ic ii - lab.geo.fis aula 4 - bertoldi.weebly.com fileao longo do tempo, os organismos se movimentam...

IC II - Lab.Geo.Fis

Aula 4

Turma: 2015/1

Profª. Larissa [email protected]

mailto:[email protected]

Fatores na distribuição dos seres vivos:

Abióticos

Bióticos

Biogeografia de ilhas

Pirâmides Ecológicas

Aula de hoje..

Fatores Bióticos e Abióticos na

distribuição dos seres vivos

Os organismos não são distribuídos de forma

homogênea e estática.

Ao longo do tempo, os organismos se movimentam na

superfície terrestre expandindo ou contraindo sua área

de distribuição, substituindo ou sendo substituído

(extinção) por novas formas (especiação).

Todos os ecossistemas que compõem a biosfera

seguem o princípio geral de que a vida na Terra só

ocorre onde as condições ecológicas ficam dentro dos

limites de tolerância para os quais ela foi programada.



A distribuição segue esse princípio, que definiu ao longo

da história evolutiva os dois processos fundamentais da

biogeografia:

Os organismos tendem a estabelecer colônias e a

expandir suas populações para novas áreas, segundo

seus limites de tolerância.

Os organismos podem ser extintos totalmente da

biosfera (ou parcialmente em algumas regiões), à

medida que a vida e o ambiente seguem sua

trajetória de transformação.



A capacidade de expansão da vida e seus limites de

distribuição depende:

uma série de fatores externos atributos ambientais;

fatores internos atributos da espécie.

As necessidades abióticas e bióticas estão definidas

pela interação de variáveis do meio físico e da

ecologia/biologia de cada organismo.

A ecologia de cada comunidade biológica atual não

explica todas as heranças do passado outras eras

geológicas a Terra possuiu outras faunas e floras.

Inúmeras variáveis ambientais dentro das quais

uma espécie consegue sobreviver.

Fatores que influenciam na

distribuição da vida

Uma espécie precisa de uma combinação de fatores

bióticos e abióticos para sobreviver.

Nicho de um organismo representa os modos de vida que

o organismo possui (seu papel no sistema ecológico), assim

como os intervalos de condições que ele pode tolerar.



Algumas dessas variáveis:

Temperatura

Umidade

Salinidade

pH

recursos alimentares

locais para nidificação

intensidade luminosa

pressão predatória

densidade populacional

limitam a distribuição

das espécies

cada espécie apresenta

um limite de tolerância

para cada variável

(fator limitante)



A superposição das dimensões espacializadas dessas

variáveis constitui o nicho ecológico.



LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG

Qualquer condição que se aproxime ou exceda os limites

de tolerância, é uma condição limitante ou fator limitante.

LEI DA TOLERÂNCIA DE SHELFORD

Cada ser vivo apresenta, em função dos diversos fatores

ecológicos, Limites de Tolerância, entre os quais situa-se seu

ótimo ecológico.

A existência e o sucesso reprodutivo de um organismo

depende do conjunto integral de um complexo de

situações.



Princípios da Lei da Tolerância de Shelford:

1. Os organismos podem ter uma amplitude larga de tolerância

para um fator e estreita para outro fator;

2. Os organismos com amplitude larga de tolerância para todos os

fatores são os que tem maiores possibilidades de uma ampla

distribuição;

3. Quando as condições não são ótimas para uma espécie (para

um determinado fator ecológico), os fatores ecológicos podem

ser reduzidos a outros fatores;

Ex.: Quando o Nitrogênio do solo é limitante, a resistência de umvegetal x à secura diminui. Necessário mais H2O para evitar o

ressecamento, a níveis baixos de Nitrogênio.



Princípios da Lei da Tolerância de Shelford:

4. Os organismos não vivem na natureza nos níveis ótimos em

relação a um determinado fator. Observou-se que outro ou

outros fatores têm maior importância.

Ex.: algumas orquídeas tropicais desenvolvem-se melhor à luz solar do

que à sombra. Na natureza, elas crescem apenas à sombra, sendo que

não podem tolerar o aquecimento da luz solar direta. Interações

como competição, parasitas, ... impedem que elas aproveitem as

condições físicas ótimas.

5. O período reprodutivo é crítico e durante o qual é mais

provável que os fatores ambientais sejam limitantes, ou seja, os

limites de tolerância são mais estreitos nessas fases.



Em biogeografia, o conceito de nicho é considerado em

duas dimensões:

NICHO FUNDAMENTAL área total onde se encontram o

conjunto de condições em que o indivíduo vive e se

reproduz.

NICHO REALIZADO ou EFETIVO parte do nicho fundamental

ocupada realmente pela espécie.



Espécies confinadas devido a:

interações competitivas

livrar-se de predadores

barreiras geográficas

Ex.: oceanos, cordilheiras etc..

Impedem a dispersão dos organismos para as demais

áreas do nicho fundamental.

A existência de insetos polinizadores, aves e animais como

dispersores de sementes também influi na distribuição.



Os organismos podem apresentar um intervalo de tolerância

variável para diferentes fatores, como: água e temperatura.

Em determinadas condições um organismo pode suportar

melhor a escassez de água, mas ser pouco tolerante a

mudanças de temperatura.

Espécies que possuem largas faixas de tolerância EURI

espécies cosmopolitas.

Espécies que possuem pequenas faixas de tolerância

ESTENO espécies endêmicas.



As espécies cosmopolitas apresentam amplos limites de

tolerância para diversos fatores.

As espécies endêmicas apresentam limites de tolerância

estreitos, seja para um fator ou conjunto de fatores.

Espécie exótica - invasora



Espécies Exóticas toda espécie que se encontra fora de

sua área de distribuição natural, isto é, que não é originária

de um determinado local.

Espécie Invasora uma espécie exótica que prolifera sem

controle e passa a representar ameaça para espécies

nativas e para o equilíbrio dos ecossistemas que passa a

ocupar e transformar a seu favor. Pode representar risco até

às pessoas.

Segunda maior ameaça à perda de espécies nativas



Espécie Invasora

1. Adaptam-se às condições do ambiente no qual se inserem

Vantagens competitivas naturais:

2. Ausência de predadores naturais

Multiplicam-se e degradam os ecossistemas empobrecer ehomogeneizar os ecossistemas

Competem com as espécies nativas (território, água e alimento)


distribuição da vida Espécies invasoras coexistem no nicho efetivo de outras

espécies e quando atingem ambientes colonizáveis podem

ampliar seu nicho.

Espécies propensas à invasão também são mais generalistas, o

que amplia seu nicho efetivo.

Problemas relativos ao conceito de

Fatores Limitantes

A distribuição dos seres vivos sobre a terra é condicionada

por um conjunto de fatores.

Um único fator não limita o crescimento de uma população.

Há evidências que o estresse tem um papel fundamental na

definição dos limites de distribuição.

Ex: Muitas alterações ambientais não eliminaram os

organismos dos ecossistemas, mas estes sob condições de

estresse, em muitos casos são susceptíveis a doenças e são

menos produtivos.

Fatores Ecológicos / Ambientais

FATORES ABIÓTICOS

Fatores Climáticos:

Luz

Temperatura

Água

Fatores Edáficos:

Fatores Físicos

textura, estrutura, estabilidade

e hidratação dos solos.

Fatores Químicos

teor de calcário, pH, nitratos,

deficiências químicas nos solos.

FATORES BIÓTICOS

Interespecíficos:

Comensalismo

Protocooperação

Inquilinismo

Mimetismo

Mutualismo

Amensalismo

Competição

Esclavagismo

Herbivorismo

Parasitismo

Predatismo

Intraespecíficos: Colônias

Sociedades

Canibalismo

Competição


FATORES PALEOGEOGRÁFICOS E PALEOCLIMÁTICOS

Evolução biológica e geológica terra;

Variações climáticas quaternárias: importância paleo-

ecológica;

Paleodistribuição e distribuição geográfica atual.

FATOR ANTRÓPICO


LUZ

Distribuição da energia luminosa em função da

latitude e altitude, estação do ano, da hora e do

estado da atmosfera.

A importância da luminosidade sobre as plantas varia

conforme a intensidade (fotossíntese) e

peridodicidade (fototropismos).

Fatores Ecológicos / Ambientais –

Fatores Climáticos

LUZ

Fotossíntese quanto maior a disponibilidade de luz,

melhor é a condição para a conversão da energia

luminosa em biomassa.

Classificação das plantas conforme a luminosidade:

a) Heliofilas vivem sob forte iluminação (plantas de

deserto e lugares altos).

b) espécies vegetais que tem um ótimo sob o máximo de

iluminação (100%), mas que podem viver sob até 40% de

iluminação).


Fatores Climáticos

LUZ

Classificação das plantas conforme a luminosidade:

c) Ciafíticas ou espécies vegetais adaptadas àsombra vivem sob uma iluminação média entre 20

e 40%.

d) Ciafíticas verdadeiras vivem sob uma cobertura

vegetal densa. Plantas de bosques sombrios e com

ótimo entre 5 e 10% de luz.


Fatores Climáticos

INFLUÊNCIAS DA LUZ:

Periodicidade da luz e ritmos biológicos na atividade diária e

sazonal de plantas e animais.

Periodicidade diária:

Planta onze horas, dama da noite, girassol.

Germinação de plantas: plantas de dias longos e curtos

Peridiocidade anual:

Desenvolvimento das gônadas

Floração

Germinação

Postura de ovos


Fatores Climáticos

Fotoperiodismo É a influência da duração do dia no

florescimento dos vegetais. A esse respeito as plantas

podem ser classificadas em três tipos:

Plantas de dias longos florescem geralmente no fim da

primavera e no verão, quando os dias são longos (HS).

A duração do dia tem que ser maior para que o vegetal

possa florescer.


Fatores Climáticos

Plantas de dias curtos São plantas que florescem

geralmente no início da primavera, quando os dias

são mais curtos (HS).

A duração do dia não deve ser tão grande para que a

planta possa produzir suas flores.

Plantas indiferentes Podem florescer em qualquer

época do ano, não dependendo da duração dos

dias.


Fatores Climáticos

Fotoblastismo É a influência da luz na germinação das

sementes.

Fotoblásticas positivas: só germinam na luz.

Fotoblásticas negativas: que só germinam no escuro.

TEMPERATURA

Determinação indireta das zonas climáticas em função do

aporte de energia que controlam a temperatura atmosférica que influencia:

Variações de pressão

Sistemas de ventos

Precipitações


Fatores Climáticos

TEMPERATURA

Distribuição análoga à distribuição da luz.

Ação fisiológica da temperatura: a vida de vegetais

e animais desenvolve-se entre determinados

parâmetros de temperatura, uma vez que a

velocidade de reação na transformação de

substâncias inorgânicas e orgânicas dobra com a

elevação da temperatura.


Fatores Climáticos

TEMPERATURA

A vida desenvolve-se da forma ativa entre -1,5°C e 55°C.

Temperaturas mais baixas ou mais elevadas são suportadas

apenas em forma latente.

A maioria dos organismos tem um ótimo de temperatura para

as sua reações metabólicas.

Nas plantas a temperatura é necessária para respiração e

fotossíntese.

Reações comportamentais à mudança da temperatura:

Hibernação

Mudança na pelagem

Migração

Indolência e dormência


Fatores Climáticos

TEMPERATURA

Toda a planta tem uma temperatura mínima, abaixo da qual

não sobrevive; uma temperatura ótima, onde seu

crescimento é maior, e uma temperatura máxima, que lhe

causa a morte.

O efeito letal do frio nem sempre é provocado pelo

congelamento da seiva mas, muitas vezes, pela falta de

água que provoca.

Por outro lado, as altas temperaturas não só provocam uma

perda excessiva de água, como inativa enzimas

indispensáveis para a manutenção da vida.


Fatores Climáticos

Ág

ua

-U

mid

ad

e

Biogeografia de Ilhas

As condições físicas, a variedade de recursos, os

predadores, a variabilidade ambiental e, talvez,

outros fatores podem afetar o ponto de equilíbrio

entre espécies.

Áreas maiores apresentam um número maior de

espécies (relação espécie/área).

Teoria do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas(MacArthur e Wilson, 1967)


Argumentam:

O tamanho da ilha e o grau de isolamento exercem papéis

importantes.

O número de espécies na ilha é definido pelo balanço de

imigração e extinção.

O balanço é dinâmico com espécies continuamente se

extinguindo e sendo substituídas pelas mesmas espécies ou

por outras.

A taxa de imigração pode variar com o tamanho da ilha e o

isolamento.


Considerações básicas - Ilha

Espécie/área

Predação/Competição

Exclusão competitiva

Imigração e Extinção de espécies

A riqueza (número de espécies) diminui com o aumento do

isolamento da ilha

probabilidade de uma espécie chegar a uma determinada ilha é

inversamente proporcional à distância entre a ilha e o continente


A probabilidade de extinção de uma espécie varia em

função do tamanho da ilha.

O número de espécies em uma ilha representa um equilibro

entre a taxa de colonização e a taxa de extinção.


O equilibro no número de espécies depende da extensão

territorial da ilha.

As taxas de extinção e imigração, que são influenciadas pela

distância da ilha ao continente.


Isolamento um dos principais fatores para que ocorram

mudanças evolutivas.

Ex.: Ilhas Galápagos

Flora - América do Sul

378 colonizações:

- 60% por aves

- 31% pelo vento

- 9% pelo mar


Ilhas são mais pobres em espécies que as comunidades

continentais equivalentes (fontes).

Riqueza da ilha depende da riqueza da fonte.

Porque a fonte tem sempre maior riqueza de espécies que as

ilhas?

MAIOR TAXA DE EXTINÇÃO


Efeitos de catástrofes (erupções, tsunami, incêndios) mais

duradouros

Refúgios escassos

Pouca oportunidade de fuga

Difícil recolonização após extinção

Organismos que chegam podem não se adaptar aos diferentes

estresses bióticos e climáticos da ilha.

População pode não possuir a diversidade genética necessária

para lidar com mudanças ambientais.

Pequenas populações são mais susceptíveis a mudanças

genéticas aleatórias não-adaptativas.


Aplicações da Teoria da Biogeografia de Ilhas:

Topos de montanhas

Cavernas

Fragmentos de vegetação

Plantas isoladas em desertos


A conquista de um novo nicho ecológico, em que não hácompetidores permite que a espécie se torne

permanentemente adaptada a um novo modo de vida

hábitos alimentares, comportamentais.

Processo requer longos períodos – ilhas grandes e estáveis

Ex.: Pássaros do Havaí.


• Originalmente nectívoros

• Radiação adaptativa nas ilhas

• Variadas dietas:

néctar

néctar-insetos

insetos


Radiação adaptativa fenômeno evolutivo pelo qual se

formam várias espécies a partir de uma mesma espécie

ancestral, da qual diversos grupos se separaram, ocupando

simultaneamente, vários nichos ecológicos e eventualmente

dando origem a várias espécies diferentes.

Exemplo mais conhecido:

Tentilhões de Darwin

Pirâmide Ecológica Representam, graficamente, o fluxo de energia e matéria

entre os níveis tróficos no decorrer da cadeia alimentar.

Cada retângulo representa, de forma proporcional, oparâmetro a ser analisado Como ocorre redução de

matéria e energia em cada nível trófico, essas representações

adquirem o formato de pirâmides.

PIRÂMIDE DE NÚMEROS

PIRÂMIDE DE BIOMASSA

PIRÂMIDE DE ENERGIA

Pirâmide Ecológica

PIRÂMIDE DE NÚMEROS

Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico

da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade

necessária para a dieta de cada um desses.

Carnívoros

Herbívoros

Autótrofos


PIRÂMIDE DE NÚMEROS - divida em três tipos

Presa-Predador: o número de indivíduos decresce do primeiro

ao último nível trófico da cadeia alimentar, então a pirâmide

adquire um formato tradicional.

1000

Plantas

300

Gafanhotos

20

Aves



Parasita-Hospedeiro: o número de indivíduos cresce do

primeiro ao último nível trófico da cadeia alimentar, e o

formato é uma pirâmide invertida.

1

Bananeira

5

Macacos

1000

Carrapatos



Mista: o número de indivíduos, em cada nível trófico,

depende da relação que ocorre entre eles - seja presa-

predador, parasita-hospedeiro, ou outras. Seu formato torna-

se disforme.

3

Ipês

1000

Besouros

20

Aves



Massa corpórea dos indivíduos da cadeia alimentar.

Resultado similar ao da pirâmide de números produtores

com maior biomassa e constituindo a base da pirâmide -

biomassa decresce nos níveis superiores.



Como na Pirâmide de Números, a Pirâmide de Biomassa, em

alguns casos também pode ser caracterizada como uma

pirâmide invertida, já que há a possibilidade de haver, por

exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico,

alterando tais proporções.

Fitoplâncton

Zooplâncton

Peixes



A energia solar captada pelos produtores vai se dissipandoao longo das cadeias alimentares sob a forma de calor

uma energia que não é utilizada pelos seres vivos.

O nível energético mais elevado, nos ecossistemas terrestres,

é constituído pelas plantas clorofiladas (produtores). O

restante do ecossistema fica inteiramente dependente da

energia captada por eles.

O nível imediato é constituído pelos herbívoros. Um herbívoro

obterá, portanto, menos energia das plantas clorofiladas do

que estas recebem do Sol.



O nível seguinte corresponde ao dos carnívoros. Apenas

parte da energia contida nos herbívoros transitará para os

carnívoros.

As cadeias alimentares estão geralmente limitadas a 4 ou 5

níveis tróficos, porque há perdas de energia muito

significativas nas transferências entre os diferentes níveis.

A quantidade de energia que chega aos níveis mais

elevados já não é suficiente para suportar ainda outro nível

trófico.



Quanto mais curta for uma cadeia alimentar, maior será,

portanto, o aproveitamento da energia.

Material disponível em:

http://bertoldi.weebly.com/biogeografia.html

ic ii - lab.geo.fis aula 4 - bertoldi.weebly.com fileao longo do tempo, os organismos se movimentam...

Documents