20 Atividades Selecionadas - ?· Densidade de uma população é o valor que indica o número de indivíduos…

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<ul><li><p>BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p>20 Atividades Selecionadas </p><p> Dra. Maria Antonia Malajovich </p></li><li><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE (2015) 20 Atividades Selecionadas </p><p>Dra. Maria Antonia Malajovich Biotecnologia: ensino e divulgao http://bteduc.com </p><p> LISTA DE ATIVIDADES A1. O tamanho de uma populao A2. A densidade de uma populao A3. O stress salino A4. Sociedades animais e comportamento A5. Competio intraespecfica A6. Um trabalho de campo A7. Alelopatia A8. Plantas companheiras ou antagonistas A9. Controle biolgico A10. Sucesso biolgica A11. O ciclo do carbono A12. A assimilao clorofiliana A13. A ao dos decompositores A14. O fluxo de energia nos ecossistemas A16. Os rizobios e as leguminosas A17. O que poluio? A18. Bioindicadores de poluio A19. Os tratamentos da gua A20. O estudo do impacto ambiental </p></li><li><p>3 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>A1. O TAMANHO DE UMA POPULAO </p><p>1.1. CONTAGEM TOTAL </p><p>Trata-se de contar todos os indivduos da populao. Por exemplo, podemos sobrevoar uma manada de elefantes, fotograf-la e depois contar o nmero de indivduos; podemos tambm contar o nmero de rvores e arbustos de uma regio. Mas, na maioria das vezes, o levantamento impossvel e os ecologistas fazem estimativas baseadas em amostras. Nesta atividade veremos alguns exemplos que esclarecem como feito esse trabalho. </p><p> 1.2. O MTODO DOS QUADRADOS </p><p>Um pesquisador estava interessado em conhecer o nmero de larvas de determinado inseto que vivia numa regio de aproximadamente 10.000 metros quadrados. Construiu ento um quadrado de 10 cm de lado e colocou-o, sucessivamente, em 81 diferentes locais da regio. Em cada local cavou o solo delimitando pelo quadrado, retirando amostras de volumes aproximadamente iguais. No laboratrio, separou e contou as larvas, obtendo os resultados seguintes (tabela 1). </p><p>TABELA 1 </p><p>0 3 8 9 4 2 1 2 3 </p><p>7 3 7 6 3 1 3 1 3 </p><p>3 1 8 1 4 3 4 3 6 </p><p>0 1 4 2 11 5 8 1 3 </p><p>5 1 6 11 9 7 3 9 6 </p><p>3 2 7 13 2 7 8 9 14 </p><p>2 0 7 8 15 8 12 7 5 </p><p>8 3 8 5 6 12 5 3 2 </p><p>7 8 10 10 11 15 8 10 10 </p><p> Qual o maior nmero de larvas coletado em um quadrado? Em quantos quadrados no havia larvas? Em quantos havia apenas uma larva? Em quantos havia duas larvas? Podemos ento agrupar os dados da tabela 1 na tabela 2. </p><p>TABELA 2 </p><p>N de larvas por quadrado Nmero de quadrados Nmero total de larvas </p><p>0 3 0 </p><p>1 8 8 </p><p>2 7 14 </p><p>3 </p><p>4 </p><p>5 </p><p>6 </p><p>7 </p><p>8 </p><p>9 </p><p>10 </p><p>11 </p><p>12 </p><p>13 </p><p>14 </p><p>15 </p></li><li><p>4 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>Qual o total de larvas coletadas? Qual o nmero mdio de larvas por quadrado? </p><p>A regio pesquisada mede 10.000 m2 e nela cabe 1 milho de quadrados iguais ao utilizado na coleta. </p><p>Qual a estimativa para a populao de larvas da regio? </p><p>Esse mtodo tambm utilizado para populaes de vegetais de pequeno porte. Removem-se todas as plantas de reas conhecidas (geralmente de 1 m2), que so identificadas e contadas. A partir desses dados calcula-se o nmero meio de cada tipo de planta por quadrado. </p><p>A seguir, sabendo-se quantos quadrados cabem na regio, estima-se o nmero total de indivduos de cada populao. </p><p>O mtodo, conhecido como mtodo dos quadrados, apresenta variaes, como mostra o exemplo a seguir: Para estimar o nmero de artrpodes do solo de uma regio, um pesquisador usou amostras obtidas com um cilindro oco, que foi totalmente introduzido no solo em 20 locais diferentes. No laboratrio, retirou os artrpodes de cada amostra e contou-os. A mdia obtida, por cilindro, foi de 2.138 artrpodes. </p><p>Sabendo que nessa regio caberiam 498.960 cilindros, como calcular o nmero de artrpodes estimado para a regio? Com esses dados, imagine uma adaptao do mtodo dos quadrados para estimar a populao de carrapatos de um pasto. </p><p>O mtodo das parcelas tambm pode ser usado em estudos de zonao da vegetao, sucesso, comparao, classificao de comunidades ou comparao com outras tcnicas de estudo da vegetao. Aplica-se tambm a medidas de biodiversidade, como as que sero feitas no trabalho de campo. </p><p>OBSERVAO: Para a populao humana, usam-se os mtodos de contagem total e de amostragem. Periodicamente, realizam-se, nos pases, os censos populacionais, quando todas as famlias so entrevistadas para se verificar quantas pessoas as constituem. Faz-se, assim, um levantamento da populao por contagem total. Mas, alm de se saber qual o nmero de habitantes do pas, tambm h interesse em outras informaes. Para estas, usa-se a tcnica de amostragem. Durante o Censo, um nmero de famlias escolhido para informar quantas pessoas so, qual a sua religio, qual o seu grau de instruo, que profisso exercem, quanto ganham por ms e assim por diante. Assim, com o Censo, determina-se o nmero de indivduos do pas e, com base na anlise das amostras, caracteriza-se a populao em vrios aspectos. </p><p>1.3. MARCAO E RECAPTURA </p><p>Quando se quer avaliar o nmero de animais de grande mobilidade, usam-se outros mtodos; um deles o da marcao e recaptura. </p><p>Por exemplo: um pesquisador queria saber quantos coelhos (N) habitavam uma determinada regio. Para isso espalhou armadilhas pelo local e capturou 948 coelhos (m1). Marcou a orelha de cada um com uma pequena placa de metal e soltou-os. Depois de alguns dias, espalhou novamente as armadilhas e capturou 421 coelhos (n1), dos quais 167 eram marcados (m2). </p><p>Em seguida, calculou a proporo entre o nmero de coelhos capturados na segunda amostra (n2) e o nmero de coelhos marcados dessa amostra (m2). </p><p>Sups, ento, que a proporo fosse a mesma entre o total de coelhos da regio (N) e o nmero de coelhos capturados e marcados na primeira amostra (m1). </p><p>De modo geral, temos: </p></li><li><p>5 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>No exemplo anterior N = 948 x 421 / 167 = 2390 </p><p>O mtodo de marcao e recaptura apresenta duas fontes de erro. Quais? Que acontecer estimativa se os indivduos marcados no se espalharem homogeneamente, isto , se ficarem agrupados? Que acontecer com a estimativa se indivduos marcados fugirem ou morrerem? </p><p>Simulao do mtodo de marcao e recaptura. </p><p>Ao estudar uma comunidade, uma das primeiras questes que os bilogos devem resolver conhecer as espcies que a formam e determinar a abundncia de cada uma delas. Uma tcnica muito utilizada em populaes de roedores e outros pequenos mamferos, embora possa ser usada tambm em outras espcies, o da captura, marcao e recaptura, desenvolvida por Petersen e Lincoln. </p><p>Para a captura de pequenos mamferos, se colocam armadilhas: se trata de jaulas especiais contendo um pedao de alimento que serve de isca. Uma vez que os animais sejam pegos, eles so marcados, colocando algum sinal que os identifiquem (por exemplo, um nmero), e depois liberados. No dia seguinte, montam-se as armadilhas outra vez, e se contam quantos dos indivduos capturados possuem a marca do dia anterior. </p><p>Para calcular a quantidade de indivduos que integram a populao, considere: </p><p>N: tamanho da populao n1 = nmero de animais capturados e marcados e soltos n2 = nmero de animais capturados na segunda amostra. m2 = nmero de animais marcados na segunda amostra. Material (por grupo): 1 sacola com 250 feijes pretos, 25 feijes de igual tamanho e diferente cor. </p><p>Procedimento </p><p>1. Pegar um punhado pequeno de 25 feijes e substitui-los por outros, de diferente cor (n1) </p><p>2. Colocar novamente os feijes na sacola e misturar bem. </p><p>3. Pegar uma segunda amostra de 25 feijes. </p><p>4. Contar o nmero de feijes de cor diferente (m2). </p><p>5. Calcular o tamanho da populao (N) </p><p> 6. Calcular a diferena entre o nmero de feijes na sacola (P = 250) e o nmero estimado N. </p><p>7. Comparar os resultados com os dos outros grupos. Pode se dizer que o mtodo de Lincoln-Petersen serve para estimar com exatido a quantidade de indivduos que h numa populao? Por qu? Quo longe ficaram os valores obtidos dos esperados? </p></li><li><p>6 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>A2. A DENSIDADE DE UMA POPULAO </p><p>Densidade de uma populao o valor que indica o nmero de indivduos numa certa unidade de rea ou de volume. Para as populaes naturais, os fatores que, interagindo, determinam sua densidade so natalidade e imigrao, que tendem a provocar um crescimento, e mortalidade e emigrao, que tendem a provocar um declnio. </p><p>2.1. INTERAO DE DIVERSOS FATORES </p><p>Nesta atividade vamos simular essas ocorrncias por meio de um modelo estatstico. Um conjunto de sementes colocadas dentro de uma caixa simulao os indivduos componentes de uma populao; cada vez que sacudirmos a caixa estaremos simulando a passagem de um determinado intervalo de tempo; as sementes que carem sobre as linhas tranadas no fundo da caixa simularo os indivduos que nasceram, morreram, imigraram ou emigraram. </p><p>Material: 1 caixa, folhas de trabalho, 1 caneta, lpis, papel milimtrico e 200 sementes. </p><p>Procedimento </p><p>1. Coloque a folha de trabalho com quatro linhas no fundo da caixa. Assinale-as com as letras N (natalidade), I (imigrao), M (mortalidade) e E (emigrao), como indicado no esquema abaixo. </p><p>2. Conte 100 sementes, que correspondero aos indivduos da populao e coloque-as dentro da caixa. </p><p>3. Comece a jogada agitando bem a caixa para espalhar as sementes. Pare de agit-las e conte o nmero de sementes que caram sobre cada uma das quatro linhas da folha de trabalho e que representam os nascimentos, a imigrao, a mortalidade e a emigrao. ANOTE O RESULTADO NA TABELA. </p><p>4. Finalize a jogada retirando as sementes que carem sobre as linhas M e E (mortalidade e emigrao) e acrescentando um nmero de sementes igual ao nmero das que carem sobre as linhas N e I (natalidade e imigrao). </p><p>5. Repetir os itens 3 e 4 at completar 20 jogadas. Cada jogada representa uma gerao. </p><p>6. Representar em grfico de pontos, o nmero de indivduos por gerao. </p><p> N I M E </p></li><li><p>7 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>Tabela: Interao entre natalidade (N), imigrao (I), mortalidade (M) e emigrao (E). </p><p>GERAAO 1 2 3 4 5 ..... 20 </p><p>NATALIDADE </p><p>IMIGRAO </p><p>MORTALIDADE </p><p>EMIGRAO </p><p>N DE INDIV </p><p>Representar graficamente os dados. </p><p>Discusso: Compare os grficos obtidos pelos diferentes grupos. O que acontecer com a populao se a natalidade for maior que a mortalidade? Interprete o grfico em termos de crescimento e estabilizao do tamanho de uma populao. </p><p>2.2. AS POPULAES NATURAIS </p><p> PROBLEMA 1: Considere os dados obtidos por C. Elton sobre uma populao de ratos de campo. </p><p>Ms / ano Mdia de ratos capturados por noite em 100 armadilhas </p><p> Maio de 1927 1 </p><p>Junho 1,3 </p><p>Julho 2,3 </p><p>Agosto 3 </p><p>Setembro 6,5 </p><p>Outubro 3,2 </p><p>Novembro 2,5 </p><p>Dezembro 2,3 </p><p>Janeiro de 1928 6 </p><p>Fevereiro 5,5 </p><p>Maro 5 </p><p>Abril 5,7 </p><p> Represente graficamente estes dados. Interprete o grfico obtido. </p><p>PROBLEMA 2: Considere os dados obtidos por A.S. Einarsen referentes a uma populao de faises introduzida em 1937 na Ilha proteo situada perto da costa do estado de Washington (USA) em primavera e no outono respectivamente. </p><p>Poderamos prever como seria a curva dos anos posteriores a 1942, sabendo que se trata de uma populao natural? </p><p> Ano </p><p>Tamanho da Populao </p><p>Primavera Outono </p><p>1937 8 40 </p><p>1938 30 100 </p><p>1939 90 425 </p><p>1940 300 825 </p><p>1941 600 1520 </p><p>1942 1325 1900 </p><p>Represente graficamente estes dados traando 2 curvas correspondentes ao tamanho de populao Interprete o grfico </p></li><li><p>8 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>PROBLEMA 3: Considere os dados obtidos por F.S. Bodenheimer, referentes quantidade de abelhas italianas de uma colmeia. </p><p>Dias Tamanho da populao (x 1000) Dias Tamanho da populao (x 1000) </p><p>56 40,5 </p><p>63 50,3 </p><p>70 55 </p><p>77 62,5 </p><p>84 72 </p><p>91 72,5 </p><p>98 71 </p><p>105 82 </p><p>0 1 </p><p>7 1,5 </p><p>14 2,5 </p><p>21 4 </p><p>28 8 </p><p>35 16 </p><p>42 22 </p><p>49 32 </p><p>Represente graficamente estes dados. Interprete o grfico obtido. </p><p>Utilizando seus conhecimentos sobre a vida das abelhas, voc poderia prever o que acontecer depois do dia 119? </p><p>PROBLEMA 4: O tamanho populacional mximo suportado pelo ambiente depende de fatores abiticos e biticos. Desenvolva, considerando o grfico anexo. </p></li><li><p>9 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>A3. O STRESS SALINO </p><p> A salinidade dos solos est aumentando em muitas regies da terra, especialmente em aquelas propensas seca e com escassas chuvas. O vigor de uma planta depende de sua capacidade de florescer e produzir sementes viveis. Como poder o stress salino dificultar a produo de sementes e outras partes das plantas para o consumo animal e humano? </p><p>Nesta atividade estudaremos o efeito da salinidade na germinao de diferentes tipos de sementes. </p><p>Material: sacolas plsticas, papel toalha e vrios tipos diferentes de sementes (girassol, feijo, tomate, arroz, cenoura, milho, aveia, cevada etc.), cloreto de sdio (NaCl), algodo. </p><p>Preparao prvia: Solues (para a turma) </p><p>o gua destilada o Soluo 1 (2,5 g de sal em 1 L de gua destilada) o Soluo 2 (5 g de sal em 1 L de gua destilada) o Soluo 3 (10 g de sal em 1 L de gua destilada) o Soluo 4 (15 g de sal em 1 L de gua destilada) </p><p>Procedimento (por grupo) </p><p>1. Determinar o tipo de sementes (_____________________) que ser estudado. </p><p>2. Determinar o nmero de sementes que ser colocado em cada envelope (n = ) </p><p>3. Preparar os envelopes com papel toalha e um chumao de algodo (Ver guia 54 no site Biotecnologia: ensino e divulgao, http://www.bteduc.bio.br/guias/54_Germinar_Sementes.pdf ). </p><p>4. Distribuir as sementes em cada envelope. </p><p>5. Colocar a mesma quantidade de gua ou da soluo salina correspondente em cada envelope. Cuidado! As sementes devem ficar midas, no encharcadas. </p><p>6. Uma semana depois, contar o nmero de sementes germinadas em cada envelope. </p><p>7. Completar a tabela indicando o nmero de sementes germinadas e a percentagem (%) correspondente. </p><p>Tipo de semente ______________ Nmero de sementes em cada envelope _________________ </p><p>DIA </p><p>GUA DESTILADA </p><p>SOLUO 1 </p><p>SOLUO 2 </p><p>SOLUO 3 </p><p>SOLUO 4 </p><p>8. Montar o grfico correspondente. Interpretar. </p><p>9. Comparar esses resultados com os obtidos pelos outros grupos com as mesmas sementes ou com outras. No segundo caso, classificar as sementes em ordem decrescente de resistncia salinidade. </p></li><li><p>10 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>A4. SOCIEDADES ANIMAIS E COMPORTAMENTO </p><p>No clssico livro Comportamento animal (Carthy/Howse, EPU, 1980) os autores escrevem H poucas espcies de animais que vivem em solido, pois a maior parte delas precisa, no mnimo, encontrar um parceiro de sua espcie. As agregaes consistem de animais da mesma espcie agrupados num mesmo lugar, cada um deles agindo essencialmente como um indivduo, sem cooperao com os demais. Em uma sociedade, os indivduos cooperam e pode-se considerar que o agrupamento tem organizao prpria. Uma sociedade pode surgir como um grupo familiar ou como um grupo de indivduos adultos que se juntam e cooperam. </p><p>Em uma sociedade, os indivduos tendem a se especializar em seus afazeres, o que resulta numa diviso de trabalho. Existe um complexo sistema de comunicao envolvendo mecanismos de reconhecimento de outros membros da sociedade e de fortalecimento das relaes entre os membros, o que possibilita discriminar os estranhos Desenvolver os seguintes temas: </p><p>1. Sociedades de insetos: a integrao nas sociedades dos insetos; reconhecimento de indivduos em uma colmeia; a comunicao entre as abelhas </p><p>2. Comportamento social de vertebrados: a agresso e o sistema hierrquico </p><p>3. Sociedades de primatas: a aprendizagem </p></li><li><p>11 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>A5. COMPETIO INTRAESPECFICA </p><p>A competio por recursos naturais limitados um tema fundamental no estudo das comunidades vegetais. O estudo da competio entre indivduos de uma mesma espcie (= competio intraespecfica) permite entender aspectos relacionados com densidade de populao e produo. </p><p>Nesta experincia semearemos uma espcie vegetal (rabanete) em monocultura variando o nmero de sementes. No caso de haver um efeito de densidade poderemos observar diferenas morfolgicas nas mudas e medir variaes na produo e na produtividade. </p><p>Material (por grupo): sementes de rabanete, 3 copos de plstico de 500 mL furados em baixo, terra </p><p>de jardim, rgua, balana, estufa a 60C. </p><p>Procedimento </p><p>1. Colocar terra de jardim nos copos </p><p>2. Rotular os copos indicando o grupo e o tipo de cultura </p><p>3. Contar e separar as sementes em 3 lotes: alta densidade (128 sementes), mdia densidade (64 sementes) e baixa densidade (32 sementes) </p><p>4. Aps umedecer a terra, fazer a semeadura no copo correspondente distribuindo as sementes de maneira homognea. Cobrir as sementes com uma capa fina de terra. </p><p>5. Verificar periodicamente a umidade da terra e, quando necessrio, regar as plantas. </p><p>6. Depois de um ms, observar atentamente as plantas e comparar a aparncia das mudas, o dimetro do caule, a distncia entre os ns e o tamanho das folhas. </p><p>7. Colher as plantas cortando-as na altura do solo. Em cada categoria (baixa, mdia e alta densidade) incluir as plantas dos outros grupos. Cuidado! No misture os lotes. </p><p>8. Pesar as plantas de cada copo e anotar o valor (massa fresca) no lugar correspondente da tabela. </p><p>9. Colocar na estufa a 60 C at secar. Pesar novamente e anotar o valor (massa seca) no lugar correspondente da tabela. </p><p>A obteno de massa seca um procedimento usual de laboratrio. A massa vegetal mida colocada para desidratar no sol ou na estufa (600 C), at que seu peso se mantenha constante. Trata-se de um procedimento lento que pode ser acelerado quando se dispe de um forno de micro-ondas. </p><p>Resultados </p><p>a) Quais as variaes observadas na morfologia das plantas? </p><p>b) Completar a tabela com os dados obtidos. Estimar a produo (massa seca) e a produtividade (massa seca por planta) em cada caso. </p><p> Tipo de cultura N0 de plantas Massa fresca (mg) Massa seca (mg) Massa seca (mg) por planta </p><p>Alta densidade </p><p>Mdia densidade </p><p>Baixa densidade </p></li><li><p>12 BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE </p><p> Maria Antonia Malajovich / Biotecnologia: ensino e divulgao (http://bteduc.com) </p><p>c) Representar, em diagrama de barras, a produo (massa seca, mg) e a produtividade (massa seca, mg) por planta de cada lote. </p><p>Discusso </p><p>A competio mostrou algum efeito de densidade? Se a resposta for afirmativa, qual a importncia para a agricultura? </p><p>Bibliografia compleme