INTRODUÇÃO À ECOLOGIA

O que é ecologia?

Deriva do grego “oikos” com sentido de casa e

“logos” que significa estudo.

O que fazem os ecólogos?

•Supervisionam parques florestais

•Avaliam impactos por obras/danos ao ambiente

•Trabalham em empresas como extração de petróleo

•Ecoturismo

•Professor/pesquisador

Relações com outras áreas

Saúde:

deriva do grego “manejo da casa”

Permite conhecer os insetos e outros animais

associados ao ambiente

Aspectos físicos que pode comprometer os aspectos

visuais/poluição/fogo.

Relação entre a saúde das populações e equilíbrio

ambiental.

Economia:

Zoologia:

Paisagístico:

CONCEITOSCONCEITOS•INJÚRIA E ESTRAGO :

•LESÃO:

•DANO:

•PREJUÍZO:

É considerado como injúria qualquer ação deletéria (ou simplesmente estrago) decorrente da ação de um organismo (principalmente alimentação) (Zanetti, 2004, Picanço et al., 1999) ou um traumatismo, em geral produzido por força externa (Ferreira,1975).

É o termo utilizado para indicar principalmente a ação de um patógeno

É qualquer perda decorrente de uma injúria ou lesão, o dano pode ser, também, ecológico, social, político entre outros (Zanetti, 2004).

É um termo utilizado quando há uma queda na produção ou simplesmente perda de dinheiro.

Homem primitivo x conhecimentos ecológicos. Era necessário?

Na sociedade primitiva, para sobreviver, todos os indivíduos precisavam conhecer o seu ambiente, ou seja, as forças da natureza e os vegetais e os animais a sua volta.

- Hipócrates, Aristóteles e outros filósofos gregos: fazem referência a temas ecológicos em suas obras.

- Idade Média: visão aristotélica da natureza, isto é, a natureza sempre esteve em “equilíbrio perfeito”.

HISTÓRICO

*Gaunt: pioneiro no estudo da demografia (mortalidade, razão sexual, taxa de nascimentos, etc).

*Leeuwenhoeck (1632): importância das cadeias alimentares e a regulação das populações.

*Richard Bradley: produtividade biológica.

*Buffon (1756): princípio básico da regulação ecológica das populações.

*Malthus (1798): populações podem crescer em ritmo exponencial enquanto os recursos necessários a essas populações crescem em ritmo aritmético.

Alguns cientistas importantes:

a) muitas espécies foram extintas no decorrer dos tempos;

b) existe competição causada por pressão populacional;

c) a seleção natural e a luta pela existência são mecanismos evidenciáveis na natureza.

*Darwin (1859) e Malthus mudaram a visão aristotélica e a base para essa mudança de pensamento baseou-se nos seguintes fatos:

Enquanto isso...

Ernest Haeckel, em 1866 na Alemanha, propôs pela primeira vez o termo ecologia – “Estudo da casa”

Ecologia é o estudo de todas as inter-relações

complexas denominadas por Darwin como as

condições da luta pela existência.” Ou, ainda, a

ecologia era “a ciência capaz de compreender a

relação do organismo com o seu ambiente.”

Elton (1927) – história natural científica.

Krebs (1972) – estudo científico das interações que determinam a distribuição e a abundância dos organismos (ressalta a importância das interações bióticas, como predação e competição, na estruturação das comunidades).

Ricklefs (1973) – “o estudo do ambiente natural, enfocando as inter-relações entre os organismos e seu meio circundante.”

Algumas definições modernas de ecologia:

Möbius (1877) – noção de biocenose ao estudar uma comunidade de organismos existentes em um banco de ostras.

Forbes (1887), Forel (1892) e Thienemann (1926) – pioneiros no estudo da ecologia aquática (limnologia).

Warming (1895) – estudos fitossociológicos no cerrado de MG.

Cowles (1899) – descreveu sucessão ecológica nas dunas do lago Michigan.

Clements (1916) – conceito de evolução de comunidade.

Tansley (1935) – propôs o ecossistema como unidade básica de estudo da ecologia.

1872 – Yellowstone: primeiro Parque Nacional do mundo

Avanços nos séculos XIX e XX

Ecologia animal x ecologia vegetal = Ecologia geral

Década de 60 – surgimento das ONGs (em 1961).

Década de 70 – surgem os agentes políticos e estatais.

1972 – 1º Conferência sobre Meio Ambiente Humano (Suécia)

1974– 1º Conf. sobre População e Desenvolvimento (Romênia)

Década de 80 – surge o ecodesenvolvimento e desenvolvimento sustentável.

1984 – 2º Conf. sobre População e Desenvolvimento (México) – estabelece que a responsabilidade do controle da natalidade recai sobre os governos de cada país.

1987 – surge o conceito de desenvolvimento sustentável com a publicação do documento Nosso Futuro Comum (ou Relatório Brundtland), elaborado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento.

Recentemente, quais foram os avanços da ecologia?

O que se entende por Desenvolvimento sustentável?

“Atender às necessidades e aspirações do

presente, sem comprometer a possibilidade de

atende-las no futuro.”

 

Apresenta: milhões de espécies diferentes, incontáveis, bilhões de indivíduos geneticamente distintos, todos vivos e interagindo em um mundo variado e sempre em transformação.

A ecologia, sendo uma ciência... os ecólogos procuram explicar e compreender.

Explicação imediata (aqui e agora) – a distribuição e abundância atuais de uma determinada espécie de ave pode ser explicada pelo ambiente físico que ela tolera, o alimento que consome e os parasitas e predadores que a atacam.

Explicação final – da distribuição e abundância atuais dessa aves baseia-se nas experiências ecológicas de seus ancestrais.

Antes de compreender algo... é preciso descrever o que desejamos entender.

A ecologia não é uma ciência fácil. Porquê?

Os ecólogos precisam descrever antes de explicar

Os ecólogos tentam prever o que acontecerá

com uma população de organismos sob um conjunto

particular de circunstâncias e, baseados nessas

previsões, procuram controla-los ou explorá-los.

•Auto-ecologia: é o ramo da ecologia que estuda a

influência dos fatores externos sobre o animal e/ou

vegetal, ou sobre uma espécie determinada. É, por

assim dizer, o estudo individual de um organismo,

ou de uma espécie, em que é posta em destaque a sua

biologia e o comportamento que apresenta na

adaptação a um meio determinado.

•Sinecologia: estuda os grupos de organismos

associados entre si, quer dizer, o estudo das

comunidades naturais, incluindo animais e

vegetais.

A Ecologia, foi dividida por Schroter, em 1896 em dois grandes ramos:

PARA PESQUISAR

•IMPORTÂNCIA DA UTILIZAÇÃO DOS PRINCÍPIOS ECOLÓGICOS PARA A ENGENHARIA FLORESTAL

•NÚNERO DE ESCOLAS COM GRADUAÇÃO EM ECOLOGIA

•NÚMERO DE ESCOLAS COM PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIA

O que é um Ecossistema?

Antes de definirmos, exatamente o conceito de

ecossistema, o qual é fundamental para a

compreensão desta ciência, podemos encontrar na

figura 1, um outro conceito importante que é o de

níveis de organização, o qual pode ser entendido

como um conjunto de entidades, sejam elas genes,

células, ou mesmo espécies, agrupadas em uma

ordem crescente de complexidade.

Figura 1- Níveis de organização

HIERARQUIA DOS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO

Níveis de organização

DEFINIÇÕES BÁSICAS

A - Espécie - dois ou mais organismos são considerados da mesma espécie, quando podem se reproduzir, originando descendentes férteis

B - Populações - formadas por organismos da mesma espécie, isto é, um conjunto de organismos que podem se reproduzir produzindo descendentes férteis.

C- Comunidades - Inclui todas as populações que ocupam uma determinada área.

D- Ecossistema- formada pela comunidade e o ambiente não vivo.

C- Comunidades - um conjunto de todas as populações, sejam elas de microorganismos, animais ou vegetais existentes em uma determinada área, constituem uma comunidade; também se pode utilizar o conceito de comunidade para designar grupos com uma maior afinidade separadamente, como por exemplo, comunidade vegetal, animal, etc.

A comunidade é dividida em componentes vivos que chamamos bióticos; em contrapartida, o conjunto formado por regime de chuvas, temperatura, luz, umidade, minerais do solo enfim, toda a parte não viva, é chamada de componentes abióticos.

D- Ecossistemas - em um determinado local, seja uma vegetação de cerrado, mata ciliar, caatinga, mata atlântica ou floresta amazônica, a todas as relações dos organismos entre si, e com seu meio ambiente, ou dito de outra forma, a todas as relações entre os fatores bióticos e abióticos em uma determinada área, chamamos ecossistema.

Dentro do conceito de ecossistema, ainda cabe definirmos:

E-Hábitat: Local onde uma ou mais espécie vive.

Ex.: O hábitat do lobo guará é o cerrado.

F-Nicho Ecológico: unidade mais íntima da distribuição de uma espécie (modo peculiar a cada grupo de organismo de obter sua energia, dentro do seu hábitat)

•BIOSFERA OU ECOSFERA: A terra é composta por vários ecossistemas sejam eles aquáticos, terrestres ou até mesmo aéreos. A soma de todos estes ecossistemas chamamos de biosfera. Portanto, a biosfera seria a parte na qual ocorre vida no planeta e na qual a vida tem o poder de ação sobre o mesmo.

A tendência atual é a de considerar a ecologia dividida em quatro subdivisões:

Ecologia das Espécies

Ecologia das Populações

Ecologia das Comunidades

Ecologia dos Ecossistemas

•DENSIDADE POPULACIONAL: Número de indivíduos por unidade de área ou volume

Definições básicas

MEDIDAS DE DENSIDADE ABSOLUTA

1. Métodos de amostragem

1.1. Método dos quadrados

1.2.Coleta e recaptura (marca não desaparecer/taxa de mortalidade)

1.3.Densidade relativa (estudo do índice de abundância)

- armadilha de captura

- contagem de bolas fecais

- freqüência de vocalização de pássaros

- número de evidências ou pistas da presença de um organismo

- questionários e censos sobre a população de vertebrados

- percentual de iscas consumidas

ATRIBUTOS DEMOGRÁFICOS DE UMA POPULAÇÃO

•NATALIDADE: termo que descreve a produção de novos indivíduos por unidade de tempo

•FERTILIDADE: número de nascimentos bem sucedidos/varia de acordo com a população

•MORTALIDADE: pode ser estimada no campo pela técnica de marcação e recaptura, por tabela de vida.

•IMIGRAÇÃO E EMIGRAÇÃO: quantidade de indivíduo que entram e saem de um ambiente.

POPULAÇÕES (TÉCNICAS DEMOGRÁFICAS)

•TABELA DE VIDA

•CURVAS DE SOBREVIVÊNCIA

- TIPO I

- TIPO II

- TIPO III

•FLUTUAÇÕES POPULACIONAIS: termo utilizado para designar o ciclo vital de um organismo/variações no ciclo

SÍNTESE DE ALGUNS FATORES QUE REGULAM AS POPULAÇÕES

-Predação

-Competição

-Parasitismo

-Alimentação

-Espaço

-Clima

-Enfermidade

-Aumento nos genótipos inviáveis

-Problemas genéticos

-Mudança na biologia reprodutiva

ECOLOGIA TRÓFICA

Este termo ecológico representa o vínculo existente entre um grupo de organismos presentes em um ecossistema, os quais são regulados pela relação predador-presa. É através da cadeia alimentar, ou cadeia trófica, que é possível a transferência de energia entre os seres vivos.

1. Cadeias alimentares

1.1. Pastoreio: rotas tróficas envolvem o consumo de matéria vegetal viva pelos herbívoros ou pastadores

1.2. Detritos: pastadores são incapazes de consumir a biomassa vegetal/consumo de restos vegetais mortos.

Cadeia Alimentar e teia alimentar

PRODUTORES - São os organismos capazes de fazer

fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia

através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a

água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz),

também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a

síntese de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas

reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por

exemplo em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este

processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas

bactérias terrestres e aquáticas.

A cadeia ou rede alimentar é constituída pelos seguintes níveis:

CONSUMIDORES PRIMÁRIOS - São os animais que se alimentam dos produtores, ou seja, são as espécies herbívoras. Os consumidores primários podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados bentônicos (de fundo) pastadores, até grandes mamíferos terrestres como a girafa e o elefante.

CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS - São os animais que se alimentam dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros.

CONSUMIDORES TERCIÁRIOS - São os grandes predadores como os tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo considerados os predadores de topo de cadeia. Tem como característica, normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais.

DECOMPOSITORES - São os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores, representados pelas bactérias e fungos, são os últimos elo da cadeia trófica, fechando o ciclo.

ONÍVORO - Alimentam-se de tudo

•O conjunto de indivíduos que se alimenta dos mesmos nutrientes estão colocados em um mesmo nível trófico.

•Os produtores estão colocados no 1º nível trófico

•Os consumidores primários, aqueles que se alimentam dos produtores, são herbívoros e constituem o 2º nível trófico

•Os consumidores secundários compõem o 3º nível trófico, sendo os carnívoros Após esses existe o 4º nível trófico e assim por diante

•Os decompositores ocupam sempre o último nível da transferência de energia formando um grupo especial que degrada tanto produtores quanto consumidores

Níveis Tróficos

Cadeia alimentar

Exemplo de cadeia alimentar em um ecossistema aquático

PRODUTORES

Composto pelas plantas da margem e do fundo da lagoa e por algas microscópicas, as quais são as maiores responsáveis pela oxigenação do ambiente aquático e terrestre; à esta categoria formada pelas algas microscópicas chamamos fitoplâncton.

CONSUMIDORES 1º

Composto por pequenos animais flutuantes (chamados Zooplâncton), caramujos e peixes herbívoros, todos se alimentando diretamente dos vegetais.

CONSUMIDORES 2º

São aqueles que alimentam-se do nível anterior, ou seja, peixes carnívoros, insetos, cágados, etc., 

CONSUMIDORES 3º

As aves aquáticas são as principais componentes desta categoria, alimentando-se dos consumidores secundários.

DECOMPOSITORES

Esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora, alimentando-se no entanto dos restos destes, e sendo composta por fungos e bactérias.

Entretanto, a cadeia alimentar não mostra o quão complexas são as relações tróficas em um ecossistema. Para isso utiliza-se o conceito de teia alimentar, o qual representa uma verdadeira situação encontrada em um ecossistema, ou seja, várias cadeias interligadas ocorrendo simultaneamente

2. Teias alimentares

Entretanto, a cadeia alimentar não mostra o quão complexas são as relações tróficas em um ecossistema. Para isso utiliza-se o conceito de teia alimentar, o qual representa uma verdadeira situação encontrada em um ecossistema, ou seja, várias cadeias interligadas ocorrendo simultaneamente

Rede alimentar do Arenque do mar do Norte

•Espécie-chave

Rede alimentar hipotética

Qual a importância de se conhecer as cadeias alimentares?

Uso natural de animais ou plantas que possam controlar ou equilibrar o ecossistema de forma a evitar o uso de pesticidas e quaisquer outras formas artificiais que possam desequilibrar em longo prazo o ambiente, ou ainda, provocar sérias reações nos animais e até os seres humanos que ali habitam.

Exemplos de controle biológico:

- peixes no controle da esquistossomose;

- peixes no controle de larvas de Aedes aegypti ;

- bactérias e vírus no controle de pragas e insetos.

3. Pirâmides ecológicas

a- Pirâmides de números: considera-se apenas a densidade (n° indivíduo/área ou volume) em diferentes níveis tróficos.

b- Pirâmides de biomassa: considera-se a biomassa (unidade de massa/área ou volume)

c- Pirâmides energéticas: indica a magnitude energética das interações tróficas dentro de uma comunidade.