Curso Ecologia/CEFET MG Aula 5: Interações Ecológicas Como as populações se comportam quando estão em comunidades.

Populações em comunidades - espécies em interação dentro de uma área geográfica Afetam + ou – as outras Sps envolvidas Podem atuar como agente regulador das populações Podem agir como forças seletivas em processos evolutivos das sps envolvidas- coevolução

Tipos de interações Harmônicas (intraespecífica): Colônias (celenterados, biofilmes), unidos fisicamente e Sociedades (abelhas e formigas) (interespecífica): Protocooperação (facultativas) ex: pássaro palito e crocodilo, carang. Bernardo-eremita e anêmona; Mutualismo ou Simbiose: (obrigatória) ex: liquens (alga+fungo), rhizobium e leguminosas, micorrizas; Cupins +protozoários; boi +bactérias e protozoários; Comensalismo (rêmora e o tubarão) Inquilinismo (peixe agulha se esconde dentro do pepino do mar); plantas epífitas (orquídeas e samambaias, usam a planta como suporte)

Tipos de interações (desarmônicas) Intra-específicas: Competição (por espaço, por alimento, pela fêmea; ex: territorialidade em cães, lobos, etc, favorece a seleção natural = Evolução) Canibalismo (fêmea do louva a Deus) Inter-específicas: Competição (exclusão competitiva de Gause, ex: Paramecium, ver Figura) Predação (forma de regular tam. Populacional; ex; lince e coelho, ver gráfico e curva de crescimento) Amensalismo (-/ 0)algas vermelhas liberam toxinas na água, fungos que liberam antibióticos) Parasitismo (usado como controle biológico) Esclavagismo (formigas vermelhas escravizam formigas foscas)

Sociedades (divisão de tarefas) (+/+)

Colônias (+/+) organismos unidos fisicamente (intraespecífica )

Protocooperação (+/+) relação facultativa

Mutualismo (+/+) interespecífica Musgos e liquens (fungos + algas)

Simbiose (+/+ ) relação obrigatória Nos liquens evidencia-se uma evolução nesse tipo de associação Desde o parasitismo até o mutualismo. Líquens mais avançados Líquens primitivos Liquens (algas- fotossíntese) + fungos (retira nutrientes do local)

Mutualismo ou simbiose (relação obrigatória) Boi (se alimenta dos ácidos graxos) + bactérias (degradadoras de celulose) Saúvas tropicais + fungos basidiomicetos Aceleram a decomposição das folhas Acelerando o processo de decomposição Fungo: aparelho enzimático degradador da celulose; Saúvas:o material fecal da formiga contém enzimas que degradam proteínas. A simbiose pode ser vista como uma aliança metabólica na qual os metabolismos do C e N dos dois organismos foram integrados

Simbiose A ciclagem de minerais, além da produção alimentar, é melhorada pela simbiose entre microrganismos e plantas Micorriza em uma raiz de castanheiro

Simbiose entre as bactérias fixadoras de N e leguminosas FBN-Azotobacter Chroococum Rhizonium + leguminosas (feijão, soja)

Ciclo do N

Hipótese endossimbiótica

Simbiose (+/+) Morte das algas em conse- quência da elevação da T dos oceanos Recife de coral em simbiose com a Microalga zooxantelas

Inquilinismo- epífitas

Comensalismo (+ / 0) Tubarão e rêmora

Tipos de interações (desarmônicas) Intra-específicas: Competição (por espaço, por alimento, pela fêmea; ex: territorialidade em cães, lobos, etc, favorece a seleção natural = Evolução) Canibalismo (fêmea do louva a Deus) Inter-específicas: Competição (exclusão competitiva de Gause, ex: Paramecium, ver Figura) Predação (forma de regular tam. Populacional; ex; lince e coelho, ver gráfico e curva de crescimento) Amensalismo (-/ 0)algas vermelhas liberam toxinas na água, fungos que liberam antibióticos) Parasitismo (usado como controle biológico) Esclavagismo (formigas vermelhas escravizam formigas foscas)

Mecanismos de competição por exploração (indireta) uma espécie (2) torna o recurso menos disponível para a outra espécie (1)

Competição por interferência direta Coral frondoso (Agaricia) x maciço (Moussa) em recifes: competição por luz e espaço - Agaricia cresce mais rapidamente e sombreia Moussa; - Moussa estende filamentos mesentéricos e digere porções da colônia do competidor; - Agaricia, desenvolve pólipos 30 vezes maiores que os normais e com nematocistos mais potentes => vence a competição - formas maciças persistem no recife em áreas mais profundas (tolerantes ao sombreamento) ou com maior força de ondas;

Herbivoria (+ / -) Caracterizada pela peculiaridade da presa ser um produtor, que pode ser consumido total ou parcialmente

Habitat e Nicho Ecológico (largura e superposição) Nichos não superpostos Nichos superpostos:divergência Curva de atividade de duas espécies Ao longo de uma única dimensão de recurso

(princípio da exclusão competitiva de Gause) Competição (+/ -) (princípio da exclusão competitiva de Gause) P.caudatum sozinho P.caudatum em cultura mista é excluido Paramecium, com nichos semelhantes

Competição e Coexistência Embora tenham os tamanhos de suas populações reduzidas, as duas espécies persistem nos cultivos porque: - ocupam posições distintas no meio de cultivo; - utilizam diferentes formas de microorganismos como alimento

Coexistência diminuição da intensidade da competição por diminuição da sobreposição (diferenciação) do nicho ecológico . Sofrem mudanças fisiológicas, morfo e/ou comportamentais de modo a partilhar os recursos de forma distinta

Efeito da competição na distribuição de aves no habitat (Odum, 1986) Restringe-se a Faixa ótima Espalha-se no habitat

Competição e outros fatores do ambiente podem afetar o processo competitivo alterando a capacidade de suporte e/ou a taxa intrínseca de crescimento das populações envolvidas Besouro Tribolium Em diferentes T e Umidade do ar (Park, 1954)

Fatores que controlam a distribuição de 2 espécies de cracas Fatores físicos, como o dessecamento, controlam os limites superiores de Balanus, enquanto que fatores biológicos, como competição e predação, Controlam a distribuição para baixo de Chthamalus.

Predação (+ / -) (Oscilação cíclica na densidade populacional)

Predação (+/- )

Parasitismo (+/ -) adaptações específicas em relação ao hospedeiro Relação com o hospedeiro Categorias Descrição Local de fixação ectoparasita sobre o corpo endoparasita dentro do corpo Grau de fidelidade obrigatório alimentação e reprodução exclusivamente no hospedeiro facultativo apresentam meios alternativos de alimentação e reprodução Número de hospedeiro monogenético uma espécie de hospedeiro digenético duas ou mais espécies de hospedeiros

Nasonia vitropennis (vespa parasita) x Musca domestica (mosca doméstica) O parasita não pode eliminar o hospedeiro, pois a vida dele Depende do primeiro. Portanto, existe uma adaptação e Coevolução entre ambos

Competição e seus efeitos Exclusão competitiva (quando a competição entre duas espécies estreitamente aparentadas provoca uma separação ecológica); Coexistência (a competição provoca muitas adaptações seletivas que facilitam a coexistência de uma diversidade de organismos numa dada área ou comunidade). Seleção Natural (competição é um dos mecanismos da seleção natural, esta atua a longo prazo, de modo a eliminar ou evitar um confronto prolongado direto entre espécies bionomicamente semelhantes). Evolução e seleção natural (A espécie é uma unidade biológica unida por um pool gênico comum). A evolução envolve mudanças nas frequências gênicas que resultam de: (1) pressão seletiva do ambiente e de espécies interativas; (2) mutações recorrentes; (3) deriva gênica, mudanças casuais na estrutura gênica. Especiação: ocorre quando o fluxo gênico é interrompido por um mecanismo isolador. Quando o isolamento é através da separação geográfica, tem-se a especiação alopátrica; quando o isolamento é por meios ecológicos ou genéticos, tem-se a especiação simpátrica.

Adaptações de presas e hospedeiros Predação e parasitismo como fator seletivo Morfológicas Comportamentais Fisiológicas Defesas mecânicas Agressividade Defesas químicas Coloração aposemática Postura de intimidação Produção excepcional de frutos e sementes em alguns anos Camuflagem/mimetismo Fingimento de morte Sistema imunológico Polimorfismo Período de atividade Limpeza corpórea

Seleção Natural

Especiação

Exercício- com base na aula e discussões, proponham para cada interação citada, se as consequências sobre crescimento, reprodução e sobrevivência para cada espécie envolvida serão positivas, negativas ou nulas. Tipo de interação Espécie 1 2 Justificativa Potocooperação Herbivoria (1 sobre 2) Predação (1 sobre 2) Competição Inquilinismo Comensalismo Simbiose-mutualismo Simbiose-parasitismo (1 sobre 2)

Relações interespecíficas (Odum, 1986) Tipo de interação Espécie 1 2 Natureza da interação Neutralismo 0 0 Nenhuma população afeta a outra Competição direta ---- ---- Inibição de cada espécie Amensalismo ---- 0 Pop. 1 inibida, 2 não afetada Parasitismo ++ --- 1 geralmente menor que 2 Predação (herbivoria) ++ ---- 1 geralmente maior que 2 Comensalismo ++ 0 1 beneficia 2 não afetada Protocooperação ++ ++ Favorável à 1 e 2 Mutualismo favorável à ambas e obrigatória