Ecologia

Ecologia

1. ECO/LOGIA OIKO/LOGOS ESTUDO/CASA

   • A definição de ecologia parte da própria etmologia
   • Habitat
     • “Endereço” do indivíduo.  Local de ocorrência natural da espécie.  Ex.: Parasita (Taenia) ? intestino. Araucária ? Floresta e campo.
     • Micro-Habitat
       • Contudo, mesmo dentro de um habitat, há diferenças distintas de temperatura, umidade, salinidade e outros fatores, o que carateriza um micro-habitat ou microambiente.
   • Nicho Ecologico
     • Espaço gráfico hipervolumétrico e n-dimensional limitado ou expandido devido as interações com outros organismos, que envolve todas as respostas fisiológicas às condições do meio, depende da disponibilidade de recursos e como os organismos os usufruem, além do impacto causado por estes no meio em que vivem
   • Propriedades
     • Propriedade Emergente
       • é uma propriedade de um nível hierárquico que não pode ser explicada pela simples soma das propriedades dos sistemas que o compõe.
     • Propriedade Coletiva
       • é uma propriedade de um nível hierárquico que não pode ser explicada pela simples soma das propriedades dos sistemas que o compõe.
   • Processos de controle
     • Homeostase
     • Homeorese
   • Capital Natural
     • Recursos Naturais
     • Serviços Naturais
     • Economia vs Ecologia

2. Individuo

   • Organismo
     • O organismo é a unidade mais fundamental da ecologia; é o sistema ecológico elementar. . Cada organismo é limitado por uma membrana ou outra cobertura através do qual troca matéria e energia com o ambiente. . Esta fronteira separa os processos e estruturas internos do sistema ecológico.
     • Energia e Materiais
       • Ao longo de suas vidas, os organismos transformam a energia e processam materiais. . Para executar este processo, os organismos devem adquirir energia e nutrientes dos seus arredores e se livrarem de produtos e rejeitos indesejáveis. . Como consequência, eles modificam as condições do ambiente e os recursos disponíveis para os outros organismos
   • Evolução
     • Ambiente
       • . O fator ambiental poderia ser a temperatura, acidez do solo, qualidade nutricional de itens alimentares, estrutura do substrato de forrageamento . Em condições ótimas, aumenta a probabilidade do indivíduo em sobreviver e capacidade de gerar descendentes.
       • Espaço de atividade
         • A atividade pode ser medida através de diferentes parâmetros (ex: taxa de fotossíntese em plantas , sobrevivência ou velocidade natatória em peixes)
       • Probabilidade de sobrevivencia
       • Aclimatação
         • A aclimatação pode envolver mudanças nas estruturas corporais ou nas vias bioquímicas, demandando períodos mais longos do que as comportamentais . . A aclimatação representa um papel relevante nas respostas dos organismos de vida longa às mudanças sazionais, sendo a mesma reversível . exs: . desenvolvimento de pêlos mais espessos no inverno . aumento de eritrócitos no sangue em maiores altitudes . ajuste da velocidade natatória do peixe-dourado . taxa de fotossíntese em arbustos do deserto (Larrea divaricata) . orientação da entrada do ninho da ave carriça-do-cacto
       • Variações Ambientais
         • . As respostas de desenvolvimento expressam a interação entre um organismo e seu ambiente durante seu crescimento. . Condições ambientais diferentes levam a características diferentes, estruturas e aparências irreversíveis
         • Migração
           • Quando as condições excedem o intervalo de tolerância, os organismos podem migrar para outro lugar. Exs. andorinhas-do-mar que fazem viagem anual de ida e volta de cerca de 30.000 km entre suas áreas reprodutivas no Atlântico norte e suas áreas de invernada na Antártida . movimento migratório de gafanhotos em função de carência ou extinção de alimentos . migração de gnus em direção de regiões de oferta de vegetação fresca
         • Antecipação das variações Ambientais
           • Em muitos casos, o indivíduo deve antecipar as mudanças ambientais de maneira a obter sucesso. . Os organismo se baseiam em sinais de aproximação, como o comprimento do dia para prever mudanças nos fatores últimos, tais como o suprimento de alimento, que afeta diretamente seu bem-estar. . Os animais devem fazer escolhas sobre quando, onde e como se alimentar para maximizar seus sucesso reprodutivos. . A qualidade de uma área de alimentação é afetada pelo risco da predação de um indivíduo forrageando. . Muitos animais evitam se alimentar em área de alto risco, mesmo que lá o alimento seja abundante (sensível-ao-risco)
           • Armazenar Recursos
           • Hibernação
     • Adaptação
       • Seleção Natural
         • Variação de Individuos
         • Herança da Variação
         • Sucesso Reprodutivo

3. População

   • “A população pode ser definida como conjunto de indivíduos que compartilham uma determinada área geográfica, com alta probabilidade de cruzamentos entre si, em comparação com indivíduos de outras populações. Portanto, o termo população refere-se a um agrupamento de indivíduos de uma mesma espécie”
   • Limites entre Populações
     • A definição dos limites entre as populações em termos práticos apresenta dificuldades: Ex1: Populações de cedro (Cedrela fissilis, Meliaceae) do sudoeste brasileiro não trocam genes com as populações de cedros do região sul do brasil, em função da separação geográfica. EX2: Populações de Juçara (Euterpes edulis, Areaceae) de uma região remanescente de mata atlântica de SC pode trocar genes com as populações de juçara de outra região próxima, caso não haja barreiras geográficas.
     • Fatores Limitantes
       • Temperatura
         • Ex: Um estudo realizado nos Estados Unidos visando investigar os efeitos da temperatura na determinação dos limites de distribuição de uma espécie de pinheiro (Pinus taeda) demonstrou a sua suscetibilidade à seca de inverno. . Isso ocorre porque as baixas temperaturas congelam o solo e as raízes das plantas, impossibilitando a absorção de água. . Dessa forma, as populações da espécie têm sua distribuição limitada em regiões com invernos mais rigorosos.
       • Umidade
         • A umidade é outro fator básico que limita a distribuição de plantas e de animais. . A disponibilidade de água é o fator crítico dos efeitos da umidade sobre as plantas, e a seca ocorre quando não estão presentes e disponíveis quantidades adequadas de água. . A resistência à seca é, portanto, uma importante característica ecológica e não necessariamente invariável dentro de uma espécie.
       • Ph
         • A maior parte dos organismos vivos, por exemplo, não tolera pH abaixo de 3 ou acima de 9. . Algumas bactérias, por outro lado, têm seus limites de tolerância em extremos de pH. A bactéria Spirulina platensis ocorre em lagos alcalinos com pH até 11 e a Thiobacillus ferrooxidans ocorre em resíduos de processos industriais e tolera pH=1, podendo crescer em pH = 0.
         • A influência do pH pode ser indireta, desfavorecendo uma determinada fonte alimentar para uma espécie. Ex: normalmente, o pH de riachos está em torno de 7,0, entretanto há estudos que mostram que o crescimento de fungos em riachos que apresentam pH<7 é reduzido, diminuindo as fontes alimentares para animais que se alimentam de fungos. Assim, os efeitos negativos são indiretos e a flora aquática muitas vezes é inexistente ou exibe bem menos diversidade.
       • Salinidade
         • A distribuição de espécie pode ser justificada pela tolerância ou não à salinidade. . Ex1: Em mar aberto, a salinidade não é variável e consequentemente não limita os organismos marinhos, mas perto da costa ou em estuários de rios a diluição da água salgada por correntes de água doce pode reduzir a salinidade para níveis críticos. . Ex2: O sal transportado pelo vento pode determinar a distribuição de plantas em dunas. Algumas espécies podem predominar nas áreas expostas ao vento que transporta o sal, enquanto outras se desenvolvem melhor em áreas protegidas.
       • Recursos
         • Recurso pode ser definiu como todas as coisas consumidas por um organismo (não necessariamente “consumido” (G. David Tilman). Ex1: o tatu-galinha (Dasypus novemcinctus), por exemplo, não consome uma toca, mas a ocupa como um recurso para proteção e reprodução. Ex2: Fêmeas que já se acasalaram podem estar indisponíveis para novos acasalamentos. EX3: Nutrientes consumidos por um organismo arbóreo não estão mais disponíveis para outros organismos. . Assim, o que está por trás desse conceito é a ideia de que as quantidades de recursos são escassas e podem ser ainda mais reduzidas com a atividade dos organismos. . Algumas consequências da limitação de recursos são muito importantes para entendermos como os organismos das espécies se adaptam aos limites de tolerância a que estão submetidos. Assim, pode haver competição por recursos que são limitados, tanto entre organismos da mesma espécie (competição intraespecífica) como também entre indivíduos de espécies diferentes (competição interespecífica).
   • Numero de individuos
     • . O número de indivíduos numa população pode variar com o suprimento de alimento, taxa de predação, disponibilidade de lugares e demais fatores ecológicos.
     • Densidade e distribuição
       • A densidade e a distribuição de indivíduos no habitat adequado, a proporção dos indivíduos em cada classe etária, bem como os sistemas de acasalamento e a variação genética proporcionam o retrato de uma população em um determinado instante no tempo.
       • Presença ou ausência de habitats adequados
         • Relações sociais
           • Na abrangência geográficas de uma população os indivíduos não estão igualmente distribuídos em todas as regiões . A distribuição de indivíduos em uma população descreve a distância relativa entre um e outro, cujos padrões podem ser agrupada, homogênea e randômica
       • Competidores
       • Organismos patogênicos
       • Barreiras à dispersão
       • Distribuição Agrupada
         • indivíduos aninhados em grupos distintos . pode resultar da predisposição social de formar grupos, da distribuição agrupada de recursos, da prole em permanecer unidas aos seus pais, da segurança etc. . ex: aves em grupo para gerar segurança
       • Distribuição Homogenea
         • o indivíduo mantém uma distância uniformemente espaçada entre si e seus vizinhos . surgem mais comumente de interações diretas entre os indivíduos . EX: espaçamento uniforme de arbustos do deserto em Sonora, México em função da competição pela água no solo.
       • Distribuição Randomica
     • Tamanho da População
       • Contagem total
         • para populações muito pequenas, especialmente quando os indivíduos podem ser identificados de forma diferenciada e única.
       • Amostragem Representativa
         • de uma população quando o número de indivíduos ou sua distribuição em uma área é muito grande.
       • Marcação e recaptura
         • onde os indivíduos de uma população são capturados, marcados e depois liberados para se misturarem ao demais. Uma segunda amostragem é feita e a razão de indivíduos marcados para não marcados é registrada, podendo-se estimar a população total.
     • Crescimentos das Populações
       • Taxa de Natalidade
         • A Natalidade corresponde ao número de indivíduos que nascem em uma população, num dado tempo. Analogamente, a mortalidade corresponde ao número de indivíduos que morrem naquela população, dentro do intervalo de tempo definido.
       • Taxa de Mortalidade
       • Migração e Emigração
         • A população cresce quando indivíduos novos chegam a essa população por imigração e a população diminui quando indivíduos deixam essa população por emigração.
       • Crescimento Exponencial
         • vNesse modelo, a população cresce indefinidamente, pois não há efeito de dependência da densidade: isso supõe que não há limitação de recursos para o crescimento da população e que não está ocorrendo competição intraespecífica, ou seja, entre indivíduos da mesma espécie dentro da população.
       • Crescimento Logistico
         • Esse segundo modelo de crescimento populacional aplica-se para situações bastante simplificadas, onde a competição interespecífica, ou seja, entre populações de espécies diferentes, e a dependência da densidade populacional são os fatores preponderantes. . Neste modelo uma população cresce continuamente, até um limite superior.
   • Comportamento dinâmico
     • As populações apresentam comportamento dinâmico (mudança contínua no tempo) em decorrência das interações entre os indivíduos e seus ambientes e uns com os outros.
     • Esta dinâmica permite contribui para o esclarecimento da estrutura da comunidade e da função ecossistêmica (persistência, fluxo de energia ciclagem de nutrientes).

4. Comunidade

   • “Na natureza, os indivíduos e as populações de espécies não sobrevivem isoladamente. Eles são sempre parte de grupos de populações de espécies diferentes que ocorrem juntas no espaço e no tempo e que estão conectados uns aos outros por suas relações ecológicas, formando um complexo chamado de comunidade”
   • Medidas de diversidade
     • As variações espaciais e temporais da diversidade de espécies estimulam as pesquisas e suas as medidas são indicadoras do bom funcionamento dos ecossistemas.
     • Composição Taxonomica
     • Riquezas de especies
       • Curva de acumulação
       • Indice
         • Fatores Bióticos
           • Heterogeneidade Espacial
             • Podemos esperar que ambientes mais heterogêneos contenham mais espécies, já que proporcionam uma maior variedade de micro-habitats, uma gama mais ampla de microclimas, mais refúgios contra predadores, etc.
         • Fatores Abióticos
           • Gradiente Latitudinal
             • Os gradientes latitudinais apresentam um aumento na riqueza de espécies dos polos para os trópicos, sendo este aumento observado em muitos grupos taxonômicos, tanto em hábitats terrestres como marinhos e de água doce.
           • Gradientes Altitudinais
             • Os gradientes altitudinais apresentam, em geral, um decréscimo da riqueza de espécies com o aumento da altitude, o que pode ser explicado tanto por fatores climáticos (diminuição da temperatura) como pela disponibilidade de recursos, já que em regiões elevadas as áreas ocupadas pelas espécies são menores e mais isoladas.
           • Gradientes de Profundidade
             • Os gradientes de profundidade em ambientes aquáticos atuam de forma semelhante ao gradiente terrestre altitudinal na mudança da riqueza de espécies, havendo menor quantidade de espécies nas profundidades do que em águas superficiais.
             • Em lagos maiores, o fundo do ambiente é frio, escuro e pobre em oxigênio. Já no ambiente marinho, as plantas encontram-se na zona fótica, onde podem realizar fotossíntese (cerca de 30 m), de modo que há uma diminuição da riqueza com a profundidade.
     • Indice de diversidade
       • Existem descritores conhecidos como índices de diversidade, que, em geral, são utilizados para conjuntos de organismos similares (taxocenose) em várias localidades que diferem em alguma característica ambiental. . Comunidades com o mesmo número de espécies podem ter distribuições de abundância diferentes, sendo uma mais equitativa que a outra. Comunidades com uma equitabilidade maior são, portanto, mais diversas; assim, riqueza e equitabilidade combinam-se para determinar a diversidade de uma comunidade.
   • Interações Interespecificas
     • Competição
       • Duas populações se inibem mutualmente, muitas vezes porque ambas necessitam de um mesmo recurso pouco abundante (luz, alimento, água, nutrientes minerais e espaço) . Ex: competição entre Leão e hiena por território ou alimento
       • Principio da Exclusão Competitiva
         • O princípio de exclusão competitiva prevê que, se duas ou mais espécies competem por recursos limitados, uma delas permanecerá e as outras se extinguirão. . A natureza de mosaico do ambiente e o comportamento de agregação de espécies tornam a coexistência possível, sem diferenciação de nichos. . Portanto, mesmo sendo uma força importante na estruturação da comunidade, afetando a abundância relativa das espécies, a competição não é determinante na composição de espécies da comunidade.
       • Cascatas tróficas
         • As cascatas tróficas ocorrem quando um predador reduz a abundância da sua presa, o que tem efeito cascata no nível trófico abaixo. . Os efeitos na abundância, na biomassa e na diversidade dos níveis tróficos inferiores dependerão dos consumidores; Assim, os recursos das presas (em geral plantas) aumentam em abundância. . Um predador de topo pode reduzir a abundância de um predador intermediário, que permite o aumento da abundância de um herbívoro, levando a um decréscimo na abundância vegetal.
     • Neutralismo
       • ocorre interação sem uma afetar a outra (raro)
     • Mutualismo
       • Interação obrigatória , mas que não precisa envolver uma associação física próxima . Ex: plantas que dependem de animais para dispersar sementes oferecendo em troca seus frutos comestíveis Ex: polinização por insetos que se beneficiam pelo néctar oferecido pela planta
     • Protocooperação
       • . Interação que beneficia a ambos , mas não é indispensável para a sobrevivência de ambas Ex: anêmonas crescem no dorso dos caranguejos, proporcionando-lhes camuflagem e proteção e, em contrapartida, são transportados e aproveitam partículas de alimentos quando o caranguejo capturam suas presas
     • Simbiose
       • Ocorre uma associação física entre dois organismos mutualistas . Ex: interação obrigatória entre microrganismos digestores de celulose e animais, tais como muitas espécies de cupins que não seriam capazes de digerir a celulose se não tivesse organismos especializados dentro de seus trato intestinal
     • Predação
       • Ocorre quando uma população afeta a outra de modo adverso, mas se beneficia desta interação. . A predação pode ser benéfica para a população predada , onde, por exemplo, a ação de um predador pode ser fundamental para a manutenção da densidade populacional da presa, evitando a sua superpopulação e a competição intraespecífica.
       • Efeito dos pastadores
         • A herbivoria, ou pastejo, pode promover um aumento da riqueza de espécies em áreas com pastadores, processo conhecido como coexistência mediada pelo consumidor. . Na ausência do herbívoro, a riqueza de espécies pode diminuir devido à superioridade competitiva de uma das espécies que eram consumidas, levando à exclusão competitiva de outras. . EX: Paine, no ano de 2002, mostrou que a exclusão de macro-herbívoros de um costão rochoso, como , quítons e lapas, causou o colapso de uma comunidade composta de várias espécies de algas macroscópicas, levando à monocultura de uma única espécie de alga, que foi dez vezes mais produtiva do que sua equivalente pastejada.
       • O efeito dos carnívoros
     • Parasitimos
       • É, em essência, muito similar à predação, exceto pelo fato de que o hospedeiro (um membro da população que é afetada prejudicialmente) normalmente não é eliminado completamente, podendo ser explorado durante um certo período de tempo.
       • O efeito do parasitismo
         • Assim como os pastadores e os carnívoros, os parasitos também podem causar efeitos na estrutura de comunidades. Ex: parasito causador de malária infecta duas espécies de lagarto do gênero Anolis no Caribe. Uma das espécies é dominante, bem distribuída na ilha, mas é mais suscetível à infecção pelo parasito, e as duas espécies de lagarto só coexistem onde o parasito está presente. (coexistência mediada por parasitos). . Parasitos podem levar espécies hospedeiras sensíveis à extinção. Ex: a extinção de cerca de 50 % da fauna endêmica de aves da ilha do Havaí tem sido atribuída a patógenos de aves.
     • Comensalismo
       • Ocorre quando uma população se beneficia , enquanto a outra não recebe nenhum efeito. Ex: quando em quantidades reduzidas, as cracas aderidas às nadadeiras de grandes crustáceos como as baleias podem estar se beneficiando e não estar surtindo nenhum efeito sobre a população de baleias
     • Amensalismo
       • Uma população é afetada de modo adverso por outra, mas esta última não é beneficiada nem prejudicada. Ex: fungos Penicillium notatum que afetam adversamente muitos organismos, sendo que alguns destes organismos afetados podem refletir em um benefício para o fungo, mas outras podem resultar em nenhum benefício ou prejuízo imediato para o fungo.
     • Engenheiros Ecológicos
       • Alguns animais criam perturbações que modificam a estrutura física do ambiente. Eles são chamados de “engenheiros ecológicos”, e suas atividades produzem maior heterogeneidade no local, incluindo sítios para o estabelecimento de novos colonizadores e para a ocorrência de microssucessões, provocando um aumento na riqueza das comunidades. . Exemplos disso são os animais fossoriais, ou cavadores de túneis, como minhocas, porcos-espinhos; os construtores de montículos, como formigas e cupins; e os carnívoros, modificando o solo quando se movem ou cavam, além de criar mosaicos com seus detritos.
   • Modelos de sucessão
     • Facilitação
       • Cada estágio na sucessão ajuda no próximo. . As espécies iniciais podem mudar o ambiente abiótico de tal forma que facilitam o estabelecimento de espécies tardias. . Ex: aumento de nitrogênio no solo; estabilização do solo; sombreamento etc.
     • Inibição
       • Espécies que alteram o ambiente de modo a torná-lo inadequado para outras espécies. . Ex: Uma espécie pode inibir outra por predação, por redução dos recursos a um nível abaixo daquele que a outra precisa para subsistir (competição), por produção de químicos nocivos etc. . Na sucessão, as espécies climácicas inibem as espécies pioneiras, as quais só conseguem invadir após uma perturbação. . Exs: plantas herbáceas, que interceptam água corrente superficial e crescem melhor; as cracas, que monopolizam o espaço; e os pinheiros, que inibem o crescimento de outras espécies.
     • Tolerância
       • Os primeiros colonizadores não inibem nem promovem a chegada de espécies tardias. . Uma espécie pode invadir um novo habitat e se estabelecer de forma independente da presença ou ausência de outras espécies, dependendo somente da sua própria capacidade de dispersão e das condições abióticas. . Na sucessão, os estágios iniciais são dominados por espécies de ciclo de vida curto, que se estabelecem rapidamente.
     • Sucessão Primária
       • A sequência de espécies é denominada de sucessão primária se a área exposta não havia sido previamente influenciada por comunidades. .Ex: o escorrimento de lava, crateras após impactos de meteoros, substratos expostos após o derretimento de geleiras e dunas recentemente formadas. Supõe-se que espécies sucessionais iniciais em dunas facilitem espécies tardias pela adição de matéria orgânica ao solo e pelo aumento da disponibilidade de umidade e nitrogênio.
     • Sucessão Secundaria
       • A sequência de espécies é denominada de sucessão secundária nos casos em que a vegetação de uma área foi parcial ou completamente removida, mas permanecem solos bem desenvolvidos, com sementes e esporos. . Ex: perda localizada de árvores devido a doenças, ventos fortes, fogo ou tombamento; abandono após cultivo em propriedades rurais . Após a perturbação, as espécies colonizam e muitos elementos da comunidade anterior podem se estabelecer na área perturbada. . Isso inclui o desenvolvimento de sementes dormentes, ovos ou estágios larvares resistentes, adultos que sobreviveram aos danos. . Mas a maior fonte de colonizadores é a dispersão, com espécies provenientes de áreas vizinhas.

5. Ciclos Biogeoquímicos

   • Ciclagem de Nutrientes
   • Fluxo energético unidirecional
   • Organico e Inorganico
   • Ciclagem da água
   • Ciclo do Carbono
     • Formação do Petroleo
     • Efeito estufa
   • Ciclo do Oxigenio
   • Ciclo do Fosforo
   • Ciclo do Nitrogenio
   • Ciclo do Calcio