DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS EM ECOLOGIA

Profª Dra Danielli C.Granado Romero

ECOLOGIA??

DEFINIÇÕESEcologia

Definida em 1866 por Ernst Haeckel – “Ciência capaz de compreender a relação do organismo com seu ambiente.”

“Estudo científico das interações que determinam a distribuição e a abundância dos organismos.” (KREBS, 1972)

Ciência que estuda como os seres vivos interagem entre si e com o meio em que vivem (RICKLEFS, 2003).

Humanos primitivos eram ecológos ecléticos – necessidade de entender onde e quando seu alimento e seus inimigos (não humanos) se localizavam.

Antigos agricultores: saber manejar suas fontes de alimentos (plantas e animais);

Aplicar o conhecimento em seu próprio benefício.

DEFINIÇÕES

Compreensão ecológica necessária para aprender as melhores formas de:

- Manejar as bacias hidrográficas;- Lidar com as terras cultivadas;- Com as áreas alagáveis e outras áreas das quais

a humanidade depende para alimentação;- Conservar os suprimentos de água;- Se proteger contra catástrofes naturais;- Se proteger contra problemas de saúde pública.

DEFINIÇÕES

Os estudos ecológicos proporcionam essa compreensão através das análises:

- Controle populacional por predadores;- Influência da fertilidade do solo no crescimento dos

vegetais;- Respostas evolutivas dos microrganismos aos

contaminantes ambientais;- Dispersão dos organismos sobre a superfície da

Terra;- Várias outras questões.

DEFINIÇÕES

A qualidade da vida humana está fortemente relacionada ao uso inteligente dos princípios ecológicos para resolver ou prevenir problemas ambientais e para suprir práticas econômicas, políticas e sociais.

DEFINIÇÕES

ESCALAS

“Não há área tão pequena nem tão grande que não contenha uma ecologia.”

(TOWNSEND, BEGON & HARPER, 2006)

- Ex1 - intestino de um cupim: habitat de bactérias, protozoários e várias outras espécies;

DEFINIÇÕES

- Ex2 – uma árvore morta pode ser considerada um ecossistema, do mesmo modo que a floresta em que ela se encontra;

DEFINIÇÕES

- Ex3 – mídia fala em ecossistema global: alguns problemas ambientais podem ser examinados somente nesta escala bem ampla: - relação entre correntes oceânicas e atividades pesqueiras;- padrões climáticos e distribuição de desertos e florestas pluviais;- aumento do CO2 na atmosfera e mudança climática global.

DEFINIÇÕES

Interação entre a ecologia e outras ciências:

DEFINIÇÕES

Zoologia Genética

Microbiologia

Botânica

Etologia

Geociências

Evolução

ECOLOGIA

DEFINIÇÕES Ciências que fornecem ferramentas para o estudo ecológico e ciências nas quais o

conhecimento ecológico pode ser aplicado.

Estatística Direito Amb.Computação EngenhariasBiologia Molecular ECOLOGIA EconomiaClimatologia Ciên. SociaisQuímica Ciên. Médicas

DEFINIÇÕES

Biosfera: camada da Terra biologicamente habitada.

A biosfera recobre, em parte, 3 dos compartimentos que compõem a Terra:

Idade da Terra: entre 4,2 e 4,5 bilhões de anos.

DEFINIÇÕES

De 6 mil metros de profundidade, nos oceanos, até 8 mil

metros de altura, na atmosfera, que corresponde à

altura das mais altas montanhas.

DEFINIÇÕES OS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO E O ÂMBITO DA

ECOLOGIA

Fonte: http://www.ib.usp.br/ecologia

DEFINIÇÕES

Espécie: conjunto de indivíduos semelhantes e capazes de se intercruzar em condições naturais, produzindo descendentes férteis;

Indivíduo: organismo – reprodução e sobrevivência – unidade da seleção natural;

unidade fundamental da ecologia – ao longo de suas vidas transformam energia e processam materiais;

CONCEITOS BÁSICOS

Adquirem energia e nutrientes dos seus arredores e excretam seus rejeitos – ao fazer isso modificam as condições do ambiente e os recursos disponíveis para outros organismos.

CONCEITOS BÁSICOS

CONCEITOS BÁSICOS População: conjunto de indivíduos da

mesma espécie, que habitam determinada área - dinâmica de populações – unidade básica da evolução;

O que caracteriza uma POPULAÇÃO?

POPULAÇÃO

- Grupo de indivíduos da mesma espécie

- Vivendo numa mesma área- Num determinado período de

tempo

- População brasileira:- Em 1970: 90 milhões de pessoas.

- nº de indivíduos da espécie humana;

- vivia num determinado território – Brasil;

- num certo tempo – ano de 1970.

POPULAÇÃO

- População brasileira:- Em 2010: 193 milhões de

pessoas.- nº de indivíduos da espécie

humana;- vivia num determinado

território – Brasil;- num certo tempo – ano de

2010.

POPULAÇÃO

- População de mico-leão-preto no Parque Estadual Morro do Diabo:

- Em 2004: 1209 indivíduos.- nº de indivíduos da espécie

Leontopithecus chrysopygus;

- vivia num determinado território – Parque Estadual do Morro do Diabo (SP);

- num certo tempo – ano de 2004.

POPULAÇÃO

Principais propriedades: Tamanho da população

Densidade Natalidade

Mortalidade Distribuição etária

Dispersão Forma de crescimento

Razão sexual (Sex ratio)

POPULAÇÃO

Comunidade : Conjunto de seres vivos de diferentes espécies que coabitam uma mesma região – interação entre as populações de diferentes espécies;

- Também conhecida como Biocenose.

CONCEITOS BÁSICOS

CARACTERÍSTICAS GERAIS- Definições“Assembléia de populações de espécies

que ocorrem juntas no espaço e no tempo.”

(Begon et al., 2007).“Conjunto de indivíduos pertencentes a

várias espécies que coexistem em um mesmo meio e que formam conjuntos funcionais em interação uns com os outros”.

(Dajoz, 2005)

Em relação a escala, assim como o ecossistema

Uma comunidade pode ser definida em qualquer escala dentro de um hierarquia de habitats: - Comunidade de um dado bioma;- Um determinado grupo taxonômico dentro de um ecossistema (populações de peixes ou de algas de um lago);- Carcaça de um animal.

CARACTERÍSTICAS GERAIS

Em geral, a comunidade pode ser caracterizada, (descrita/medida) através de:

Composição de espécies Riqueza Diversidade de espécies Abundância relativa Equitabilidade Dominância

ESTRUTURA DAS COMUNIDADES

Relacionados a diversidade

Biótopo: Conjunto dos aspectos físicos e químicos de um determinado ambiente – área geográfica explorada pela comunidade;

CONCEITOS BÁSICOS

Ecossistema: conjunto formado pela comunidade biológica + o ambiente que a cerca;

- Componentes Bióticos: seres vivos;

- Componentes Abióticos: elementos não vivos do ecossistema (solo, água, luz, temperatura, nutrientes, umidade).

CONCEITOS BÁSICOS

CONCEITOS BÁSICOS Ecossistema: comunidade biótica + ambiente

físico(biocenose) (biótopo)

interagindo numa determinada área produzindo um fluxo de energia e a ciclagem de materiais entre as partes vivas e não vivas.

ECOSSISTEMAS- Podem incluir centenas de diferentes tipos de

organismos;- Ecossistema de floresta, de savana, aquático,

de estuário – todos interligados numa única biosfera, que inclui a totalidade de ambientes e organismos da Terra.

Exemplos de Ecossistemas Um campo abandonado ou um pequeno lago; Qualquer área exposta à luz – um gramado, uma

jardineira de janela – pode ser observada para se iniciar o estudo de ecossistemas;

Uma nave espacial, uma cidade ou agroecossistema também são exemplos interessantes, sendo considerados ecossistemas hetrotróficos.

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

Habitat: local onde determinada espécie pode ser encontrada – o “endereço” da espécie dentro do ecossistema;

a diversidade de espécies existentes está diretamente relacionada a variedade de habitats existentes.

CONCEITOS BÁSICOS

CONCEITOS BÁSICOS- Nicho Ecológico: conjunto de atividades

que a espécie desempenha em seu habitat (modo de vida alimentar, reprodutivo);

Fator Ecológico: qualquer elemento do meio capaz de agir diretamente sobre os seres vivos, pelo menos durante parte do seu ciclo de desenvolvimento;- Fatores abióticos: características físicas e químicas do meio;- Fatores bióticos: interações que se realizam entre indivíduos da mesma espécie ou de espécies diferentes;

CONCEITOS BÁSICOS

O fator ecológico pode desempenhar o papel de fator limitante quando está ausente ou abaixo de um patamar crítico ou então quando exceder o nível máximo tolerável;

- Todo ser vivo apresenta limites de tolerância quanto aos diversos fatores ecológicos, entre os quais situa-se seu ótimo ecológico;

CONCEITOS BÁSICOS

• Temperatura· Luz

· Água · Gases

atmosféricos · Nutrientes

· Espaço físico· Fogo

Fonte: www.ib.usp.br/ecologia

FATORES ECOLÓGICOS

Uma mesma espécie pode ter ampla tolerância a um fator e estreita a outro;

Em regiões de clima frio: a temperatura costuma ser o fator limitante;

Em regiões de clima quente ou árido: o fator limitante, em geral é a água.

CONCEITOS BÁSICOS

• estenoécio/euriécio (estenoeco/eurieco)

• estenotérmico/euritérmico

• estenohídrico/eurihídrico

• estenohalino/eurihalino

• Esteno- = estreito

• Euri- = amplo

Fonte: www.ib.usp.br/ecologia

CONCEITOS BÁSICOS

Manutenção dos sistemas vivos demanda gasto de E – preço pago para manter o estado de equilíbrio;

Homeostase: capacidade do organismo de manter condições internas constantes mesmo num ambiente externo variante – em todos os organismos (grau variado).

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

- Os mecanismos homeostáticos apresentam um sistema de retroalimentação ou feedback – quando o sistema se desvia de seu estado desejado, mecanismos de resposta internos agem para restaurar aquele estado.

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

Exemplo: - Sistema de aquecimento residencial: termostato controla o aquecedor;- Animal de sangue quente (homeotérmico): um

centro cerebral específico controla a temperatura corporal;

Mecanismo homeostático também nos ecossistemas:

Exemplos: - Subsistemas predador e presa regulam a

densidade populacional;- Microrganismos patogênicos e parasitas;

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

- Subsistemas microbianos regulam o armazenamento e a liberação de nutrientes;

Capacidade de se manter estável diante de perturbações (tempestade);

Capacidade de se recuperar rapidamente;Limite: à medida que a perturbação aumenta

(freqüência e intensidade), o sistema embora controlado, pode não ser capaz de voltar exatamente ao mesmo nível de antes.

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

Propriedades dos Ecossistemas- Seguem as leis da termodinâmica:- Matéria e Energia (E): em qualquer sistema

natural, ambas são conservadas, ou seja não se criam nem se destroem.

Lei da Conservação de Massa (LCM) e 1ª Lei da Termodinâmica (LT).

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

LEI DA CONSERVAÇÃO DE MASSA- Explica a poluição ambiental – por não ser

possível consumir a matéria até sua aniquilação – geração de resíduos em todas as atividades dos seres vivos.

Resíduos indesejados por quem os eliminou, mas que podem ser reincorporados ao meio para serem reutilizados através da reciclagem – ocorre na natureza por meio dos ciclos biogeoquímicos.

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

1ªLEI DA TERMODINÂMICA- a E pode ser transformada de uma forma em

outra, mas não pode ser criada ou destruída.

E solar é transformada pelos vegetais na fotossíntese em E química (moléculas complexas), quebradas durante a respiração em moléculas menores, liberando a E que é utilizada nas funções vitais do organismo.

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

2ªLEI DA TERMODINÂMICA- A transformação da E ocorre da mais nobre

para uma menos nobre (menor qualidade) – embora a quantidade de E seja preservada (1ªLT), a qualidade é sempre degradada – parte da E utilizada é dispersa, em geral, na forma de calor (“E inaproveitável”).

PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS

- A energia luminosa absorvida pelos vegetais é, em parte, perdida no processo de transformação em energia potencial e no próprio metabolismo do vegetal.

- A energia absorvida pelo herbívoro também é reduzida de uma parcela, a qual, então, é empregada em seu processo metabólico e em suas atividades diárias.

- A energia útil reduz-se a cada passo, tornando-se inteiramente inaproveitável, na forma de calor.

Componentes bióticos de um ecossistema• 3 categorias: - Produtores

- Consumidores - Decompositores

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

Produtores: - Seres capazes de produzir substâncias

orgânicas - seus próprios nutrientes (alimento);

Seres autótrofos.

- 2 tipos de produtores:• Fotossintetizantes: vegetais clorofilados

(verdes), capazes de produzir matéria orgânica na presença de luz e água, absorvendo CO2 e liberando O2;

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

- A partir da glicose produzida na fotossíntese, o vegetal sintetiza outras substâncias orgânicas mais complexas como lipídeos e proteínas que fazem parte de sua estrutura.

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

• Quimiossintetizantes: obtêm a energia que necessitam a partir de substâncias inorgânicas, através de reações químicas (oxidações).- Sulfobactérias: oxidam o gás sulfídrico (H2S) produzindo enxofre e energia;- Nitrobactérias: oxidam compostos que possuem nitrogênio;- Bactérias que oxidam compostos de ferrro.

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

Consumidores:- Seres incapazes de produzir seu próprio

alimento – necessitam buscá-lo, direta ou indiretamente, junto aos produtores;

Seres heterótrofos.- São subdivididos em: • Consumidor Primário ou de 1ª Ordem: se

alimenta diretamente dos produtores – animais herbívoros: gafanhoto, coelho, ruminantes, girafas;

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

• Consumidor Secundário ou de 2ª Ordem: nutrem-se de consumidores primários – sapos, algumas aves

• Consumidor Terciário ou de 3ª Ordem: nutrem-se de consumidores secundários – onças, falcões

• Animais Onívoros: dieta mista, consome tanto vegetais quanto animais – jabuti, ursos, lobos, ema, humanos;

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

Decompositores: seres que se alimentam de matéria em decomposição – degradam substâncias orgânicas transformando-as em inorgânicas que retornam ao ecossistemas podendo ser novamente usadas pelos produtores – algumas bactérias e fungos.

CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS

Decompositores:

não ingerem comida, como os herbívoros e os carnívoros. Sua nutrição ocorre por um processo de absorção, mediante o lançamento de enzimas sobre a matéria orgânica morta.

Parte da matéria orgânica degradada é absorvida e o restante é devolvido ao meio, na forma de compostos inorgânicos que são utilizados, pelos autótrofos, para a síntese de mais alimentos.

Toda vida na Terra depende da E proveniente do Sol;

Radiação Solar:

a distribuição das diversas formas de vida são conseqüências da variação de sua incidência e intensidade – principal causa das diferenças climáticas entre as diversas regiões do mundo.