Definições e conceitos básicos em ecologia

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1 Definições e conceitos básicos em ecologia
Profª Dra Danielli C.Granado Romero

2 ECOLOGIA??

3 definições Ecologia 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).

4 definições 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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;

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

10 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.

11 definições Interação entre a ecologia e outras ciências: Zoologia
Genética Evolução ECOLOGIA Etologia Microbiologia Geociências Botânica

12 definições Ciências que fornecem ferramentas para o
estudo ecológico e ciências nas quais o conhecimento ecológico pode ser aplicado. Estatística Direito Amb. Computação Engenharias Biologia Molecular ECOLOGIA Economia Climatologia Ciên. Sociais Química Ciên. Médicas

13 Biosfera: camada da Terra biologicamente habitada.
definições Biosfera: camada da Terra biologicamente habitada.

14 definições A biosfera recobre, em parte, 3 dos compartimentos que compõem a Terra: Idade da Terra: entre 4,2 e 4,5 bilhões de anos. De 6 mil metros de profundidade, nos oceanos, até 8 mil metros de altura, na atmosfera, que corresponde à altura das mais altas montanhas.

15 definições OS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO E O ÂMBITO DA ECOLOGIA
Fonte:

16 definições

17 CONCEITOS BÁSICOS 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;

18 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.

19 CONCEITOS BÁSICOS População: conjunto de indivíduos da mesma espécie, que habitam determinada área - dinâmica de populações – unidade básica da evolução;

20 O que caracteriza uma POPULAÇÃO?

21 POPULAÇÃO Grupo de indivíduos da mesma espécie Vivendo numa mesma área
Num determinado período de tempo

22 POPULAÇÃO 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.

23 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.

24 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.

25 Razão sexual (Sex ratio)
POPULAÇÃO Principais propriedades: Tamanho da população Densidade Natalidade Mortalidade Distribuição etária Dispersão Forma de crescimento Razão sexual (Sex ratio)

26 CONCEITOS BÁSICOS Comunidade : Conjunto de seres vivos de diferentes espécies que coabitam uma mesma região – interação entre as populações de diferentes espécies; Também conhecida como Biocenose.

27 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)

28 CARACTERÍSTICAS GERAIS
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.

29 ESTRUTURA DAS COMUNIDADES
Em geral, a comunidade pode ser caracterizada, (descrita/medida) através de: Composição de espécies Riqueza Diversidade de espécies Abundância relativa Equitabilidade Dominância Relacionados a diversidade

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

31 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).

32 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.

33 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.

34 CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS
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.

35 CONCEITOS BÁSICOS 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.

36 CONCEITOS BÁSICOS Nicho Ecológico: conjunto de atividades que a espécie desempenha em seu habitat (modo de vida alimentar, reprodutivo);

37 CONCEITOS BÁSICOS 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;

38 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;

39 FATORES ECOLÓGICOS Temperatura · Luz · Água · Gases atmosféricos
· Nutrientes · Espaço físico · Fogo Fonte:

40 CONCEITOS BÁSICOS 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.

41 CONCEITOS BÁSICOS Esteno- = estreito Euri- = amplo
estenoécio/euriécio (estenoeco/eurieco) estenotérmico/euritérmico estenohídrico/eurihídrico estenohalino/eurihalino Fonte:

42 Propriedades dos Ecossistemas
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).

43 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.

44 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;

45 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.

46 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).

47 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.

48 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.

49 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”).

50 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.

51 CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS
Componentes bióticos de um ecossistema 3 categorias: - Produtores - Consumidores - Decompositores

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53 Produtores: Seres capazes de produzir substâncias orgânicas - seus próprios nutrientes (alimento); Seres autótrofos.

54 CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS
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.

55 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.

56 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;

57 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;

58 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.

59 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.

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61 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.