BIE-212: Ecologia

Licenciatura em Geociências e Educação Ambiental

Condições e recursos

Programa

Introdução

Aula inaugural

Condições e recursos

Módulo I: Populações

Módulo II: Comunidades

Módulo III: Ecossistemas

Módulo IV: Projeto

Roteiro da aula

1. Conceitos básicos

1.1. Condições e recursos

1.2. Lei do mínimo

1.3. Fator limitante

1.4. Lei de tolerância e aclimatação

1.5. Nicho ecológico

2. Fatores limitantes

2.1. Restrições comportamentais

2.2. Restrições bióticas

2.3. Restrições abióticas

2.4. Combinação de fatores

3. Integrando conhecimentos

4. Resumo da aula

Condições

São características físicas, químicas e bióticas do ambiente

• Sujeitas a variações temporais e de intensidades

• Normalmente não são consumidas nem esgotadas

pelas atividades dos organismos

Recurso

Qualquer substância ou objeto exigido por um organismo

para a sua manutenção, crescimento ou reprodução

Espaço

Abrigo

Nutrientes

Água

Luz

Parceiros sexuais

Justus von Liebig(1840)

O potencial de um recurso para

limitar o crescimento populacional

depende de sua disponibilidade

em relação à demanda

As populações são limitadas pelo

recurso que é mais escasso

FATOR LIMITANTE

Lei do mínimo

Qualquer recurso escasso em relação à sua

demanda e que restringe o crescimento de

uma população

Se algumas substâncias estão presentes

em quantidades excessivas, de modo

que podem ser prejudiciais a um

organismo, estas também são

consideradas fatores limitantes

IMPORTANTE!

Fator limitante

Produção primária em relação à precipitação em várias áreas do deserto da Namíbia

Pro

du

ção

an

ual (kg

/h

e)

Precipitação anual (mm)

100 200 500300 600

1000

2000

A água parece ser o RECURSO LIMITANTE para as plantas de

deserto

400

3000

4000

5000

Fator limitante

Controle

N

P

N + P

0 0,5 1,0 1,5 2,0

Peso seco da planta (g)

Ação

sinergética

Crescimento da maria-sem-vergonha

(Impatiens parviflora) com acréscimo

de nutrientes

Fator limitante

Zona de intolerância

Zona de estresse

fisiológico

Espécie ausente

Espécie rara

Limite inferior de tolerância

Gradiente ambiental

ÓtimoLimite superior de tolerância

Espécie abundante

Zona de estresse

fisiológico

Espécie rara

Zona de intolerância

Espécie ausente

Cada organismo possui um intervalo estreito de condições ambientais às quais ele está melhor adaptado,

o que define seu ótimo

Lei de tolerância

Lei de tolerância

• O ótimo está sujeito à seleção natural, que age em variações nas

propriedades de enzimas, estrutura das células e tecidos, e na

forma do corpo a fim de capacitar o organismo a funcionar melhor

sob as condições particulares do seu ambiente

Ótimo

• Os organismos podem tolerar variações previsíveis nas

condições ambientais por possuírem mais do que uma

forma de uma dada enzima, cada uma funcionando melhor

em um intervalo diferente de condições

Lei de tolerância

Taxa d

e r

eação

Temperatura (ºC)

Lei de tolerância

Ação da enzima acetilcolinesterase na

truta arco-íris

Aclimatação é uma alteração temporária do ótimo fisiológico

Lei de tolerância

Lei de tolerância

• As previsões otimistas são de que a temperatura do planeta

suba 2°C, o que provocaria redução de até 25% da mata atual

• Em um cenário pessimista, o aumento poderia atingir 4°C e a

diminuição da floresta chegaria a 50%

Alexandre Colombo

Nicho ecológico

Temperatura (ºC)

Umidade relativa (%)

Ap

tid

ão

Ap

tid

ão

São todas condições físicas, químicas e biológicas necessárias para que um

indivíduo cresça e se reproduza.

Tem

peratu

ra

Nicho ecológico

Nicho ecológico é o hiper-volume

n-dimensional definido por todos

os fatores limitantes que

interferem na ocorrência de uma

dada espécie em um dado local

Nicho ecológico

Temperatura

Um

idad

e

• Nicho fundamental: descreve a variação total de condições

ambientais que são propícias à existência de uma espécie sem

considerar os efeitos da competição inter-específica e da

predação por outras espécies.

• Nicho realizado: descreve a parte do nicho fundamental que é

realmente ocupado por uma espécie.

NICHO FUNDAMENTAL

NICHO REALIZADO

A dispersão limita sua distribuição?

NÃO

Comportamento limita sua

distribuição?

SIM Área inacessível ou pouco tempo para colonização

Seleção de hábitatSIM

Fatores bióticos limitam sua distribuição?

NÃO

Predação, parasitismo, competição, disponibilidade de alimento e doenças

SIM

Fatores abióticos limitam sua distribuição?

NÃO Fatores químicos: concentração de gases, salinidade, pH, nutrientes no solo

Fatores físicos: temperatura, luz, umidade

Fatores limitantes

Restrições comportamentais

Parus major

A população desta espécie

duplicou após a instalação de

ninhos artificiais na floresta

Aparentemente o crescimento populacional é

limitado pela disponibilidade de sítios de nidificação

Restrições bióticas

As cracas do gênero Balanus excluem competitivamente as cracas do gênero Chthamalus da zona de baixa-maré

Chthamalus na zona de alta-maré

Balanus na zona de baixa-maré

Restrições bióticas

Restrições bióticas

Em florestas secundárias da Amazônia central, Tococa bullifera

consegue se estabelecer, porém seu parceiro mutualista, a

formiga Azteca, tem dificuldade em fundar colônias

Maior herbivoria

Maior mortalidade de plantas

Fatores químicos

Restrições abióticas

Espécies vegetais

resistentes à

inundação do Rio

Negro, na Amazônia

Espécies vegetais que

morreram depois a

inundação da floresta de

terra firme provocada pela

construção da Represa de

Balbina, Amazonas

Restrições abióticas

Fatores físicos

O que lagartos heliófilos e plantas pioneiras têm em comum do ponto de vista fisiológico?

Ameiva ameiva Cecropia sciadophylla

Glossário

Eury = amplo

Exemplo: eurialino

Steno = estreito

Exemplo: estenotérmico

• Distribuição de cracas no

costão é limitada por:

– Nos limites inferiores do

costão: predação

– Nos limites superiores:

dessecação

– No centro: competição

por espaço

Combinação de fatores

Integrando conhecimentos

Produtividade

FATORES LIMITANTES

Sucessão ecológica

Distribuição de espécies

em gradientes ambientais

Ecologia da conservação

Produtividade primária em ecossistemas lacustres

P +C + N

C + N

Tempo

Populç

ão d

e

cia

nobacté

rias

Tempo

Populç

ão d

e

cia

nobacté

rias

TEMPO

Modificação das condições ambientais ao longo de um processo de sucessão

Rocha nua

Colonização por algas e

liquens

Maior retenção de

água

Acúmulo de nutrientes

Colonização por plantas herbáceas

Colonização por

arbustos

Criação de ambientes

sombreados

Colonização por plantas intolerantes à insolação

Sucessão em afloramentos rochosos

ESCORPIÕES TATUZINHOS

bEscorpiões

Tatuzinhos

Ecologia da conservação

Por que a onça é uma das primeiras espécies a desaparecer quando um

habitat florestal é fragmentado?

Territórios individuais de 15 a 150 km2

Em fragmentos nos quais a cutia estava

ausente, a população da palmeira está

diminuindo

Resumo da aula

• Qualquer recurso escasso em relação à sua demanda e que

restringe o crescimento de uma população e pode restringir a

ocorrência de espécies

• Os fatores limitantes podem ser comportamentais, bióticos

e abióticos (incluindo químicos e físicos)

• O entendimento dos fatores que limitam o crescimento de

uma população tem implicações em várias áreas da ecologia,

desde o nível do organismo até do ecossistema

Resumo da aula

A dispersão limita sua distribuição?

NÃO

Comportamento limita sua

distribuição?

SIM Área inacessível ou pouco tempo para colonização

Seleção de hábitatSIM

Fatores bióticos limitam sua distribuição?

NÃO

Predação, parasitismo, competição, disponibilidade de alimento e doenças

SIM

Fatores abióticos limitam sua distribuição?

NÃO Fatores químicos: concentração de gases, salinidade, pH, nutrientes no solo

Fatores físicos: temperatura, luz, umidade