvel particular de um recurso depende do nvel de um oumais recursos.

Coexistncia entre as espcies: experimentos em laboratrio: inicialmenteespcies colocadas separadas capacidade suporte de cada uma; depoiscolocadas juntas efeito de uma sobre a outra competio interespecfica.

Princpio de excluso competitiva (Princpio de Gause) duas espcies nopodem coexistir indefinidamente sobre um mesmo recurso limitante. a competio provoca uma separao ecolgica entre espciesestreitamente aparentadas ou que por outros motivos, tm uma grandesemelhana (diferenas morfolgicas que facilitam a separao ecolgica deslocamento de carter). diferenas, s vezes sutis, entre as espcies nos habitats, ou nas suasdietas (nicho ecolgico): adaptaes seletivas que promovem a coexistncia.


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Herbvoro: comem plantas inteiras ou partes de plantas. Os herbvorosfuncionam como predadores quando consomem plantas inteiras e como parasitasquando consomem tecidos vivos sem matar suas vtimas.

Detritvoros: consomem material orgnico morto e no tm efeito direto naspopulaes que produzem esses recursos.

Adaptaes dos predadores: medida que o tamanho da presa aumenta em relao ao do predador, a presa

se torna mais difcil de capturar, e os predadores se tornam maisespecializados em perseguir e captura-las.

o Caa em grupo (caa cooperativa): lees, lobos, hienas, formigas presas maiores.

Forma e funo do predador relacionados com a dieta. Ex.: estruturas dosdentes indicam diferenas ecolgicas importantes:

o Herbvoros: dentes com gdes superfcies trituradoras.o Carnvoros: dentes com superfcies cortadoras e mordedoras para

imobilizar e rasgar a presa. Muitos predadores usam suas pernas dianteiras para ajudar a cortar seu

alimento em bocados menores.o Aves ps em forma de garra e bico em forma de gancho.o Aves piscvoras agarram a presa inteira porque suas pernas so

especializadas em nadar e mergulhar.o Cobras mandbulas distensveis para engolir a presa inteira.

A qualidade da dieta tambm influencia as adaptaes dos sistemas digestorese excretores dos predadores:

o Plantas celulose e lignina tratos digestivos dos herbvorosgrandemente alongados; regies do esfago ou do intestino grossoalargadas em forma de saco, abrigando bactrias e protozorios quefacilitam a digesto.

Adaptaes das presas: So as formas pelas quais as presas evitam ser comidas: esconder-se,

defender-se e escapar... Campos e reas abertas poucos lugares para se esconder cervos, antlopes

e pastadores dependem de uma deteco antecipada dos predadores e demovimentao rpida.

Coloraes em animais defesa:o Colorao crptica: para camuflagem, combinam sua cor e padro com a

cor e padro de cascas, galhos e folhas, ou seja, com o ambiente. Ocomportamento dos organismos crpticos deve responder sua aparncia.

o Colorao de advertncia ou aposemtica: Organismos que produzemqumicos nocivos ou os acumulam a partir dos alimentos, e anunciam o fatocom um padro de cor notvel. Muitas formas nocivas adotam padressemelhantes: faixas pretas e vermelhas ou amarelas:


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Mimetismo mlleriano: espcies impalatveis que se assemelham. Mimetismo batesiano: qdo organismos imitam o padro de colorao de espcies

nocivas, mesmo sendo palatveis, ou seja, no txicas.

RELAO HERBVORO-PLANTA

Defesas das plantas:o valor nutricional baixo os herbvoros normalmente selecionam plantas

de acordo com o seu contedo nutricional. Partes da planta tb: folhas eflores jovens; sementes e frutos (nutrientes); caules e brotos (altosnveis de nitrognio, gordura e acares).

o compostos txicos muitas plantas usam qumicos para reduzir adisponibilidade de suas protenas: taninos (se ligam s protenas e inibemsua digesto); compostos secundrios (compostos usados no parametabolismo das plantas mas para outros propsitos principalmente

defesa), exs.: morfina (papoulas), atropina e nicotina (de vrios membrosda famlia do tomate), leos essenciais, ltex e resinas vegetais.

o defesas estruturais como espinhos, plos, carapaas de sementes eresinas adesivas.

Muitos estudos mostraram que as respostas das plantas herbivoria podemsubstancialmente reduzir a herbivoria subseqente.

Adaptaes dos herbvoros: alguns herbvoros desenvolveram adaptaes parareduzir os efeitos dos compostos txicos das plantas.

Os herbvoros controlam efetivamente algumas populaes de plantas : emcampos os herbvoros nativos (insetos e mamferos) consomem de 30-60% davegetao acima do solo. Controle biolgico.

RELAO PARASITA-HOSPEDEIRO Os parasitas so normalmente muito menores do que suas presas , ou

hospedeiros, e vivem em suas superfcies (caros, carrapatos, piolhos) oudentro de seus corpos (vrus, bactrias, protozorios...).

As histrias de vida complexas dos parasitas envolvem diversas interaes comos hospedeiros, e diferentes conjuntos de fatores afetam cada estgio do ciclode vida do parasita.

O equilbrio entre as populaes de parasitas e hospedeiros influenciado pelavirulncia do parasita e pela imunorresposta e outras defesas do hospedeiro.

Os parasitas tm formas de evitar os mecanismos imunolgicos doshospedeiros: alguns parasitas produzem fatores qumicos que suprimem ossistemas imunolgicos dos seus hospedeiros (vrus da AIDS); outros tmprotenas na superfcie que imitam as protenas do prprio hospedeiro e assimescapam deteco pelo sistema imunolgico.

Num nvel populacional, uma infestao sria de uma doena viral ou bacteriana conseqentemente seguida de um perodo no qual a maioria dos indivduos napopulao hospedeira atingiram algum grau de imunidade reinfeco.


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INTERAES ECOLGICAS: COEVOLUO E MUTUALISMO

Atravs da seleo natural e da evoluo, os predadores modelam asadaptaes de suas presas para a fuga, mas suas prprias adaptaes para

perseguir e capturar tambm respondem aos atributos da presa. Ex.: aocapturar aquelas presas que encontra mais prontamente ou que pode capturarcom mais facilidade, um predador deixa para trs as presas mais rpidas oumais crpticas. Estas presas se reproduzem e passam para as geraes futurassua colorao e velocidade protetoras. Ao mesmo tempo, os predadores estoevoluindo para capturar as presas mais facilmente.

Quando as adaptaes do predador so relativamente eficazes e as presasso exploradas numa taxa alta, a seleo sobre a populao de presas tende aaprimorar seus mecanismos de fuga mais rapidamente do que a seleo sobre a

populao de predadores aprimora sua capacidade de explorar as presas.Inversamente, quando a taxa de explorao baixa, a populao de presasevolui mais lentamente do que a populao de predadores.

Sendo assim, as populaes de consumidores, recursos e competidoresselecionam atributos nas outras que tendem a alterar suas interaes. Asplantas e os animais usam diversas estruturas e comportamentos para obteralimento e evitar serem predados ou parasitados. Muito desta diversidade oresultado da seleo natural agindo nas formas pelas quais as plantas e osanimais procuram recursos e escapam da predao.

Os organismos tendem a se especializar, perseguindo tipos nicos de presas,lutando para evitar combinaes nicas de predadores e organismospatognicos, e se engajando em arranjos mutuamente benficos com outrasespcies.

Num sentido mais amplo, o termo coevoluo reconhece que cada espcieinfluencia a evoluo de todas as outras com as quais interage. Freqentemente,contudo a coevoluo est restrita mais fortemente situao na qual umaespcie desenvolve uma adaptao especificamente em resposta a umaadaptao em outra espcie que tambm evoluiu em resposta sua interao.

Neste sentido, o termo coevoluo est restrito evoluo recproca entreduas populaes que interagem.

Exemplo: quando um herbvoro desenvolve a capacidade de desintoxicarsubstncias produzidas por uma planta especificamente para deter aqueleherbvoro.

Quando a relao coevolutiva entre duas espcies antagnica, como entre predador e presa ou entre parasita e hospedeiro, as espcies parecem seenredar numa luta evolutiva para aumentar seu prprio ajustamento, cada um scustas do outro. Tal luta pode levar a um empate evolutivo forado, no qualambos os antagonistas continuamente evoluem em resposta um ao outro, e oresultado lquido desta interao pode ser um estado estacionrio.


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tais benefcios sobrepujam os custos da competio entre os membros dogrupo.

ESTRUTURA DE COMUNIDADES Comunidade biolgica: conjunto de espcies que ocorrem em um mesmo lugar,

conectados uns aos outros por suas relaes de alimentao e outrasinteraes. As inter-relaes dentro das comunidades governam o fluxo deenergia e a reciclagem de alimentos dentro do ecossistema; tambm influenciamos processos populacionais e, ao fazer isso, determinam as abundnciasrelativas das espcies.

Habitat: lugar onde um organismo vive. A palavra habitat tambm pode referir-se ao local ocupado por uma comunidade inteira. P. ex. o habitat de umacomunidade de peixes de gua doce, pode ser um determinado lago.

Nicho ecolgico: o papel funcional do organismo na comunidade. Guildas ecolgicas: grupos ou conjuntos de espcies que apresentam um papel

semelhante ou comparvel na comunidade. P. ex. frugvoros, nectarvoros,decompositores.

Ecologia de comunidades: questes acerca de comunidades focalizam asorigens evolutivas das propriedades das comunidades, as relaes deorganizao e estabilidade comunitrias e a regulao das diversidades deespcies.

As espcies assumem diferentes papis nas comunidades, e suas abundnciasrefletem como elas se ajustam na teia completa de interaes dentro da

comunidade. As relaes ecolgicas e evolutivas entre as espcies intensificam as

propriedades da comunidade, tal como a estabilidade do fluxo de energia e areciclagem de nutrientes, tornando uma comunidade muito mais do que a somadas suas partes individuais.

As comunidades so caracterizadas em termos do nmero de espciespresentes, suas abundncias relativas, sua organizao em guildas (conjuntos deespcies com habitats de alimentao semelhantes) e teias alimentaresretratando relaes de alimentao entre as espcies.

Os eclogos defendem conceitos diferentes de comunidades:o Comunidades fechadas (Clements) as espcies que pertencem a uma

comunidade esto intimamente associadas umas s outras, o que implicaque os limites de distribuio ecolgica de cada espcie coincidiro com adistribuio da comunidade como um todo. A estrutura da comunidadereflete os atributos de espcies selecionadas para realar ofuncionamento da comunidade como um todo (viso holstica).

o Comunidades abertas (Gleason) uma associao local de espcies comdistribuies ecolgicas independentes e somente parcialmentesobrepostas (no tm fronteiras); ou seja, cada espcie est distribudaindependentemente de outras que coexistem com ela numa associao


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particular. A estrutura da comunidade como uma propriedade coletiva deseus componentes individuais, cada um dos quais se esfora parafuncionar no que for melhor para si dentro da comunidade (visoindividualista).

Ectonos: comunidades fechadas so unidades ecolgicas discretas comfronteiras distintas. As fronteiras de tais comunidades, chamadas de ectonos,so regies de rpida substituio de espcies ao longo do gradiente.

o So locais onde muitas espcies atingem os limites de suas distribuies. Embora ectonos distintos freqentemente se formem onde as condies

fsicas no ambiente mudam abruptamente, eles ocorrem com menosprobabilidade ao longo de gradientes de variaes ambientais graduais.

Estudos mostraram que espcies diferentes de aves e outras plantas ocorreramem reas diferentes dentro do bioma de floresta decdua, se a hiptese decomunidades fechadas fosse correta, a vegetao especfica de cada rea

representaria uma comunidade distinta separada das outras comunidades portransies vegetacionais bem definidas. Mas eclogos que estudaramdistribuies de plantas observaram que poucas espcies tinham distribuiesgeogrficas e ecolgicas proximamente sobrepostas, e ectonos definidos noforam encontrados.

Continuum ecolgico: dentro de habitats amplamente definidos, como florestas,campos ou esturios, as populaes de plantas e animais substituem-se umas soutras ao longo de gradientes de condies fsicas; portanto, um continuum um gradiente de caractersticas ambientais ou de mudana na composio das

comunidades. Efeito de borda: A tendncia ao aumento de variedade e densidade em zonas

de contato entre comunidades. A fragmentao do habitat, reduzindo otamanho das reas das comunidades, faz com que qualquer ponto da comunidadepassa a se situar mais prximo de uma borda de habitat. P. ex. na BaciaAmaznica, a crescente exposio das rvores a uma distncia de 100 metrosda borda de um desmatamento resulta no ressecamento da vegetao e emdanos excessivos pelo vento, o que de outra forma seria impedido pelavegetao circundante.

Estrutura da comunidade Uma das medidas mais simples e reveladoras da estrutura de uma comunidade

o nmero de espcies que ela inclui. Esta medida freqentemente denominadariqueza de espcies.A estrutura e o funcionamento comunitrio misturam umconjunto complexo de interaes, direta ou indiretamente conectando todos osmembros de uma comunidade numa teia intrincada.

Teia alimentar: a estrutura da comunidade pode ser esboada atravs de teiasalimentares que mostram as relaes de alimentao entre as espcies dentrode uma comunidade. As teias alimentares podem ser caracterizadas pelonmero de conexes de alimentao por espcie e o nmero mdio de nveistrficos nos quais uma espcie se alimenta.


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Existem tipos diferentes de teias alimentares, as quais descrevem diferentesformas pelas quais as populaes influenciam umas s outras dentro dascomunidades:

o Teias de conectividade: realam as relaes de alimentao entre osorganismos, retratadas como conexes numa teia alimentar.

o Teias de fluxo de energia: as conexes entre as espcies soquantificadas pelo fluxo de energia entre um recurso e um consumidor.

o Teias funcionais: reala a influncia das populaes nas taxas decrescimento das outras populaes. Este papel controlador, que pode serrevelado somente atravs de experimentos, no precisa corresponder quantidade de energia fluindo por uma conexo especfica na teiaalimentar.

As relaes de alimentao tambm podem afetar a diversidade de espciesdentro de uma comunidade qdo um predador controla a populao de um

competidor dominante, ele pode permitir que competidores inferiorespersistam porque eles evitam a predao. Assim, a diversidade de um nveltrfico especfico dentro de uma teia alimentar pode depender da predaopela populao de nveis trficos mais altos.

Pela manipulao de relaes competitivas entre espcies de nveis trficosinferiores, Paine mostrou que os consumidores poderiam promover adiversidade, e portanto controlar as estruturas de uma comunidade. Taisespcies so chamadas de predador-chave; a manuteno de populaes depredador-chave um componente importante da estabilidade de uma

comunidade. Os nveis trficos so influenciados de cima pela predao e de baixo pela

produo. Dentro das comunidades poucas espcies so abundantes (dominantes)e muitas

so raras. Estes padres de abundncia relativa so uma outra forma pela qualos eclogos quantificaram a estrutura das comunidades.

O n de espcies numa amostra aumenta na proporo direta da reaamostrada. Este padro resulta em parte de reas maiores darem margem aosurgimento de amostras totais maiores. Contudo, estudos de faunas e florasbem conhecidas tambm indicam que reas maiores so ecologicamente maisheterogneas, proporcionando oportunidades para mais tipos de habitats, e queilhas maiores tm mais espcies porque elas so melhores alvos para colonizaoe porque as populaes resistem melhor extino.

Vrios ndices de diversidade, mais notavelmente o de Simpson e o de Shannon-Wiener, tm sido utilizados para contabilizar as variaes na abundncia aocomparar diversidade entre amostras; ponderam a riqueza de espcies pelaabundncia relativa.


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DESENVOLVIMENTO DAS COMUNIDADES/ECOSSISTEMAS As comunidades existem num estado de fluxo contnuo. Uns organismos morrem

e outros nascem para tomar seus lugares; a energia e os nutrientes passamatravs da comunidade. Contudo a aparncia e a composio da maioria dascomunidades no varia apreciavelmente ao longo do tempo. Mas quando um

habitat perturbado uma floresta desmatada, uma pradaria queimada, umrecife de coral varrido por um furaco, uma ilha coberta por cinza vulcnica acomunidade lentamente se reconstri. As espcies pioneiras adaptadas aoshabitats perturbados so sucessivamente substitudas por outras espcies,conforme a comunidade atinge sua estrutura e composio originais. Esseprocesso denominado sucesso ecolgica.

A sucesso a mudana de comunidade aps uma perturbao de habitat ou aexposio de um novo substrato. E a associao ltima de espcies atingida chamada de comunidade clmax.

A sucesso envolve mudanas no fluxo de energia, nas estruturas populacionaisdas espcies e nos processos da comunidade. Quando no interrompida porfatores externos, razoavelmente direcional, e portanto previsvel.

A sucesso pela ocorrncia de perturbaes mais freqente do que a sucessopela ocorrncia de novos ambientes (formao de ilhas vulcnicas, retrao degeleiras, alteraes do nvel do mar).

Os estgios da sucesso so chamados de seres. H dois tipos de sucesso de acordo com suas origens:

o Sucesso primria: Quando a perturbao muito forte (limpa oambiente); quando o ambiente foi recm-exposto, desprovidos dequalquer planta. Os primeiros a colonizar a comunidade nesse tipo desucesso, vo ser os produtores.

o Sucesso secundria: Quando a perturbao no to forte. A sucessose inicia em estgios intermedirios (sem incio de um ambientecompletamente destitudo).

Normalmente a perturbao moderada e o que ocorre mais freqentemente a sucesso secundria.

As perturbaes variam na intensidade com a qual destroem o tecido de umacomunidade e seus sistemas de suporte fsico. Por ex. o tornado que varre umagde rea de floresta normalmente deixa intacta a reserva de nutrientes dosolo, as sementes e razes brotveis, e assim a sucesso prosseguerapidamente. Por outro lado, um incndio severo pode queimar atravs dascamadas orgnicas do solo, destruindo centenas de milhares de anos dedesenvolvimento da comunidade.

A extenso da perturbao afeta a sucesso e os membros da comunidade dediferentes modos. Por ex. em um estudo de sucesso em um costo rochoso naCalifrnia, em grandes perturbaes (grandes reas) h menor densidade de ummolusco herbvoro do que nas pequenas perturbaes. As algas no so afetadasdiretamente pela extenso da perturbao, mas pela presena do molusco.


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Mesmo quando o rebrotamento inicia uma seqncia sucessional secundria, otamanho e o tipo da perturbao influenciam quais espcies iro se estabelecerprimeiro.

Em uma extenso menor de perturbao o que ocorre a comunidade envolta darea, na borda, colonizar a rea afetada rapidamente.

A criao de qualquer novo habitat um campo arado, uma duna de areia naborda de um lago, as fezes de um elefante, uma poa temporria deixada poruma pesada chuva atrai um conjunto de espcies particularmente adaptadaspara serem boas pioneiras. Essas espcies colonizadoras mudam o ambiente. Asplantas, por exemplo, sombreiam a superfcie da terra, contribuem para osdetritos no solo e alteram seus nveis de umidade. Estas mudanasfreqentemente inibem o sucesso continuado das espcies pioneiras que ascausam, mas tornam o ambiente mais adequado para as espcies que se seguem,as quais ento excluem aquelas responsveis pelas mudanas iniciais.

Assim dois fatores determinam quando uma espcie se estabelece numa sere:quo prontamente ela invade um habitat perturbado ou recm-formado e suaresposta s mudanas que ocorrem no ambiente ao longo do curso da sucesso.

As plantas de crescimento rpido freqentemente produzem muitas sementespequenas, que podem ser carregadas a longas distncias pelo vento ou poranimais. Essas plantas tm uma vantagem inicial sobre as espcies que sedispersam lentamente, e dominam os estgios iniciais de uma sere. Num habitatque pega fogo freqentemente, muitas espcies tm sementes resistentes aofogo ou coroas radiculares que germinam ou brotam logo aps um incndio e

rapidamente restabelecem suas populaes. Outras espcies se dispersamlentamente, ou crescem lentamente aps o assentamento, e portanto seestabelecem somente mais tarde na sere.

Portanto, espcies sucessionais iniciais s vezes modificam os ambientes deforma a permitir que as espcies dos estgios tardios se estabeleam. Ocrescimento de herbceas num campo aberto sombreia a superfcie do solo eauxilia o solo na reteno da umidade, proporcionando condies maissatisfatrias ao estabelecimento de plantas menos tolerantes seca.Inversamente, algumas espcies colonizadoras podem inibir a entrada de outrasnuma sere, ou pela competio mais efetiva, ou por limitao de recursos, ouainda por interferncia direta.

Existem 3 categorias de mecanismos que governam o curso da sucesso, ou seja,os processos de interao entre as espcies na sucesso:

o Facilitao: as espcies pioneiras vo facilitar o desenvolvimento deoutras espcies, portanto esse processo predomina nos estgios iniciaisda sucesso.

o Inibio: uma espcie pode inibir uma outra comendo-a, reduzindo osrecursos a um nvel abaixo daquele que a outra precisa para substituir ouconfrontando-a com qumicos nocivos ou comportamento antagonista. Nocontexto da sucesso, as espcies de clmax inibem as espcies


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caractersticas dos estgios iniciais; estas ltimas no conseguem invadiruma comunidade clmax, exceto aps uma perturbao. Como a inibioest fortemente relacionada com a substituio de espcies, ela formauma parte integral da sucesso ordenada desde os estgios iniciais deuma sere at o clmax.

o Tolerncia: O conceito de tolerncia reala as habilidades de diferentesespcies em tolerar as condies do ambiente conforme elas mudamatravs da sucesso e em minimizar os efeitos de outras espcies sobreo seu assentamento. As espcies tolerantes excluem outras da sere porcompetio.

A sucesso continua at que a adio de novas espcies sere e a exploso deespcies estabelecidas no mais mudem o ambiente da comunidade emdesenvolvimento. A progresso desde o desenvolvimento de formas pequenasat o desenvolvimento de formas grandes modifica as condies de luz,

temperatura, umidade e nutrientes do solo. As condies mudam maislentamente, contudo, quando a vegetao atinge a maior forma de crescimentoque o ambiente pode sustentar. As dimenses de biomassa de uma comunidadeclmax so limitadas pelo clima, independentemente dos eventos durante asucesso.

Em geral, a biomassa aumenta durante a sucesso, enquanto a produo lquida ea diversidade tendem a ser maiores nos estgios iniciais.

O carter do clmax pode ser influenciado profundamente por condies locais,como incndio e pastagem, que alteram as interaes entre as espcies serais.

Disclmax (clmax de perturbao) ou subclmax antropognico (gerado peloHomem). Ex.: sobrepastejo do gado, ecossistemas agrcolas.

Adaptaes das espcies sucessionais pioneiras e tardias:

Caractersticas Espcies pioneiras Espcies tardiasNmero de sementes Grande (investimento em

quantidade)Poucas (investimento em

qualidade)Disperso Alta (vento ou grudadas

em animaisBaixa (gravidade e

ingeridas por animais)Tamanho das sementes pequeno GrandeViabilidade das sementes Alta baixaRelao raiz/broto Baixa (mais investimento

em brotos)Alta (investimento em

razes)Taxa de crescimento alta BaixaTamanho do adulto pequeno GrandeTolerncia sombra Baixa Alta


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PADRES DE BIODIVERSIDADE

Uma das medidas mais simples e reveladoras da estrutura de uma comunidade o nmero de espcies que ela inclui. Esta medida freqentemente denominadariqueza de espcies. Entretanto nem todas as espcies vo contribuir

igualmente para a estimativa da diversidade total, porque seus papis funcionaisnuma comunidade variam em proporo sua abundncia total. Assim, quando acontribuio de cada espcie ponderada por sua abundncia relativa (n deindivduos numa amostra), obtemos ndices de diversidade.

A diversidade tem componentes regionais e locais: a diversidade pode sermedida em diversos nveis espaciais. A diversidade local (ou diversidade alfa) o nmero de espcies numa pequena rea de hbitat homogneo. A diversidadelocal sensvel a como se delimitam os habitats e ao esforo amostral.

A diversidade regional (ou diversidade gama) o nmero total de espciesobservado em todos os habitats dentro de uma rea geogrfica, que no incluifronteiras significativas para a disperso de organismos. Assim, a maneira comque definimos uma regio depende de quais organismos estamos considerando.

Se todas as espcies ocorressem em todos os habitats dentro de uma regio, asdiversidades local e regional seriam iguais. Contudo se cada habitat tivesse umanica flora e fauna, a diversidade regional seria igual soma das diversidadeslocais de todos os habitats da regio. A diferena ou substituio de espciesde um habitat para o outro dentro da mesma regio, considerada adiversidade beta. Qto maior a diferena nas espcies entre os habitats, maior

a diversidade beta. A diversidade beta calculada pelo nmero de habitats dentro de uma regio

dividido pelo nmero de habitats ocupados por espcies. Assim a diversidaderegional igual a diversidade local multiplicada pela diversidade beta. Ex.:

Ilha de St. Lucia nas West Indies 9 habitats com uma mdia de 15,2 espcies(diversidade local). Cada espcie ocupava em mdia 4,15 dos 9 habitats, assim

temos:Diversidade beta 9 habitats/4,15 habitats ocupados = 2,17

Diversidade regional (n de aves observada em todos os habitats) 15,2 espciesx 2,17 = aproximadamente 33 espcies.

A presena de uma espcie numa comunidade local significa que a espcie podetolerar as condies ambientais e encontrar recursos adequados para suasobrevivncia e reproduo. Essas condies nicho potencial (ou nichofundamental).*Nicho: o papel ecolgico de uma espcie em uma comunidade; os intervalos dasmuitas condies e qualidades de recursos dentro dos quais o organismo ou aespcie persiste, freqentemente concebido como um espao multidimensional.

Entretanto competidores, predadores podem restringir o crescimentopopulacional de uma espcie em algumas partes do seu nicho potencial onde elatem mais sucesso. Este intervalo de condies e recursos mais restrito nicho


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sudoeste dos EUA, diversidade de espcies de lagartos se iguala proximamenteao volume total de vegetao por unidade de rea.

A diversidade est correlacionada com a entrada da energia total no ambiente:duas hipteses tentam explicar essa relao:o Uma maior quantidade de energia penetrando num ecossistema pode ser

compartilhada por um maior n de espcies;o Uma maior entrada de energia poderia levar a tamanhos populacionais

maiores e reduzir as taxas de extino, permitindo a persistncia deespcies.

Nenhum desses mecanismos foi verificado experimentalmente e h dvidas se arelao energia-diversidade um padro geral.

A alta diversidade nos trpicos resulta, pelo menos em parte, da presena deuma maior variedade de papis ecolgicos volume maior de espao de nichoocupado.

Ex.: aumento no n de espcies de aves nos trpicos frugvoras enectarvoras e insetvoras que procuram suas presas passivamente nos poleiros.Mamferos trpicos ricos em espcies de morcegos.

Epfitas e lianas geralmente ausentes em florestas temperadas, aumentam adiversidade vegetal tropical variao na diversidade de espcies acompanha adiversidade de nichos.

Relao predador e diversidade:Habitats mais produtivos, alm de ter umavariedade maior de recursos que contribuem para o aumento da diversidade, tbpodem sustentar populaes maiores de predadores. Uma presso de predao

maior poderia reduzir a competio entre espcies de presa e permitir que maispresas possam coexistir.

A variedade de padres de cor e posies de repouso apresentadas pelasmariposas, que reflete a variedade de habitats nos quais essas mariposas seescondem para fugir da predao, tende a ser maior em comunidades tropicaisdiversas. A presso de predao tb pode ser mais forte nas comunidadestropicais, o que levaria ao desenvolvimento de variadas tticas para escapar dapredao.

Padres de aumento na diversidade de espcies: Regies tropicais (equador); Dentro dos cintures latitudinais heterogeneidade topogrfica e

complexidade estrutural de habitats locais; Maior variedade de nichos; Ilhas (fragmentos de vegetao) tm n menor de espcies. Teorias de equilbrio: processos que adicionam espcies se equilibram com os

que subtraem espcies. Espcies novas (migrao e diversificao regional)contrabalanceadas pela extino de espcies (excluso competitiva). Ascondies fsicas, a variedade de recursos, os predadores, a variabilidadeambiental e outros poderiam afetar o ponto de equilbrio.


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Cada comunidade tem um ponto de saturao no n de espcies, assim como oambiente tem uma capacidade de suporte para a populao de uma determinadaespcie.

Teoria de Biogeografia de Ilhas: o n de espcies numa ilha equilibra osprocessos regionais de imigrao (entrada) com os locais de extino (sada). O

tamanho e a distncia das ilhas influencia o ponto de equilbrio no n deespcies.

sps. excluso competitivasps.: especializaorelaes mutualistasisolamento reprodutivo

Biodiversidade e Estabilidade: anlises e revises crticas tm sugerido quea relao entre a diversidade de espcies e a estabilidade complexa ecossistemas estveis promovem alta diversidade, mas no necessariamente ocontrrio.

provvel que a estabilidade esteja mais intimamente relacionada diversidade funcional do que estrutural.

A estrutura que resulta da distribuio dos organismos e suas interaescom seu ambiente denominada diversidade de padro (Odum e Barrett,2007):

o Padres de estratificao (em camadas verticais)o Padres de zonao (segregao horizontal)o Padres de atividade (periodicidade)o Padres de teia alimentar (organizao em rede na cadeia alimentar)o Padres reprodutivos (associaes pais-prole ou clones em plantas)o Padre sociaiso Padres coercitivos (resultantes de competio, antibiose ou de

mutualismo)o Padres estocsticos (resultante de foras randmicas).

Biodiversidade e Produtividade: Os humanos, para aumentar a produtividade crescimento populacional humano e de animais domsticos, esto causandouma eutrofizao em escala mundial ameaa diversidade da ecosfera, resilincia e estabilidade. Exs.: enriquecimento da atmosfera por CO2 e noenriquecimento global por nitrato.

Hiptese da diversidade-produtividade: diferenas interespecficas no usode recursos pelas plantas permitem que comunidades mais diversas utilizemmais completamente os recursos limitantes e alcancem produtividades lquidasprimrias mais altas.

Estudos tb mostraram que a produtividade primria em comunidadesvegetais mais diversificadas mais resistente e se recupera maiscompletamente de perturbaes como a seca apiam a hiptese dadiversidade-estabilidade.

Pesquisas tm demonstrado que o aumento no enriquecimento por nutrientesresulta no aumento da produtividade primria, entretanto estudos mostram que


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em longo prazo, a adio de fertilizantes ou do lodo de tratamento de esgotoresulta na reduo da diversidade da comunidade vegetal.

Em ambientes com baixo teor de nutrientes, o aumento na biodiversidade melhora a produtividade, mas em ambientes com alto teor de nutrientes ouenriquecidos, o aumento na produtividade dominncia de algumas espcies

reduo na diversidade de espcies. Perda de biodiversidade: alm do nvel de espcie, perda de funes e

nichos. Wilcox (1984): a diversidade a variedade de formas de vida, o papel

ecolgico que desempenham, e a diversidade gentica que contm. essencial manter a redundncia em um ecossistema ter mais do que uma

espcie ou grupo capazes de executar as funes ecolgicas principais ouprover conexes na teia alimentar.

Na avaliao dos efeitos de remoo ou adio de espcies importantesaber se elas so espcies-chave. Espcie-chave tipo funcional semredundncia (Chapin et al, 2002).

A perda de tais espcies ou grupos de espcies causar mudanasimportantes na estrutura da comunidade e no funcionamento do ecossistema.

Comea a existir por parte da populao presso para preservao deespcies raras, mas quando a preservao das espcies ou de seus habitatsentra em conflito com o desenvolvimento que promete benefcios econmicosimediatos.

A abordagem da conservao enfocando a espcie individual, est fadada afalhar na resoluo dos conflitos, necessrio enfatizar a necessidade dapreservao do ecossistema ou da paisagem.

Um planejamento regional consistente pode compensar a reduo dadiversidade alfa ou local, que tende a acompanhar a agricultura, a silvicultura, odesenvolvimento urbano intensivos. Se ecossistemas antropizados forementremeados com ecossistemas naturais ou semi-naturais mais diversificados(preservados perpetuamente como parques ou reservas ambientais), existiruma paisagem com mais possibilidades recreativas e tambm com manutenoda diversidade beta e gama.


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ECOSSISTEMAS: CONCEITO E GESTO

Odum (1988): Qualquer unidade que abranja todos os organismos (comunidadebitica) em uma determinada rea, interagindo com o ambiente fsico de modoque um fluxo de energia produza estruturas biticas claramente definidas e

ciclagem de materiais entre os componentes vivos e no-vivos. mais que uma unidade geogrfica (ou ecoregio): um sistema funcionalmente

aberto, com entradas e sadas, e fronteiras que podem ser tanto naturaisquanto arbitrrias.

a primeira unidade na hierarquia ecolgica que completa ou seja, que temtodos os componentes necessrios para a sua sobrevivncia.

Sistemas abertos entrada e sada de energia e materiais, apesar daaparncia geral e funo bsica permanecerem constantes.

A energia uma entrada necessria: o Sol a fonte de energia mais importantepara a ecosfera (biosfera) e sustenta diretamente a maior parte dosecossistemas naturais. Outras fontes: vento, chuva, fluxo de gua oucombustveis fsseis (a principal fonte de muitas cidades).

A energia flui para fora do sistema como calor e em outras formastransformadas ou processadas, como matria orgnica e poluentes.

gua, ar, nutrientes e outros materiais entram e saem de forma contnua noecossistema. Da mesma maneira, organismos entram (imigram) ou saem(emigram).

Ambiente de entrada Sistema Ambiente de sada A extenso dos ambientes de entrada e sada extremamente variada e

dependente de outras variveis:1. tamanho do sistema: qto maior, menos dependente do exterior;2. intensidade metablica: qto maior a taxa, maior a entrada e a sada;3. equilbrio autotrfico-heterotrfico: qto maior o desequilbrio, mais

exterioridades para equilibrar e4. estgio de desenvolvimento: sistemas jovens diferem de sistemas maduros.

Modelos de fluxo de energia:*Modelo a formulao que imita um fenmeno do mundo real e por meio do qual sepode fazer previses experimentao da introduo de novos fatores ouperturbaes e observar como afetariam o ecossistema revela componentes einteraes-chave preponderantes um nmero relativamente pequeno de variveisformam uma base suficiente, pois esses fatores-chave ou propriedadesemergentes, ou outras integrativas, quase sempre dominam ou controlam umagrande porcentagem da ao. Interaes de trs componentes bsicos: (1) comunidade; (2) fluxo de energia e

(3) ciclagem dos materiais.


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ENERGIA NO ECOSSISTEMA

Alm da matria, a energia tambm passa por todos os componentes de umecossistema, s que, no entanto, enquanto a matria circula, a energia flui, o que

significa que a energia no retorna ao ecossistema como a matria. As relaes alimentares renem os organismos em uma nica entidade funcional

(unidade ecolgica):Charles Elton (1920) argumentava que os organismos que viviam num mesmolugar no apenas apresentavam tolerncias semelhantes aos fatores fsicosdo ambiente, mas tambm interagiam uns com os outros e, o maisimportante, o faziam de uma forma sistemtica de relaes alimentares:teia alimentar. Tansley (meados 1930) definiu ecossistema, ao considerar os animais

e plantas, junto com os fatores fsicos no seu entorno, como sistemasecolgicos; unificados pela dependncia dos animais e das plantas emseus ambientes fsicos e por suas contribuies para a manutenodas condies e composio do meio fsico.

Lotka foi o 1 a considerar as populaes e comunidades comosistemas transformadores de energia; mostrou que os movimentos etransformaes de massa e energia obedecem s leis datermodinmica:

o Lei da Conservao de Energia: A energia no pode ser criadanem destruda e sim transformada.

o Lei de Disperso de Energia ou lei da entropia: a disponibilidadepara que a energia realize algum trabalho se esgota devido sua tendncia disperso; ou seja, toda vez que ocorre umatransformao de energia uma parte dessa energia dispersana forma de uma energia de baixa qualidade e utilidade (energiatrmica calor).

Lindeman (1942) popularizou a idia de ecossistema como um sistematransformador de energia.

o A seqncia de relaes trficas pelas quais a energia passa atravs doecossistema chamada de cadeia alimentar.

o Os elos da cadeia alimentar nveis trficos.o Pirmide de energia: com menos energia alcanando sucessivamente cada nvel

trfico superior.

A energia assimilada por um organismo em parte utilizada para sua prpriamanuteno, outra parte perdida pela ineficincia das transformaesbiolgicas (calor) e outra parte para produo (crescimento e reproduo),parte essa disponvel outros organismos como alimento.


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Odum retratou os ecossistemas como diagramas de fluxo de energia unidos emcadeias alimentares:

Os nutrientes, diferentes da energia, so regenerados e retidos dentro dosistema reciclagem de elementos.

A quantidade de determinados nutrientes regula a produo de biomassa pelasplantas, que so a base material e energtica do ecossistema inteiro. A mais bvia reciclagem de material a produo de CO2 pela respirao e a suaassimilao pelas plantas durante a fotossntese.

o O termo assimilao se refere incorporao de matria ou energia nostecidos de organismos vivos.

Os organismos so compostos por carboidratos, lipdios, protenas e outrasmolculas biolgicas. Estes compostos contm energia na forma de ligaesqumicas, principalmente entre tomos de carbono. Nos sistemas biolgicos, uma

das mais comuns destas reaes a oxidao das formas de carbono. Aoxidao reduz o potencial de energia qumica do tomo de carbono, e a energialiberada pode ser utilizada para outra reao bioqumica. O oposto da oxidao a reduo. A reduo do carbono aumenta o potencial de energia do tomo epermite que ele reaja com outros tomos de carbono ou nitrognio para formarmolculas orgnicas.

Oxidao: C6H12O6CO2 (respirao)Reduo: CO2 C6H12O6 (fotossntese)

A estrutura do ecossistema do ponto de vista trfico ou funcional inclui:o Autotrficos (produtores primrios) organismos fotossintetizantes que

assimilam formas oxidadas de carbono, CO2, que reduzem quimicamenteutilizando outras formas de energia (luminosa).

o Heterotrficos (consumidores) obtm sua energia ao consumir outrosorganismos. Obtm carbono j reduzido pela sua alimentao.

Componentes constituintes do ecossistema:o (1) substncias inorgnicas (C, N, CO2, H2O e outros) passando por um ciclo

de transformaes qumicas;o (2) compostos orgnicos (protenas, carboidratos, lipdeos, substnciashmicas e outros) que conectam os componentes biticos e abiticos;


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o (3) ambiente de ar, gua e substrato, incluindo regime climtico e outrosfatores fsicos;

o (4) produtores (organismos autotrficos);o (5) fagtrofos (organismos heterotrficos) eo (6) saprtrofos (organismos decompositores).

Produo primria:Organismos fotossintetizantes captam E luminosa E qumica (E de ligaesqumicas nos carboidratos)A produo primria a assimilao de energia e produo de matria orgnicapela fotossntese.Taxa quantificada como: produtividade primria.

A fotossntese une quimicamente dois compostos inorgnicos comuns, o CO2 e aH2O para formar a glicose, com a liberao de oxignio:

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 Portanto a fotossntese transforma, atravs da energia luminosa, o carbono de

um estado oxidado (de baixa energia) para um reduzido (de alta energia) noscarboidratos.

Os pigmentos que captam a energia da luz para a fotossntese na verdadeabsorvem apenas uma frao da radiao solar incidente.

o Luz espectros de comprimentos de onda que percebemos como asdiferentes cores, ou seja radiao eletromagntica, que se estendedesde raios gama (comprimentos de onda mais curtos) at ondas de rdio(mais longas). (nm = um bilionsimo de metro)

o A parte visvel do espectro varia de 400nm a 700 nm adequada fotossntese (regio fotossinteticamente ativa); abaixo de 400 nm ultravioleta; acima de 700nm infravermelho.

o A intensidade de energia da luz inversamente proporcional aocomprimento de onda.

o Em comprimentos de onda muito curtos (ultravioleta) raios de altaenergia que pode danificar clulas e tecidos expostos

o A maior parte do componente ultravioleta absorvido por uma formamolecular do oxignio que o oznio O3, na atmosfera superior.

o Na outra extremidade do espectro, a poro infravermelha absrovidaem grande parte por vapor de gua, CO2, metano e outros gases essaenergia absorvida contribui para o aquecimento do ar, e a atmsofera tbabsorve radiao vinda da superfcie terrestre efeito estufa beneficia a vida por manter as temperaturas dentro de um intervalo devariao favorvel.

o Entretanto a adio de CO2, na atm. Ao eliminar florestas e queimarcombustveis fsseis efeito estufa superfcie da Terra maisquente.

Portanto as plantas no assimilam mais que 1/3 da E luminosa absorvida pelospigmentos fotossintticos, o resto perdido como calor.


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A fotossntese supre os carboidratos e a energia de que uma planta precisa p/construir tecidos e crescer.

Molculas de glicose gorduras, amidos, leos transportados pela planta ouarmazenados.

Carboidratos + nitrognio, fsforo, magnsio, enxofre protenas, cidos

nuclicos e pigmentos. A energia total assimilada pela fotossnteseproduo primria bruta. A energia acumulada nas plantas, e disponvel para os consumidores produo

primria lquida.PPB Respirao (manuteno e biosntese) = PPL

Produtividade lquida da comunidade: taxa de armazenamento da matriaorgnica no usada pelos hetertrofos, durante o perodo de tempoconsiderado. Ou seja, produo primria lquida menos o consumo heterotrfico.

A luz e a temperatura influenciam as taxas de fotossntese. Portanto aproduo primria sensvel a variaes de luz e temperatura.

Plantas em plena luz do sol nveis de luminosidade excedem o ponto desaturao dos pigmentos.

Plantas sombra, ou gdes profundidades nos sistemas aquticos taxa defotossntese limitada pela luminosidade.

Outras variaes: mantm a taxa fotossinttica abaixo de seu mximo. Eficincia fotossinttica a % de E na luz do Sol que convertida para

produo primria durante a estao de crescimento. Variam de 1% a 2% (qdo gua e nutrientes no so limitantes) 25-75% restantes so refletidas O restante absorvido por outras molculas, e transformadas em calor, e

reirradiadas, ou ainda dissipada pela evaporao de gua da folha. A taxa de fotossntese geralmente aumenta com a temperatura pelo menos at

certo ponto:o 16C esp. Temperadaso 38C esp. Tropicais

Entretanto, produo lquida depende tb da taxa de respirao, e essageralmente aumenta com o aumento da temperatura foliar.

A gua tb limita a produo primria em muitos habitats terrestreso Os estmatos, pequenas aberturas nas folhas, atravs das quais ocorrem

trocas de CO2 e O2, tb permitem que a folha perca gua por transpirao.Baixa umidade do solo estmatos se fecham fotossntese cessa.

Os agrnomos quantificam a resistncia seca de plantas cultivadas atravs daeficincia de transpirao ou eficincia no uso da gua n de gramas dematria seca produzida (produo lquida) por Kg de gua transpirada.

Alm disso, os nutrientes estimulam a produo vegetal. A produo primria varia entre os ecossistemas: insolao temperatura precipitao nutrientes


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condies em partes dos trpicos midos produtividadesterrestre do planeta

Brejos e charcos (interface entre habitats terrestres e aquticos) contnuadisponibilidade de gua e rpida regenerao de nutrientes nos sedimentoslodosos em volta das razes das plantas altas produtividades tanto quanto as

florestas tropicais. A produo primria forma a base das cadeias alimentares. Animais, fungos e a maioria dos microorganismos obtm sua energia e a maior

parte dos seus nutrientes das plantas ou animais, ou restos mortais.

papel duplo como consumidores e produtores (fornecedores) Esses papis do ao ecossistema uma estrutura trfica que determinada pelas

teias alimentares atravs das quais a energia flui e os nutrientes circulam. A cada etapa da cadeia alimentar 80-95% da energi

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Apostila de Ecologia Com Figuras