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ECOLOGIA

Luís Chícharo

Aula n º 2

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Sumário aula nº 1

Definição de ecologiaReconhecimento da ecologia como ciênciaDesastres ecológicosImpacto humano na aceleração dos ciclos de matéria e energiaMitigação e recuperação de ecossistemasNoções sustentabilidade dos recursos, tragédia dos comuns e precauçãoEvolução do pensamento ecológico – tipos de ecologiaObjecto de estudo da ecologia relativamente a outras ciênciasHistória ecologia

- classificação seres vivos- evolução- selecção natural- dinâmica populações – factores crescimento e de redução- capacidade de suporte do meio- noção de super-organismo - ecossistema- dinâmica ecossistema

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Níveis de organização em Ecologia

AUTOECOLOGIA(organismos)

DEMOECOLOGIA(populações)

SINECOLOGIA(comunidades)

Complexidade

Interrelações FACTORES AMBIENTAIS

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Níveis de organização em Ecologia

AUTOECOLOGIA

DEMOECOLOGIA

SINECOLOGIA

Complexidade

Interrelações

FACTORES AMBIENTAIS

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AUTOECOLOGIA

DEMOECOLOGIA

SINECOLOGIA

Complexidade

Interrelações

Espécie A

Espécie B

FACTORES

AMBIEN

TAISNíveis de organização em Ecologia

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Classificação dos factores ecológicos

Factores bióticos e abióticos

Factores dependentes e independentes da densidade

Condições e Recursos

Ex: A salinidade não depende com a densidade dos peixes num aquárioEx: O oxigénio dissolvido depende da densidade dos peixes num aquário

Ex: A taxa de predação da população de raposas depende da densidade da população de lebres

Ex: temperatura no interior da colmeia- factor abiótico?

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Classificação dos factores ecológicos

Condições e Recursos

Factor ambiental abiótico que varia no tempo e no espaço masque pode ser alterado pela presença de organismos

Tudo o que é consumido pelos organismos" (Tilman, 1982)

Ex: a luz é consumida pelas plantas para produção de biomassaEx: a toca de um esquilo ao ser utilizada não possibilita a sua utilização para outro fim por outro animal pelo que a toca é "consumida" (recurso)

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Influência dos factores ecológicos nosorganismos e espécies

eliminam as espécies das zonas com ambientes não favoráveis

determina a distribuição espacial e temporal das espécies

►

►

► modificam as taxas de natalidade e de mortalidade

condiciona a abundância das espécies

favorecem a ocorrência de modificações adaptativas

determina o sucesso das espécies (extinção e especiação)

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Influência do factor ecológico no desempenhodas espécies

1 – factor ecológico afecta o desempenho de forma contínua,entre níveis extremos Ex. temperatura e pH.

2 – influência do factor ecológico só afecta desempenhoem valores de intensidade elevados Ex. toxinas, poluentes

3 – Influência reduzida do factor é essencial para o desempenho mas é negativa em intensidades elevadas. Ex. P.ex. NaCl (animais) e micronutrientes Zn, Mg.. (plantas)

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Métodos para análise da influência do factor ecológico no desempenho das espécies

► métodos morfométricos

Ex: relação peso/comprimento; peso das estruturas rígidas/peso total

► métodos histológicos

Ex: diâmetro e estrutura das células do tubo digestivo

► métodos bioquímicos

Ex: triglicerídeos/colesterol; DNA/mg peso seco; RNA/DNA

► métodos fisiológicos

Ex: taxas filtração, taxas excreção, “scope for growth”

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Métodos fisiológicos – “scope for growth”

MATÉRIA

ENERGIA

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Amplitude da Tolerância - valência ecológica

AMPLO

REDUZIDO

EURI…..

ESTENO…..

EURITÉRMICOEURIHALINO

ESTENOTÉRMICOESTENOHALINO

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Cada ser vivo apresenta, face aos diversos factores ecológicos, limites de tolerância, entre os quais se situa o óptimo ecológico

Lei da Tolerância (Shelford, 1911)

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Factor ecológico limitante: Lei do Mínimo(Leibig, 1840)

“O crescimento (dos vegetais) é limitado pelo elemento cuja concentração é inferior ao valor mínimo (abaixo do qual não existe

crescimento)”.

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Transferência de matéria e energianossistemas ecológicos

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Transferência de matéria e energia: Leis datermodinâmica conservação da energia e exergia

2nd law of thermodynamics - a tendency toward entropy or maximum disorganization of structure and maximum dissipation of utilizable energy – mínimaexergia (Rudolf Clausius and William Thomson (Lord Kelvin), mid. XIX)

1st law of thermodynamics - the energy can neither be created nor destroyed(Julius Robert Mayer, 1842)

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Life-processes consume the exergy in the energy.

Exergia e processos biológicos

Exergy - thermodynamic concept expressing energy or biomassquality in an Ecosystem (Jørgensen & Mejer, 1979):

Exergy is dependent on the structural complexity of the biomass or its quality

Specific Exergy (SpEx) -Exergy per biomass unity

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where Ci is biomass of a certaintaxonomic or functional groupand βi is the genetic informationon it (DNA).

Exergia : medida da “qualidade” dos ecossistemas

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Inventory of Water Total amount ofwater: 1,385,990.5 x 1015 kg

Data from Chahine, 1992, The hydrological cycle and its influence on climate, Nature, v. 359, p. 373-380;

Ciclo da Água: reservatórios, fluxos, residênciaEstimated Flows of Water in

the Global Water CycleFlows given in units of 1015

kg/year

Residence times

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Ciclo da Água: intervenção humanaPer Capita Water Use in 1987

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Ciclo do Carbono

Estimated major stores ofcarbon on the Earth.

AQUECIMENTO GLOBAL

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Ciclo do Carbono: intervenção humana

Seasonalvariation

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1 Pg C = 1 x 1015 g C

“CARBON SEQUESTRATION”

3000 m

Ciclo do Carbono: intervenção humana

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Ciclo do Fósforo

Risco de eutrofização

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Ciclo do Azoto

Ncycle.exe