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Departamento de Ciências AmbientaisInstituto de Florestas

IF 126 ECOLOGIA GERAL

Prof. Jarbas M QueirozEmail: jarquiz@gmail.com

Evolucionismo vs Fixismo

Fixismo – as espécies não evoluem; imutáveis; até meados do sec. XIX

Evolucionismo – as espécies se modificam; evoluem

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A idéia de LamarckJean-Baptiste Lamarck (1744-1829) – argumentou em 1809 que as espéciesmudavam ao longo do tempo e transformavam-se em outras espécies.Ele supunha que as linhagens de espécies persistiam indefinidamente,mudando de uma forma para outra; no seu sistema as linhagens não se ramificavame nem se extinguiam.

A A´

As espécies se modificavam por uma “força interna” e as mudanças eram transmitidas aos descendentes (herança dos caracteres adquiridos).

Lamarck

Primeira versão da árvore evolutiva de Darwin, desenhada por ele em um de seus cadernos (1837). Ele escreveu “Eu penso” acima da árvore. Credito: domínio público

A idéia de Darwin

A viagem a bordo do HMS Beagle durou de 1831 a 1836

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Evolução: qualquer mudança em características herdáveis em uma população ao longo das gerações.Seleção natural: éo processo em queas mudanças evolutivas aleatóriassão selecionadas pela natureza de maneira não aleatória.“A preservação de variações favoráveis e a rejeição de variações desfavoráveis, eu chamo Seleção Natural” (Charles Darwin, 1859).

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Espécies híbridas:

A mula é resultado do cruzamento do asno macho com a égua. Geralmente é estéril.

Duas espécies de raposas do Brasil, separadas há muitos milhares de anos pela mata atlântica, estariam cruzando entre si e produzindo filhotes híbridos férteis. As protagonistas desse estranho namoro são a raposinha-do-campo (Lycalopex vetulus), típica do cerrado, e o graxaim-do-campo (Lycalopex gymnocercus), natural dos pampas gaúchos”. Veja o mapa com a distribuição original das duas espécies abaixo.

Evolução rápida nos tentilhões – Seleção Natural

Peter & Rosemary Grant,Por mais de 30 anos estudandoos tentilhões de Darwin nas Galápagos

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TípicaCarbonaria

As duas formas

Controle da poluição por fumaça

Carbonaria

Aumento da poluição

Seleção natural e mudanças ambientais

Evolução da resistência ao inseticida

Fernando Gonsales Antes Depois

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eraç

ão2a

Ger

ação

susceptívelresistente

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pás

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s gra

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Sementes com até 12 mm podem ser dispersas por pássaros pequenos

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REDUÇÃO DO TAMANHO DAS SEMENTES APÓS EXTINÇÃO DE ESPÉCIES DE AVES

sementes menores podemnão germinar em algumas situações

A história de vida de uma espécie é o padrão dos eventos de reprodução e sobrevivência típicos para um membro da espécie (essencialmente é seu ciclo de vida)

Quando falamos sobre a história da vida em ecologia, isso inclui o período da primeira reprodução dos organismos, quantos descendentes eles tiveram em cada período de reprodução e quantas vezes a reprodução ocorreu (Veja, como exemplo, o trabalho de Rosemary e Peter Grant no vídeo “Os tentilhões das Galápagos”, disponível no SIGAA).

Para seres humanos, a história da vida envolve um início tardio da reprodução, poucos descendentes e a capacidade de reproduzir-se várias vezes.

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O que significa para um organismo alocar "bem" seus recursos ? De um ponto de vista evolutivo, significa que os recursos são distribuídos entre as atividades potenciais (crescimento, manutenção, reprodução) de maneira que maximizem o fitness, ou o número de descendentes que o organismo deixa na próxima geração. Os organismos com características herdadas que os fazem distribuir seus recursos de maneira mais efetiva tenderão a deixar mais descendentes que os organismos que não tem estas características, fazendo com que estas características aumentem na população através das gerações por meio da seleção natural

David Lack (1910-1973), ornitólogo britânico,

A história de vida varia em relação aos fatores ambientais

Os padrões de história de vida evoluem pela seleção natural e representam uma "otimização" dos ajustes para o equilíbrio entre crescimento, sobrevivência e reprodução.

Experimentos de manipulação do tamanho da ninhada

“o número de filhotes que os pais podemcriar é limitado pelo suprimento decomida”

Se a evolução aprimora a combinaçãodo pool gênico ao ambiente, por queas populações não aumentam continuamentede número?

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Uma compensação ocorre entre o número de descendentes produzidos e a quantidade de energia (tanto dos recursos físicos e cuidados parentais) dispendidos para cada descendente.

Fundamentos em Ecologia – Colin R. Townsend, Michael Begon e John L. Harper

NÚMERO DE FILHOTES

TAMANHO DOS FILHOTES

COMPENSAÇÃOSerpente australianaAustrelaps ramsayi

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Fundamentos em Ecologia – Colin R. Townsend, Michael Begon e John L. Harper

Crescimentodas árvores

Reprodução

COMPENSAÇÃO

Os organismos tem um tempo, energiae nutrientes limitados à sua disposição.

Semelparidade/Iteroparidade

Na semelparidade, um membro de uma espécie se reproduz somente uma vez durante sua vida, e depois morre

Na iteroparidade, indivíduos de uma espécie se reproduzem repetidamente durante suas vidas. A iteroparidade pode assumir diferentes formas, dependendo dos ciclos reprodutivos dos organismos envolvidos. Espécies que apresentam iteroparidadenão utilizam todos os seus recursos em um único evento reprodutivo, já que existe um benefício físico (uma oportunidade de possuir mais proles) em sobreviver para reproduzir mais vezes.

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Característica Inicial/Tardia

Número de sementes

Muitas/Poucas

Tamanho das sementes

Pequena/Grande

Taxa de crescimento

Rápida/Lenta

Tamanho na maturidade

Pequeno/Grande

ESTRATÉGIAS R E K EM PLANTAS

As histórias de vida equilibram as demandas entre reprodução atual e a futura

Reprodução x Sobrevivência

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Sobrevivência dos indivíduos e idade

Fatores de mortalidade

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Krebs (1972) a Ecologia é o estudo científico das interações que determinam a distribuição e abundância de organismos”, esclarecendo que a ecologia estava preocupada com questões como “onde os organismos são encontrados, quantos ocorrem em determinado local e por quê” (Fonte: A Ecologia e como estuda-la, disponível no SIGAA)

Por que os organismos não ocorrem da mesma forma em todas as partes do planeta???

Fundamentos em Ecologia – Colin R. Townsend, Michael Begon e John L. Harper

CLIMA

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Isotérmicas baseadas em medições de Humboldt

Temperatura média anual

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DISTRIBUIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO

Alexander Von Humboldt: distribuição de plantas em altitudes e latitudes

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Correspondência entre a vegetação nas diferentes latitudes (horizontal) e altitudes (vertical); contribuição de Von Humboldt (veja no vídeo disponívelno SIGAA)

Condições Condições – são fatores ambientais abióticos que variam temporalmente e/ou espacialmente afetando a sobrevivência e reprodução dos organismos. Condições não podem ser consumidas ou usadas pelos organismos.

A maioria dos processos fisiológicos ocorre somente dentro de intervalos de temperaturaem que a água é líquida: 0 – 100 Celsius na superfície da terra. Poucas plantas e animaispodem sobreviver a temperaturas maiores que 45 C. Algumas bactérias podem tolerartemperaturas de até 75 C e algumas poucas de até 110 C.

Temperatura

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Efeito da temperatura do solo sobre o crescimento de raiz da plantaCarya illinoinensis (pecan)

Mordecai EA, Cohen JM, Evans MV, Gudapati P, Johnson LR, et al. (2017) Detecting the impact of temperature on transmission of Zika, dengue, and chikungunya using mechanistic models. PLOS Neglected Tropical Diseases 11(4): e0005568. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0005568

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A seleção natural atua sobre o indivíduo. Os aspectos do ambiente abiótico e biótico são a causa da seleção, favorecendo características diferentes em ambientes diferentes.

Esse coelho tem pernas longas e grandes orelhas que são consideradas adaptações para reduzir o estresse por calor em ambientes quentes

ADAPTAÇÕES: atributos de estrutura e função que ajustam o organismo às condições de seu ambiente

RecursosRecurso – é o que é usado por um organismo e se torna indisponível para outro organismo. Os recursos podem ser bióticos (folhas para um herbívoro) ou abióticos (água para animais; nutrientes para uma planta).

Caracterização no uso de recursospelos organismos

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