ECOLOGIA GERALECOLOGIA GERAL

INTRODUÇÃO: CONCEITOS E INTRODUÇÃO: CONCEITOS E DEFINIÇÕES.DEFINIÇÕES.

1-1-CONCEITOS – CONCEITOS – DEFINIÇÕES:DEFINIÇÕES:• Ecologia:Ecologia: “Relação do animal com os ambientes orgânico e “Relação do animal com os ambientes orgânico e

inorgânico.” (HAEKEL, Ernest, 1869);inorgânico.” (HAEKEL, Ernest, 1869);• Gr. Gr. OikosOikos = casa + = casa + logoslogos = discurso, entendimento, estudo. = discurso, entendimento, estudo.

Parte da biologia que trata das relações entre os Parte da biologia que trata das relações entre os organismos e seu ambiente.organismos e seu ambiente.

• **Primeiros “Ecólogos” – História da EcologiaPrimeiros “Ecólogos” – História da Ecologia::• *Filósofos gregos antigos (Hipócrates, Aristóteles, etc.);*Filósofos gregos antigos (Hipócrates, Aristóteles, etc.);• *Anton van Leeuwenhoek (1º microscopista, Séc. XVIII) – *Anton van Leeuwenhoek (1º microscopista, Séc. XVIII) –

pioneiro nos estudos das cadeias alimentares e regulação pioneiro nos estudos das cadeias alimentares e regulação de populações;de populações;

• *Richard Bradley (botânico inglês) – produtividade *Richard Bradley (botânico inglês) – produtividade biológica.biológica.

• *Princípio: Ecologia Animal e Ecologia Vegetal;*Princípio: Ecologia Animal e Ecologia Vegetal;• *Anos de 1968 a 1970 – início da “consciência” ecológica *Anos de 1968 a 1970 – início da “consciência” ecológica

ambiental no mundo.ambiental no mundo.

• Conceitos Técnicos:Conceitos Técnicos:• **Ambiente:Ambiente:• **Ecossistema:Ecossistema:• ♦♦Componentes BióticosComponentes Bióticos::• ♦♦Componentes Abióticos:Componentes Abióticos:• ♦♦Fatores Físicos:Fatores Físicos:• *Salinidade: limita distribuição dos organismos;*Salinidade: limita distribuição dos organismos;• *Marinhos: Eurialinos (15 - 40‰); Estenoalinos (25 - *Marinhos: Eurialinos (15 - 40‰); Estenoalinos (25 -

40‰);40‰);• *Estuarinos: Polialinos (18 - 30‰); Mesoalinos (5 - 18‰);*Estuarinos: Polialinos (18 - 30‰); Mesoalinos (5 - 18‰);• *Dulcícolas: Oligoalinos (0,5 - 5‰); Limnoalinos (0 – *Dulcícolas: Oligoalinos (0,5 - 5‰); Limnoalinos (0 –

0,5‰).0,5‰).• **Níveis de Organização Ecológica:Níveis de Organização Ecológica:• **População:População:• **Comunidade Biótica:Comunidade Biótica:• **Espécie:Espécie:• **OrganismoOrganismo::• **Biocenose ou BiogeocenoseBiocenose ou Biogeocenose: “vida e terra agindo juntos.” Europa : “vida e terra agindo juntos.” Europa

= = Comunidade e Ecossistema.Comunidade e Ecossistema.• **BiomaBioma• **Biosfera ou Ecosfera:Biosfera ou Ecosfera:

MODELO TEÓRICO DE MODELO TEÓRICO DE ECOSSITEMAECOSSITEMA

ECOSSISTEMAS TERRESTRE E ECOSSISTEMAS TERRESTRE E AQUÁTICOAQUÁTICO

• 2-2-O ECOSSISTEMA - FUNÇÃOO ECOSSISTEMA - FUNÇÃO::• Unidade funcional básica da ecologia. Termo Unidade funcional básica da ecologia. Termo

citado 1ª vez ecologista britânico A. G. Tansley citado 1ª vez ecologista britânico A. G. Tansley (1935).(1935).

• **Componentes de um ecossistema:Componentes de um ecossistema:• a)a)A ComunidadeA Comunidade..• b)b)Fluxo de Energia:Fluxo de Energia: 1 só sentido;1 só sentido; parte que entra é transformada, elevando a parte que entra é transformada, elevando a

qualidade (conversão de energia em matéria qualidade (conversão de energia em matéria orgânica, pela comunidade);orgânica, pela comunidade);

maior parte é degradada; sai do sistema como maior parte é degradada; sai do sistema como energia calórica (baixa qualidade);energia calórica (baixa qualidade);

pode ser armazenada e liberada pode ser armazenada e liberada controladamente, ou ser exportada, mas nunca controladamente, ou ser exportada, mas nunca reutilizada;reutilizada;

• c)c)Ciclagem dos materiais:Ciclagem dos materiais: pode ocorrer inúmeras vezes;pode ocorrer inúmeras vezes; sua eficiência, taxa de importação e exportação de nutrientes depende sua eficiência, taxa de importação e exportação de nutrientes depende

basicamente do tipo de ecossistema.basicamente do tipo de ecossistema.• **ESTRUTURA DE UM ECOSSISTEMA: ESTRUTURA DE UM ECOSSISTEMA: • **Estrutura TróficaEstrutura Trófica: Gr. : Gr. TropheTrophe = nutrição. = nutrição. Estrato AutotróficoEstrato Autotrófico (auto-alimentação) – (auto-alimentação) – superior.superior. Estrato HeterotróficoEstrato Heterotrófico (alimentador de outro) – (alimentador de outro) – InferiorInferior..• **Componentes Biológicos de um Ecossistema:Componentes Biológicos de um Ecossistema: • 1-1-SSubstâncias Inorgânicasubstâncias Inorgânicas::• 2-C2-Compostos Orgânicosompostos Orgânicos::• 3-3-Ambientes Atmosférico, Hidrológico e do Substrato e o Regime Ambientes Atmosférico, Hidrológico e do Substrato e o Regime

ClimáticoClimático::• 4-4-ProdutoresProdutores::• 5-5-Macroconsumidores ou FagótrofosMacroconsumidores ou Fagótrofos::• 6-6-Microconsumidores, SaprótrofosMicroconsumidores, Saprótrofos (Gr. (Gr. SaproSapro = decompor), = decompor),

Decompositores ou OsmótrofosDecompositores ou Osmótrofos (Gr. (Gr. OsmoOsmo = passar por uma membrana) = passar por uma membrana)::• *Característica Universal de todo ecossistema: *Característica Universal de todo ecossistema: interação entre os interação entre os

componentes autotróficos e os heterotróficoscomponentes autotróficos e os heterotróficos..• **Separação espacial parcial entre os organismos responsáveis pelos Separação espacial parcial entre os organismos responsáveis pelos

processos.processos.• **DetritosDetritos (Lat. (Lat. DeterereDeterere = gastar): = gastar):• MOP (POM)MOP (POM);;• MOD (DOM);MOD (DOM);

• 3-3-ESTUDO DOS ECOSSISTEMAS:ESTUDO DOS ECOSSISTEMAS:

• HOLOLÓGICAHOLOLÓGICA: (Gr. : (Gr. HolosHolos = inteiro); = inteiro);

• MEROLÓGICAS:MEROLÓGICAS: (Gr. (Gr. MerosMeros = parte); = parte);

• 4-4-CONTROLE BIOLÓGICO DO AMBIENTE CONTROLE BIOLÓGICO DO AMBIENTE GEOQUÍMICO – HIPÓTESE DE GAIA:GEOQUÍMICO – HIPÓTESE DE GAIA:

• *Organismos, e principalmente os *Organismos, e principalmente os microrganismos, evoluíram juntos com o microrganismos, evoluíram juntos com o ambiente físico, formando um sistema ambiente físico, formando um sistema complexo de controle, que mantém as complexo de controle, que mantém as condições favoráveis à vida na Terra condições favoráveis à vida na Terra (LOVELOCK, 1979, (LOVELOCK, 1979, inin ODUM, 1988). ODUM, 1988).

• Comparação das condições atmosféricas entre Comparação das condições atmosféricas entre Marte, Vênus, Terra hipotética e Terra real*.Marte, Vênus, Terra hipotética e Terra real*.

• *Segundo Lovelock, 1979. *Segundo Lovelock, 1979.

Marte Marte VênusVênus Terra sem Terra sem vidavida

Terra RealTerra Real

AtmosferaAtmosfera

Gás Gás CarbônicoCarbônico

95%95% 98%98% 98%98% 0,03%0,03%

NitrogênioNitrogênio 2,7%2,7% 1,9%1,9% 1,9%1,9% 79%79%

OxigênioOxigênio 0,13%0,13% TraçosTraços TraçosTraços 21%21%

TemperaturTemperatura a superficial superficial ((ooC)C)

-53-53 477477 290 +/- 50290 +/- 50 1313

5-5-PRODUÇÃO GLOBAL E PRODUÇÃO GLOBAL E DECOMPOSIÇÃO:DECOMPOSIÇÃO:

• *Produção anual, aproximada, de matéria orgânica por organismos *Produção anual, aproximada, de matéria orgânica por organismos fotossintetizantes ≈ 1017 (100 bilhões de toneladas), (VALLENTYNE, fotossintetizantes ≈ 1017 (100 bilhões de toneladas), (VALLENTYNE, 1962 1962 inin ODUM, 1988); ODUM, 1988);

• ♦♦A partir da 2ª metade século XX, atividades agroindustriais A partir da 2ª metade século XX, atividades agroindustriais humanas contribuíram muito para aumento da concentração de CO2 humanas contribuíram muito para aumento da concentração de CO2 atmosférico atmosférico alterações climáticas globaisalterações climáticas globais;;

• **EQUAÇÃO DE BALANÇO ENTRE PRODUÇÃO E DECOMPOSIÇÃOEQUAÇÃO DE BALANÇO ENTRE PRODUÇÃO E DECOMPOSIÇÃO::• ♦♦FotossínteseFotossíntese: armazenamento de uma fração da energia solar sob : armazenamento de uma fração da energia solar sob

a forma de energia potencial ou “ligada” do alimento;a forma de energia potencial ou “ligada” do alimento;• Na oxidação:Na oxidação:• 2H2H22A A 4H + 2ª; 4H + 2ª;• E na redução:E na redução:• 4H + CO4H + CO22 (CH (CH22O) + HO) + H22O.O.• Obs.:Obs.:• ♦♦Fotossíntese em vegetais clorofilados: A = oxigênio Fotossíntese em vegetais clorofilados: A = oxigênio água é água é

oxidada com liberação de Ooxidada com liberação de O22g e COg e CO22 reduzido a carboidrato (CH reduzido a carboidrato (CH22O) O) + H+ H22O;O;

• ♦♦Fotossíntese bacteriana: HFotossíntese bacteriana: H22A (redutor) = A (redutor) = • composto inorgânico de enxofre (Hcomposto inorgânico de enxofre (H22S) - sulfobactérias S) - sulfobactérias

verdes e verdes e roxas; ou:roxas; ou:• composto orgânico – bactérias não sulfúreas composto orgânico – bactérias não sulfúreas Não Não

liberação de Oliberação de O22;;

**FOTOSSÍNTESEFOTOSSÍNTESE::• **Plantas C3/C4:Plantas C3/C4:• ♦♦Plantas C3Plantas C3::• maioria das plantas;maioria das plantas;• fixação do CO2 pelo fixação do CO2 pelo Ciclo do Fosfato de Ciclo do Fosfato de

Pentose C3 = Ciclo de CalvinPentose C3 = Ciclo de Calvin;;• melhores desempenhos (maior taxa melhores desempenhos (maior taxa

fotossintética) sob luz e temperatura moderadas;fotossintética) sob luz e temperatura moderadas;• inibidas sob luz forte e temperaturas altas.inibidas sob luz forte e temperaturas altas.• menor aproveitamento de água: 400g a menor aproveitamento de água: 400g a

1000g de água 1000g de água 1 g matéria seca; 1 g matéria seca;• inibidas sob altas concentrações de O2;inibidas sob altas concentrações de O2;• responsáveis pela maior produção responsáveis pela maior produção

fotossintética mundial: efeitos de sombreamento fotossintética mundial: efeitos de sombreamento (luminosidade, temperatura, etc. médias e não (luminosidade, temperatura, etc. médias e não extremas);extremas);

• ♦♦Plantas C4:Plantas C4:• em geral, gramíneas;em geral, gramíneas;• fixação do COfixação do CO22 através do através do Ciclo do Ácido Ciclo do Ácido

Dicarboxílico C4Dicarboxílico C4 – grandes cloroplastos nas bainhas dos – grandes cloroplastos nas bainhas dos feixes ao redor das nervuras das folhas;feixes ao redor das nervuras das folhas;

• taxa de fotossíntese máxima sob luz forte e taxa de fotossíntese máxima sob luz forte e temperaturas mais elevadas – temperaturas mais elevadas – pouca fotorrespiraçãopouca fotorrespiração;;

• menor consumo de água para produção de matéria menor consumo de água para produção de matéria orgânica: >400g Horgânica: >400g H22O O 1 g matéria seca; 1 g matéria seca;

• Não inibidas sob altas concentrações de ONão inibidas sob altas concentrações de O22;;• mais resistentes à herbivoria (insetos);mais resistentes à herbivoria (insetos);• maiores ocorrências: vegetações de desertos, maiores ocorrências: vegetações de desertos,

campos de climas temperados quentes e tropicais;campos de climas temperados quentes e tropicais;

• **Plantas CAM:Plantas CAM: Metabolismo do Ácido CrassuláceoMetabolismo do Ácido Crassuláceo;;• ♦♦Plantas suculentas dos desertos – cactos;Plantas suculentas dos desertos – cactos;• ♦♦Permanecem com estômatos fechados de dia, abrindo-os Permanecem com estômatos fechados de dia, abrindo-os

durante a noite;durante a noite;• ♦♦Armazenamento do COArmazenamento do CO22, absorvido pelos estômatos, em , absorvido pelos estômatos, em

ácidos orgânicosácidos orgânicos;;• ♦♦COCO22 armazenado só fixado no dia seguinte: diminuição da armazenado só fixado no dia seguinte: diminuição da

perda de água;perda de água;

• **Bactérias QuimiossintetizantesBactérias Quimiossintetizantes::• ♦♦Obtenção da energia para assimilação do COObtenção da energia para assimilação do CO22 em em

componentes celulares pela componentes celulares pela oxidação química de oxidação química de compostos inorgânicos simplescompostos inorgânicos simples::

• NHNH33 NO NO22- ;- ;• NONO22- - NO NO33-;-;• Sulfetos Sulfetos S; S;• Sais ferrosos Sais ferrosos Sais férricos; Sais férricos;• ♦♦Crescem no escuro;Crescem no escuro;• ♦♦Maioria precisa de OMaioria precisa de O22;;• ♦♦ThiobacillusThiobacillus (sulfobactérias) – fontes sulforosas, (sulfobactérias) – fontes sulforosas,

nitrobactérias – ciclo do Nnitrobactérias – ciclo do N22;;• ♦♦Ecossistemas abissais dependentes de bactérias Ecossistemas abissais dependentes de bactérias

quimiossintetizantes – Pogonóforos tubícolas;quimiossintetizantes – Pogonóforos tubícolas;• **AuxotrofiaAuxotrofia: Dependência nutricional com relação a um : Dependência nutricional com relação a um

determinado nutriente como, P.ex., vitaminas e determinado nutriente como, P.ex., vitaminas e aminoácidos.aminoácidos.

• Estádio intermediário entre a autotrofia e Estádio intermediário entre a autotrofia e heterotrofia, Ex.: algumas bactérias, fungos, algas e heterotrofia, Ex.: algumas bactérias, fungos, algas e protozoários.protozoários.

• População de pogonóforos tubícolas gigantes crescendo População de pogonóforos tubícolas gigantes crescendo abundantemente perto de fonte termal marinha na Fossa abundantemente perto de fonte termal marinha na Fossa das Galápagos, a 2.800m de profundidade. Observar das Galápagos, a 2.800m de profundidade. Observar também, mexilhões e caranguejos.também, mexilhões e caranguejos.