OS FATORES LIMITANTES NO ECOSSISTEMA

LUZ - está relacionada a fenômenos fotobiológicos.

TEMPERATURA - é um fator muito importante que regula a distribuição geográfica dos organismos.

ÁGUA - outro fator fundamental, visto que entra no desenvolvimento das atividades celulares e na fisiologia vegetal.

NUTRIENTES - a sua disponibilidade geralmente está relacionada a biodiversidade.

AR - indispensável para a respiração de todos os seres aeróbicos.

ATMOSFERA - é um componente abiótico formado principalmente por N, O2 e CO2 .

Fatores ecológicos - agem como fatores limitantes para os seres vivos.

Fator limitante - é aquele que estabelece os limites do desenvolvimento de uma população dentro do ecossistema, pela ausência, redução ou excesso desse fator ambiental.

Os fatores ecológicos são divididos em dois grupos: bióticos e abióticos

Fatores bióticos - são os que dependem das relações ocorridas entre os seres vivos (relações ecológicas)

Fatores abióticos - incluem a luz, a temperatura ambiental, a umidade do ar, a composição do solo, os fatores hídricos, etc.

No sentido de se identificar os níveis de tolerância de um organismo são empregados os seguintes prefixos:

Xerófitas, hidrófitas, higrófitas, tropófitas

Eurialinos e estenoalinos

Euritérmicos e estenotérmicos

Euribáricos e estenobáricos

Euribiontes e estenobiontes

Higrófilas, mesófilas, xerófilas

Luz solar

A duração do período luminoso, em virtude da alternância de dias e de noites, é primordial para regular vários mecanismos animais (ex: atividade orgânica e o período de reprodução) e vegetais (ex; floração).

Plantas heliófilas: necessitam de muita luz para o seu desenvolvimento.

Plantas umbrófilas: existem em ambientes de pouca luminosidade

Temperatura

Temperatura ambiental: animais euritermos ( suçuarana - Amazônia e Patagônia) e animais estenotermos (pinguim - continente Antárctico).

Temperatura corporal: pecilotermos (os invertebrados, os peixes, os anfíbios e os répteis) e homeotermos (as aves e os mamíferos).

Pecilotermos (heterotermos ou ectotermos): são animais que não possuem mecanismos internos de controle de temperatura corporal; esta é regulada diretamente pela temperatura ambiental.

Homeotermos (endotermos): apresentam mecanismos de regulação da temperatura corporal, que se mantém elevada e constante independentemente da temperatura externa.

Mecanismos de adaptação: isolantes térmicos (camadas de gordura, pêlos e penas, estruturas para eliminação de calor como por exemplo as glândulas sudoríporas.

A duração do desenvolvimento dos pecilotermos é função da temperatura ambiente e por isso as espécies das regiões tropicais terão geralmente um crescimento mais rápido e maior número de gerações anuais do que as espécies vizinhas próprias das regiões temperadas.

Diapausa - parada temporária da atividade ou do desenvolvimento nos insetos, no inverno, na estação da seca ou em caso de carência alimentar.

Estado de quiescência - determinado direta e imediatamente por condições desfavoráveis do meio, pode manifestar-se sob a forma de estivação e hibernação.

Estivação - é uma parada do desenvolvimento que se produz quando a temperatura é demasiado elevada ou sobretudo quando quando a umidade é demasiado pequena.

Hibernação - aparece quando a temperatura se torna suficientemente baixa para fazer cessar o desenvolvimento.

Regra de Bergmann ... afirma que quanto maior for o homeotermo menor será a relação entre seu volume, que aumenta ao cubo, e a sua superfície, que aumenta ao quadrado ... O animal maior tem, proporcionalmente, menos superfície corporal do que um animal similar menor.

Regra de Allen ...expressa que o calor dissipado pelas extremidades (focinho, orelhas e cauda) de um animal decresce à medida que essas extremidades diminuem de dimensões.

Exemplo: pinguim -imperador que vive no continente antártico (regiões de baixa temperatura) possuem maiores dimensões do que o pinguim das Galápagos (regiões mais quentes).

Exemplo: raposa do deserto do Saara (orelhas grandes) ... raposa-vermelha européia (orelhas mais curtas) ... raposa do Ártico (orelhas minúsculas).

Modificação da pilosidade - nos mamíferos das regiões frias a pilosidade é mais espessa do que nos climas quentes.

Lei do mínimo

Liebig (1840)- enunciado: o crescimento dos vegetais é limitado pelo elemento cuja concentração é inferior a um valor mínimo, abaixo do qual as sínteses não podem mais fazer-se.

A lei do mínimo foi estendida e fala-se atualmente em fator limitante.

Um fator ecológico desempenha o papel de fator limitante quando está ausente ou reduzido abaixo de um mínimo crítico, ou então se excede o nível máximo tolerável.

Exemplo: teor de nutrientes para as plantas, teor da água do mar em fosfatos, intensidade de luz solar para as plantas, etc.

A noção de fator limitante não se aplica somente aos diversos elementos indispensáveis á vida dos seres vivos, como na concepção de Liebig.

Aplica-se a também a todos os fatores ecológicos, tanto no que concerne a seu limite inferior quanto ao seu limite superior.

Dessa forma, cada ser vivo apresenta em virtude dos diversos fatores ecológicos limites de tolerância entre os quais se situa seu ótimo ecológico.

Esta noção foi expressa por Shelford (1911) sob o nome de “lei de tolerância”.

Experiência com as cincidelas (insetos coleópteros)

1. Período de reprodução: manifestação das exigências mais precisas.

2. Postura dos ovos e sobrevivência das lavas depende:

2.1. Solos poroso, arenoso, com baixo teor de húmus, bem drenado;

2.2. Temperatura e teor de água compreendidos entre limites bastante estreitos;

2.3. Ovos postos à sombra de pequenas pedras;

2.4. Locais onde a luz seja atenuada;

3. A fêmea sempre busca um local favorável, do contrário não põe.

4. Caso contrário as larvas não sobreviveram

Efeitos da luz sobre o desenvolvimento vegetalO crescimento e desenvolvimento dos vegetais são controlados por três tipos de fatores: genéticos, ambientais e hormonais.

Luz, temperatura, gravidade, contato, oxigênio e outras substâncias constituem fatores desencadeadores de germinação de sementes, de floração, de vários tipos de movimentos dos vegetais e de outros processos fisiológicos.

Fotoblastismo - é o efeito da luz sobre a germinação das sementes.

Fotoblásticas positivas - germinam apenas na presença de luz.

Fotobláticas negativas - germinam apenas no escuro.

Fotoperíodo/período iluminado - é o tempo de exposição do vegetal à luz, necessário para o seu florescimento.

Fotoperiodismo - é a capacidade que muitos vegetais têm de responder a um fotoperíodo.

Verão: dias mais longos e noites mais curtas

Inverno: dias mais curtos e noites mais longas

Plantas de dias longos (PDL) - ex: aveia,trigo, rabanete, espinafre, cebola, cevada, etc..

Plantas de dias curtos (PDC) - ex: café, fumo, sorgo,morangueiro, soja, etc.

Plantas indiferentes - florescem independentemente de um fotoperíodo..... ex; milho, arroz, tomate, girassol, etc.

Fotoperíodo crítico - característico para cada espécie.

Exemplos:

aveia - planta de dias longos ... fotoperíodo crítico = 9 horas de iluminação ... só floresce se receber diariamente mais de 9 hs de luz

morangueiro - planta de dias curtos ... fotoperíodo crítico = 10 horas ... só floresce se iluminado diariamente por menos de 10 hs

Estiolamento - é o conjunto de características adquiridas por plantas que se desenvolvem no escuro; aparecendo frequentemente em plantas recém-germinadas

Efeitos da temperatura sobre a floração e a germinação

Em alguns vegetais, a floração depende da temperatura.

Existem espécies de vegetais que necessitam passar por um período de frio para que suas flores possam se formar.

Exemplo: cenoura, ervilha, macieira, pessegueiro, etc.

Esse efeito indutor da floração exercido pelas baixas temperaturas é chamado vernalização, sendo representado na natureza pelo inverno.

Movimentos nos vegetais

Tropismos - na realidade tropismo é um movimento de crescimento do vegetal em resposta a um estímulo externo, regulado por ação hormonal.

O estímulo pode ser: a luz, a gravidade, o contato, uma substância química, etc., promovendo um crescimento desigual dos lados do órgão que o recebeu.

Tropismo positivo - quando o órgão vegetal estimulado cresce em direção ao agente estimulador.

Tropismo negativo - quando o órgão cresce no sentido oposto, “fugindo” do estímulo.

Fototropismo - é o movimento de crescimento das plantas em relação ao estímulo da luz.

Fototropismo positivo: caule dos vegetais

Fototropismo negativo: raízes dos vegetais

Geotropismo - é o movimento de um órgão vegetal devido à gravidade.

Geotropismo positivo: raízes dos vegetais

Geotropismo negativo: caule dos vegetais

Outros tropismos

Tigmotropismo - é fotropismo cujo estímulo é o contato mecânico.

Exemplo: as gavinhas: outras estruturas, como caules ou pecíolos de folhas podem apresentar tigmotropismo.

Quimiotropismo - é o crescimento orientado de uma estrutura vegetal em relação a uma substãncia química.

Exemplo: hifas de fungo ... crescem em direção a substâncias nutritivas

Efeitos da luz sobre o desenvolvimento vegetal

A luz desempenha seu principal papel na vida do vegetal durante o processo de fotossíntese, garantindo a produção de alimentos orgânicos indispensáveis à sua sobrevivência.

Faixa visívelvioleta, azul, azul-esverdeada, verde, amarela, alaranjada e vermelha.

Cada uma possui seu próprio comprimento de onda.

Exemplo:

... luz violeta propaga-se através de ondas cujo comprimento varia entre 390 e 430 nm

... luz vermelha apresenta comprimento de onda entre 650 e 760 nm

Formação do vegetal ... luz vermelha é a mais importante

Comprimento de onda 660 nm ... vermelho curto

Comprimento de onda 730 nm ... vermelho longo

Fotoblastismo - é o efeito da luz sobre a germinação das sementes.

Radiação efetiva na indução da germinação das sementes fotoblásticas positivas vermelho curto, enquanto que vermelho longo inibe a germinação

Aplicação sucessiva Vc e Vl ... prevalece o efeito da última radiação aplicada inibição da germinação

Aplicação sucessiva Vc - Vl - Vc induz a germinação

Fotoperíodo - é o tempo de exposição do vegetal à luz, necessário para o seu florescimento.

Fotoperiodismo - é capacidade que muitos vegetais têm de responder a um fotoperíodo.

Estudos têm mostrado ser a continuidade do período escuro a determinante efetiva da formação de flores.

Fotoperíodo indutor

captaçãoProdução

do florígeno

transporte floração

FOLHA

Estiolamento - é o conjunto de características adquiridas por plantas que se desenvolvem no escuro.

Sementes em germinação iluminadas com luz branca

formação de planta não-estiolada

Sementes em germinação iluminadas com Vc

formação de planta não-estiolada

Sementes em germinação no escuro

formação de planta estiolada

Sementes em germinação iluminadas com Vl

formação de planta estiolada

Tanto no fotoblastismo quanto no fotoperiodismo e no estiolamento, a luz vermelha interfere, especificamente o Vc e o Vl.

Fitocromo - pigmento que absorve luz nas faixas de comprimento de onda Vc e do Vl.

Duas formas:

Fitocromo R (ou fitocromo Vl)

Fitocromo F (ou fitocromo Vc)

Forma R - seria inativa no desencadeamento de respostas de desenvolvimento por parte do vegetal.

Forma F - seria ativa, provocando as respostas.

Fitocromo R absorveria Vc puro ou como componente da luz branca e converter-se-ia em fitocromo F.

Fitocromo F absorveria Vl e converter-se-ia em fitocromo R, conversão esta que também pode ocorrer no escuro.

Luz branca ou Vc puro (660 nm)

Fitocromo R (inativo)

Escuro ou Vl puro (ativo)

Fitocromo F (ativo)

O fitocromo F ativo induz no vegetal uma série de respostas fisiológicas, como fotoblastismo positivo, floração, ausência de estiolamento, etc.