Ecologia I: Conceitos fundamentais em Ecologia

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1 Ecologia I: Conceitos fundamentais em Ecologia
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE Departamento de Biologia Núcleo de Ecossistemas Costeiros - ECOS Profa. Myrna Landim 2007/1

2 Ecologia “Ecologia é o estudo das complexas inter-relações, chamadas por Darwin de condições da luta pela vida” (Ernest Haeckel, 1870). “Ecologia é o estudo da estrutura e da função da natureza , entendendo-se que o homem dela faz parte" (Odum, 1972). “Ecologia é a ciência que estuda as condições de existência dos seres vivos e as interações, de qualquer natureza, existentes entre esses seres vivos e seu meio“ (Dajoz, 1973).

3 Ecologia “Ecologia é o ramo da ciência concernente à inter-relação dos organismos e seus ambientes, manifestada em especial por: ciclos e ritmos naturais; desenvolvimento e estrutura das comunidades; distribuição geográfica; interações dos diferentes tipos de organismos; alterações de população; o modelo ou a totalidade das relações entre os organismos e seu ambiente" (Webster`s, 1976).

4 Ecossistemas “É a unidade básica com a qual lidamos, pois inclue tanto os organismos quanto o ambiente em que vivem” (Odum, 1972). “É o espaço limitado onde a ciclagem de recursos através de um ou vários níveis tróficos é feita por agentes mais ou menos fixos, utilizando simultânea e sucessivamente processos mutuamente compatíveis que geram produtos utilizáveis a curto ou longo prazo" (Dansereau, 1978).

5 Ecossistemas “É um sistema aberto integrado por todos os organismos vivos (compreendido o homem) e os elementos não viventes de um setor ambiental definido no tempo e no espaço, cujas propriedades globais de funcionamento (fluxo de energia e ciclagem de matéria) e auto-regulação (controle) derivam das relações entre todos os seus componentes,. tanto pertencentes aos sistemas naturais, quanto os criados ou modificados pelo homem" (Hurtubia, 1980).

6 Ecossistemas Segundo a enciclopédia eletrônica Wikipédia: “Ecologia designa o conjunto formado por todos os fatores bióticos e abióticos que atuam simultaneamente sobre determinada região. Considerando como fatores bióticos as diversas populações de animais, plantas e bactérias e os abióticos os fatores externos como a água, o sol, o solo, o gelo, o vento...”

7 Exemplo de Ecossistemas
Ecossistema de Praias: Os ecossistemas de praias são importantes como atração turística e como um lugar onde a energia das ondas é utilizada. As praias se formam quando há um abastecimento de areia e energia de ondas regulares que conservam a praia organizada e limpa. Muita da areia que forma parte das praias, foi trazida pela corrente marinha através de milhões de anos. Essa corrente é gerada na zona de rompimento das ondas que vem a partir da praia de forma angular. As ondas enviam sua energia em correntes ao longo da praia levando areia na direção em que essas ondas rompem. (Texto e figura do livro de Odum Ortega, ANO?)

8 Exemplo de Ecossistemas
Ecossistema de Dunas de Areia: Em direção à costa, a partir das praias, em áreas sem distúrbios, se encontram as dunas de areia. São grandes colinas de areia construídas por areia da praia carregada pelo vento. Plantas pioneiras, tais como ervas e aveia do mar, crescem primeiro. Suas sementes são facilmente transportadas por pássaros e pequenos animais. Essas ervas altas sustentam a areia arrastada pelo vento, suas longas raízes fibrosas alcançam a água do subsolo (água de chuva que penetra através dos poros da areia). A água fresca recolhida nas dunas é suficiente para sustentar pequenas comunidades de pessoas. Devido ao fato de a água fresca ser menos densa que a água salgada, a primeira flutua sobre a outra mantendo-se separadas. Onde as dunas não tem sido alteradas por muitos anos, desenvolve-se uma floresta marítima. A espuma das tempestades marinhas tende a matar as folhas. Mas a floresta desenvolve uma espessa cobertura superior que protege as folhas interiores da espuma salgada. Essa vegetação faz com que a costa marinha seja estável, segura à vinda de tempestades.

9 Exemplo de Ecossistemas
Ecossistema de Dunas de Areia Se a vegetação é retirada e as dunas são destruídas, a areia começa a mover-se com o vento e se torna instável, eliminando a proteção contra a invasão do mar quando sucedem grandes tempestades. As dunas e praias devem ser capazes de ajustar-se às marés e tempestades, e conservar sua capacidade de se reformar para manter o sistema saudável; além disso a zona da praia deve ser ampla, livre de pavimentação e de tipos exóticos de vegetação. As casas deveriam ser construídas sobre plataformas, assim a areia poderia se locomover entre elas. Já que as plantas das dunas não são muito resistentes a veículos, os bugies deveriam ser proibidos. A vegetação natural dá um ambiente bonito e um bom habitat para muitos animais. (Texto do livro de Odum Ortega)

10 Biosfera: “É o maior sistema biológico e o que mais se aproxima da auto-suficiência, a qual inclui todos os organismos vivos da Terra que interagem com o ambiente físico como um todo, para manter um sistema de estado contínuo, intermediário no fluxo de energia entre a entrada de energia de origem solar e o dissipador térmico do espaço. Estado contínuo significa um equilíbrio auto-ajustador, uma condição equilibrada que está mais ou menos imune a perturbações, pelo menos em pequena escala” (Odum, 1988). “A parte da Terra que contém vida. Forma uma película, que se estende desde cerca de 7 a 9 Km acima da superfície do planeta até uma distância equivalente na profundeza do oceano. Essa película de vida é heterogênea em densidade e espessura. A biosfera é afetada pela posição e pelos movimentos do ar e da água. Essas condições causam grandes diferenças de temperatura e pluviosidade de lugar para lugar e estação para estação. Tais diferenças se refletem em diferenças nos tipos de vida animal e vegetal” (Helena Curtis, 1977).

11 Biosfera: “Conjunto de seres vivos em toda a esfera terrestre” (Aurélio Bolsanello e José Daniel Broocke Filho, 1972). “Toda a zona aérea, terrestre e aquática da superfície da Terra que é ocupada pelos seres vivos” (Claude A. Ville, 1977).

12 Litosfera: "a litosfera constitui o material rochoso, rígido, correspondente a crosta e arte do manto superior, que flutua sobre um material mais plástico, próximo ao estado de fusão, denominado Astenosfera" (Wyllie 1979). La litosfera es la capa externa de la Tierra y está formada por materiales sólidos, engloba la corteza continental, de entre 20 y 70 Km. de espesor, y la corteza oceánica o parte superficial del manto consolidado, de unos 10 Km. de espesor (REF?).

13 Litosfera “é a camada rígida externa da Terra. É a mais rígida do planeta. É limitada na parte inferior por uma zona de baixa velocidade, que vem sendo definida, convencionalmente, por uma superfície isotérmica de °C. A litosfera é má condutora de calor. Transmite o calor recebido pela astenosfera, através da convecção, por condução e irradiação” (Lucivânio Jatobá, 2006).

14 Litosfera “A litosfera pode ser definida como sendo uma camada superficial fria, móvel e com rigidez, resistindo a esforços da ordem de até 1 kbar durante intervalos de tempo superiores a 109 anos” (Leila Marques Soares, 1996). “Capa superficial de rocas (corteza) que envuelve a la Tierra” (Parra, 1984). O esquema mostra a Litosfera (linha verde), camada mais externa da Terra onde se formam as placas tectônicas.

15 Hidrosfera “Abrange todas as águas naturais da Terra. Os oceanos, mares, lagos e rios cobrem, aproximadamente, 3/4 de sua superfície. Abaixo do solo, em profundidade que varia de poucos a milhares de metros, encontramos água subterrânea (lençóis freáticos). Assim, existe um manto de água, quase contínuo, ao redor da Terra. Se ela fosse distribuída uniformemente sobre a superfície de nosso planeta, a qual consideraríamos plana, formaria um único oceano com, em torno de, m de profundidade” (Germano SCHÜÜR e João Carlos SELBACH, 1999).

16 Hidrosfera “A Hidrosfera é a esfera de todas as águas do planeta, as quais formam uma camada descontínua sobre a superfície da Terra, ou seja, é a camada do planeta que tem água. Neste sub-sistema estão incluídos todos os organismos vivos que habitam na água ou dependem dela e também todos os habitats aquáticos” (Lecídia Maio, 1998).

17 Oceanos e mares do mundo

18 Bioma “Segundo Ricklefs (2001), é a classifição das comunidades biológicas e ecossistemas, com base em semelhanças de suas características vegetais”. “Comunidade importante que se estende sobre uma grande área caracterizada por uma vegetação dominante”. (Ferreira, 2001)

19 Bioma “Bioma é considerado como conjunto de vida (vegetal e animal) constituído pelo agrupamento de tipos de vegetação contínuos e identificáveis em escala regional, com condições geoclimáticas similares e história compartilhada de mudanças, o que resulta em uma diversidade biológica própria” (IBGE, 2003).

20 Precipitação e umidade
Tabela 1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E BIOLÓGICAS DOS PRINCIPAIS BIOMAS Tabela 1 - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E BIOLÓGICAS DOS BIOMAS Bioma Precipitação e umidade Temperatura Vegetação Solo Diversidade Tundra umidade e chuva moderadas frio perpétuo verão muito curto herbéceas líquens musgos solo congelado na maior parte do ano baixíssima Taiga (Florestas Boreais) inverno muito frio e verão frio árvores perenifólias, arbustos solo raso, pedregoso muito baixa Florestas Temperadas chuva homogênea e moderada estações quente e fria árvores caducifólias fértil moderada Campos de Gramíneas estação seca longa inverno frio e verão moderado principalmente gramíneas moderado a fértil baixa Florestas Tropicais muita chuva, umidade alta, pouca sazonalidade quente o ano todo árvores perenes, arbustos, cipós, epífitas pobre a moderadamente fértil altíssima Savanas Tropicais estações seca e úmida bem marcadas alta a moderada gramíneas, árvores baixas e arbustos alta Desertos pouca umidade e chuva grande variação diária arbustos, cactos pobre a fértil baixa a moderada

21 Figura 1: BIOMAS DO BRASIL

22 Mata Atlântica

23 Florestas de Araucárias

24 Caatinga

25 Pantanal

26 Manguezal

27 Habitat “Segundo Ricklefs (2001), é o lugar, ou estrutura física, no qual um organismo vive na natureza”. (QUAL LIVRO VOCÊS LERAM?) Exemplos: Habitat de floresta, deserto, e recife de coral

28 Habitat de Floresta

29 Habitat de deserto Habitat desértico

30 Habitat de Recife de Coral

31 Aquático Terrestre

32 População Uma população é um grupo de organismos pertencentes a um mesmo grupo taxonômico, geralmente uma espécie, que se encontram ocupando um determinado espaço. (fonte?) São formadas por organismos da mesma espécie, isto é, um conjunto de organismos que podem se reproduzir produzindo descendentes férteis. (fonte?)

33 Comunidade 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. (fonte?) É o conjunto de todas as populações de uma certa área. (fonte?)

34 Potencial Biótico O potencial biótico de uma população corresponde à sua capacidade potencial para aumentar seu número de indivíduos em condições ideais, isto é, sem que nada haja para impedir esse aumento. (fonte?)

35 Crescimento Populacional
É o real crescimento de uma população. PB.- Capacidade de aumento em condições ideais de seus indivíduos. RA.- Conjunto de fatores que se opõem ao potencial biótico. CP = PB - RA

36 Curva de Crescimento

37 Densidade populacional
A densidade corresponde ao número de indivíduos de uma população em uma determinada área ou volume. (fonte?) D = n. de indivíduos/área

38 Densidade Populacional

39 Taxa de Natalidade e Taxa de Mortalidade
A taxa de natalidade corresponde à velocidade com que novos indivíduos são adicionados à população, por meio da reprodução. (fonte?) A taxa de mortalidade corresponde à velocidade com que indivíduos são eliminados da população, por morte. (fonte?)

40 Índice de crescimento

41 Taxa de emigração e Taxa de imigração
Correspondem, respectivamente, ao número de indivíduos que saem e que entram de uma população, por unidade de tempo. (fonte?)

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43 Fatores Bióticos Reguladores do crescimento populacional
Amensalismo- (o/-) Competição- (-/-) Parasitismo- (+/-) Predatismo- (+/-)

44 Fatores Abióticos Reguladores do Crescimento Populacional
Clima Temperatura Tipo de solo Poluição

45 População de Zebras

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47 Fluxo de Energia A principal fonte de energia utilizada pelos ecossistemas é o sol. A maior parte da energia provinda do sol é refletida de volta pelas nuvens e pelo pó da atmosfera. Somente pequena parte dessa energia entra em uma cadeia alimentar de organismos vivos. E apenas 1 a 2% dessa energia são utilizados em fotossíntese. ( Helena Curtis, 1977)

48 Fluxo de energia unidirecional nos níveis tróficos

49 Fluxo de Energia “Retratou os ecossistemas como diagrama de fluxo de energia”. (Eugene P. Odum, 1953)

50 Quantidade de energia nos respectivos níveis tróficos.

51 Ciclagem de Nutrientes
É a ciclagem de substâncias inorgânicas pelos sistemas. Essas substâncias incluem a água, nitrogênio, carbono, fósforo, potássio, enxofre, magnésio, sódio, cálcio e outros minerais. É o chamado ciclo biogeoquímico, por implicar em componentes geológicos e biológicos: Geológicos: Atmosfera, litosfera e hidrosfera. Biológicos: Produtores, consumidores e decompositores. (Helena Curtis, 1977)

52 CICLO DO OXIGÊNIO

53 Ciclagem de Nutrientes
“A reciclagem ou regeneração dos alimentos em formas que podem ser utilizadas por outros organismos proporcionando a chave para o entendimento da regulação do funcionamento do ecossistema”(Ricklefs, 1996)

54 Ciclagem de Nutrientes
Para Ricklefs (Ano?) existe uma diferença entre os ecossistemas terrestres e aquáticos, que é o material usado na reciclagem dos nutrientes, mas há uma semelhança que é as transformações química e bioquímicas de ambos.

55 CICLO DA ÁGUA

56 Ciclagem de Nutrientes
Deslocamento cíclico da matéria dentro do ecossistema. As principais espécies de matéria são: Carbono, oxigênio, fósforo, azoto, além de outros minerais. ( Kenneth C. Jones e Anthony J, 2000)

57 Ciclo do carbono

58 Ciclagem de Nutrientes
É a fixação de um elemento através de um organismo, em sua massa dentro de um ecossistema, que circulará entre os organismos através da cadeia alimentar. ( Linda S. Caldas, 1978)

59 CICLO DO NITROGÊNIO

60 Sucessão ecológica “Sucessão é a seqüência de alterações nos tipos de populações e das comunidades que vivem num ecossistema” (Jones e Caudin, 2000). “[...] a sucessão ecológica envolve mudanças na estrutura de espécies e processos da comunidade ao longo do tempo,(...),que resulta da modificação do ambiente físico pela comunidade e de interações de competição e coexistência a nível de população”(Odum, 1988).

61 Sucessão ecológica

62 “[...] seqüência ordenada de comunidades que se alteram á medida que as condições físicas também se alteram [...]” (Claude A. Ville, 1977). “[...] é a mudança de comunidade após uma perturbação de habitat ou a exposição de um novo substrato” (Ricklefs, 2003).

63 “[...] é uma seqüência ordenada de modificações no tipo de vegetação e de outros organismos de uma determinada região”(Curtis, 1977).

64 Adaptação “[...] é a acumulação, nos organismos, de características que melhoram a sua capacidade de sobrevivência no ambiente existente” (Jones e Caudin, 2000).

65 “É o ajustamento das populações a seus ambientes, decorrente da seleção natural” (Curtis, 1977).

66 “a adaptação se dá por influência da seleção natural, agindo sobre a variabilidade produzida pelas mutações e pela recombinação de gens”(Oswaldo Frota-Pessoa, 19--).

67 Cadeia Alimentar Cadeia alimentar é “ a transferência de energia de tipos de plantas, através de uma série de organismos que comem os precedentes e que são comidos pelos seguintes” (Villee, 1979). “ A passagem de energia de um organismo para outro ocorre ao longo de uma cadeia alimentar, constituída de níveis tróficos (de alimentação)” (Curtis, 1977).

68 Níveis Tróficos Os “elos” da cadeia alimentar.
Produtores, consumidores e decompositores. Produtor: planta verde, alga fotossintetizante. Consumidores: Herbívoros. Consumidor secundário: Carnívoros ( leão, peixe, pássaro, aranha ). Decompositores.

69 Pirâmide Alimentar Pirâmide alimentar é “a visualização de uma cadeia alimentar onde cada passo na pirâmide é muito menor do que aquele no qual se inicia. Uma vez que os predadores são geralmente maiores que as suas presas, a pirâmide de números de indivíduos em cada etapa da cadeia é ainda mais restrita que a pirâmide de massa de indivíduos nas etapas sucessivas” (Villee, 1979).

70 “ O fluxo de energia por uma cadeia alimentar é frequentemente representado por um gráfico de relações quantitativas entre os diferentes níveis tróficos. Como são dissipadas grandes quantidades de energia e de biomassa em cada nível trófico, de tal modo que cada um conserva quantidade menor que o precedente, esses diagramas quase sempre assumem a forma de pirâmides.” ( Curtis, 1977 ).

71 Pirâmide de Números

72 Pirâmide de Biomassa

73 Pirâmide de Fluxo de Energia

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78 Interação predador - presa
“O predador típico é sempre um indivíduo de vida livre que caça, mata e devora os indivíduos de outras espécies com o objetivo de alimentar-se” (George L. Clarke, 1971).

79 “Os predadores capturam os indivíduos e os consomem, desse modo removendo-os da população de presas” (Robert E. Ricklefs, ANO?). “Predação é também uma associação negativa, em que a espécie predadora ataca e devora a espécie-presa” (Benedito Braga, et al., 2005).

80 Os predadores podem ser classificados em:
Monófagos Estenófagos Oligófagos Polífagos Insaciáveis

81 Monófago Polífago Insaciável

82 Controle Biológico “Controle biológico é um fenômeno natural que consiste na regulação do número de plantas e animais por inimigos naturais” (José Roberto P. Parra, et al,, 2002). “O controle biológico consiste no emprego de um organismo (predador, parasita ou patógeno) que ataca outro que esteja causando danos econômicos às lavouras.” (

83 Tipos de controle: Controle biológico clássico
Controle biológico natural Controle biológico aplicado (CBA)

84 O Futuro do Controle Biológico:

85 Processos:

86 Barreiras a serem ultrapassadas:
Tradição do uso de químicos Pressão de grandes empresas (multinacionais) Conhecimento e divulgação do controle biológico Diversidade de culturas de pragas Nível cultural do agricultor Disponibilidade do produto (Brasil)

87 Competição “Competição é o uso ou defesa de um recurso por um indivíduo que reduz a disponibilidade daquele recurso para os outros indivíduos. Sendo assim, é um dos mais importantes mecanismos pelos quais as atividades de indivíduos afetam o bem estar dos outros, não importando se pertencem a mesma espécie (competição intra-específica) ou a espécies diferentes (competição interespecífica )” ( Ricklefs, 1990). Exemplo: Girafas

88 “Competição é a disputa entre dois organismos, muitas vezes por espaço, o alimento, a luz, suscetibilidade a carnívoros, etc. Ela pode ser de dois tipos: por inibição mútua, na qual as duas populações inibem ativamente uma á outra; e por uso de recursos, na qual cada população afeta adversamente a outra, de forma direta, na luta por recursos limitados. A competição pode resultar em ajustamentos no equilíbrio pelas duas espécies ou, se ela for intensa, ela pode fazer com que a população de uma espécie substitua ou force a outra a ocupar outro espaço ou utilizar outro alimento” (Odum, 1983). Exemplo:

89 “Competição é o resultado do inter-relacionamento de organismos ou espécies na procura do mesmo recurso, para tanto recorrendo a meios que afetam o crescimento. Dessa forma e de maneira geral, as interações competitivas implicam, como resultado final, a conquista de espaço e de alimento para garantia da sobrevivência de determinada espécie, em detrimento de outra ou outras” (Oswaldo Forattini, 1992).

90 Parasitismo: Segundo Ricklefs (1990), parasitismo é bastante semelhante à predação no sentido que um recurso vivo é consumido, diferindo no recurso que não é eliminado, pelo menos não imediatamente. Quanto aos parasitos e os organismos patogênicos têm conseqüências fisiológicas e comportamentais profundas para seus hospedeiros, reprodução adversamente afetada em muitas situações, e podem limitar a distribuição geográfica.

91 Segundo Odum (1983), parasitismo é um exemplo familiar de interações de populações que resultam em efeitos negativos no crescimento e sobrevivência de uma população e em um efeito positivo ou benéfico na outra. Exemplo: O vírus da raiva

92 Segundo Oswaldo Forattini (1992), parasitismo é a sobrevivência dos organismos de uma espécie que dependem claramente das atividades metabólicas de organismos de outra espécie, daí resultando em maior ou menor grau, conseqüências adversas para estes. Para ele, decorrem dois conceitos: um deles é o de infectividade e o outro é o de patogenicidade.

93 Referências bibliográficas
BRAGA, Benedito et al. Introdução a Engenharia Ambiental. 2 ed. São Paulo: Person Prentice Hall, 2005. CALDAS, Linda Styer. Princípios biológicos, uma introdução. Rio de Janeiro: Editora UNB, 1978. CLARKE, George L. Elementos de ecología. Trad. Dr. Miguel Fusté. Barcelona: Omega, 1971. CURTIS, Helena. Biologia.Trad: Heni Sauaia.Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1977. FROTA-PESSOA, Oswaldo. Manual de biologia. São Paulo: Livraria Forense,19--. JONES, Kenneth C; GAUDIN, Anthony J. Introdução à Biologia. Trad. A. Xavier da Cunha. Lisboa: Fundação Calouste Gulberkian, 2000. ODUM, Eugene Pleasants. Ecologia. Trad. Kurt G. Hell. São Paulo, Pioneira; Brasília, INL, 1975. ODUM, Eugene. Ecologia. Trad:Christopher J. Tribe. São Paulo: Guanabara Koogan, 1988. PARRA,José Roberto et al.Controle biológico no Brasil: parasitóides e predadores. São Paulo: Manole, 2002. RICKLEFS, Robert E. A economia da natureza. 3 ed. Trad. Profª Cecília Bueno e Prof. Pedro P. de Lima e Silva. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan.3.ed. 2003 RICKLEFS, Robert E. A economia da natureza. Rio de Janeiro:Editora Guanabara Koogan VILLE, Claude A. e outros. Biologia. Trad. Antônio Cralos da Silva e outros. Rio de Janeiro: Interamericana, 1977.

94 Referências bibliográficas
em 1 mai. 2007 Aceso em 1 mai. 2007 em 30 abr. 2007 em 30 abr. 2007

95 Autores: Ecologia & Ecossistema:
Alexander, Wesley, Felipe, Jamile, Robson Biosfera & Cia: Amanda Gomes, Tatiana Ribeiro, Thaís Ávila e Valdemar Barros Bioma & Habitat: Ana Gorette, Francineide Gonçalves, Nicolle Arruda, Tiago Santos & Tiago Nascimento População e Comunidade: Caroline de Castro, Fábio Cléber Moura, Isabella Ribeiro, Rafaela Ramos, Robério Nascimento e Saulo Azevedo Fluxo de energia e ciclagem de nutrientes: Juciara Almeida Santos. Juliano Gonçalves Lima, Luciene Costa Santana, Mateus Avelino de Jesus Santos, Nayara Santos Souza e Thales Feitosa Andrade Sucessão Ecológica e Adaptação: Amilton Passos, Catherine Santos, Geraldo Júnior, Ítallo Romany, Vinícius Reis, Marcos Cadeia alimentar: Anderson, Catrine, Juliano e Marília Interação predador – presa & Controle Biológico: Aline Greyce, Ana Bárbara, Daniela Lima, Maiane Cássia e Pâmala Jéssica Competição e Parasitismo: Kleiton, Lucas Alexandre, Lucas Aroaldo e Maurício