Ecossistemas conceitos básicos

5/17/2018 Ecossistemas conceitos básicos - slidepdf.com

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Conceitos básicos

Ecossistemas,populações e e

comunidades



O conceito de sistema



Ecossistema

• Sistema composto por elementos vivosinteratuantes, imersos em um ambiente não-vivo, com o qual mantém relações de trocas

de matéria, energia e informação.

• Propriedades emergentes.

• Auto-organização (auto-montagem x auto-regulação x homeostase)



Eco-Sistema



Elementos do ecossistema

• Populações.

• Comunidades.



Definição de ecologia de populações

• É o ramo da ecologia que estuda a estruturae a dinâmica de populações.



Conceitos de população

• Em demografia humana: conjunto de seres humanos deuma dada área.

• Em genética: grupos de indivíduos da mesma espécie quese intercruzam e estão isolados de outros grupos.

• Em ecologia de populações:grupo deindivíduos da mesma espécie que habitam a

mesma área no mesmo tempo.



Tipos de distribuição

• Aleatório: ocorre onde o ambiente é muitouniforme e não há tendência a agregação

http://www.forp.usp.br/restauradora/Teses/melissa/melissa_mst/fig06_histog.jpg




• Uniforme: ocorre quando há competiçãosevera entre indivíduos da população, ou

antagonismo que promova um espaçamentouniforme na população.




• Agregado: os indivíduos da populaçãoformam grupos, que podem ter uma

distribuição uniforme ou aleatória.



Distribuição agregada

• Padrão mais comum de distribuição espacialde indivíduos na população.

• Fatores: diferenças locais de recursos(micro-habitats); mudanças meteorológicas

diárias ou sazonais; processos reprodutivos;atrações sociais.



Metapopulações

• Uma metapopulação é definida como umconjunto de populações conectadas porindivíduos que se movem entre elas ou por

algum tipo de fluxo gênico.



Parâmetros populacionais

• Densidade: número de indivíduos porunidade de área.



Medidas de densidade

• Densidade absoluta:1. contagem do número total de indivíduos na população.2. Amostragem: parcelas (plantas) ou coleta e recaptura (animais).

• Densidade relativa: contagem de um númeroarbitrário de indivíduos de cada espécie, edeterminação do percentual de cada espécie em

relação ao total de indivíduos amostrados.

• Dr = (nº indivíduos sp 1 / nº total deindivíduos)x100



Atributos demográficos

• Natalidade: produção de novos indivíduospor unidade de tempo.



Atributos demográficos

• Fertilidade e fecundidade: número denascimentos bem sucedidos por indivíduoreprodutor por ciclo reprodutivo. (Exemplo: pophumana = 1 nascimento/11 meses/fêmea)

• Mortalidade

• Imigração e emigração



Comunidades: definições

• Biocenose: interdependência entreorganismos presentes em uma determinada

região.• Conjunto de todas as populações de uma

dada região – parte ‘viva’ do ecossistema.

• Conjunto de populações que ocorresimultaneamente no tempo e no espaço...



• Taxocenose – grupo de espécies comidentidade taxionômica. Exemplo:

bromélias na Serra do Mar

• Guilda – grupos de organismos que têm

maneiras semelhantes para sobreviver.



Propriedades das comunidades

• Presença de muitas espécies;

• Recorrência da comunidade no tempo e noespaço;

• Presença de mecanismos homeostáticos:estabilizadores da comunidade.



Atributos mensuráveis

• Composição específica: catálogo de espécies quecompõe a comunidade.

• Diversidade: riqueza e equitabilidade.• Estrutura espacial: longitudinal (ex.: rios), vertical(ex.: lagos).

• Associações tróficas: fluxo de energia na

comunidade.• Dinâmica temporal: ciclos fenológicos,

circadianos (ciclos nictemerais de comunidadesplanctônicas – migração vertical)



Escola de Clements

• Super-organismo: as comunidades possuemum desenvolvimento auto-organizado,coerente, que leva a comunidade a um

estado ‘clímax’ (teoria do monoclímax)



Escola de Gleason

• A comunidade é vista como uma meracoleção de populações com as mesmas

exigências ambientais.

• Conseqüência de respostas individuais de

cada espécie às variações do meio.



Escola de Wisconsin

• Visão intermediária entre as escolas deClements e de Gleason.

• A vegetação é vista como um continuun

(gradientes ambientais).



Gradiente ambiental



O estudo de comunidades

Índices, critérios e métodos de classificação



Similaridade

•Comparar similaridades entre duas amostras(stands) na comunidade.

•Índices binários:

1.Coeficiente de Jaccard

Si = a / a + b + c

a = número de espécies presentes apenas na amostra 1; b =número de espécies presentes apenas na amostra 2; c =número de espécies presentes em ambas as amostras.



Similaridade

• 2 – Coeficiente simple matching

• Ssim = a + d / a + b + c + d

• d = número de espécies ausentes nas duasamostras.



Similaridade

• Índices quantitativos: medem a dissimilaridadeou a distância entre duas amostras.

1. Distância Euclidiana

d = x2 + y2

x e y = diferença entre as abundâncias de duas espécies em

duas amostras x e y.



Similaridade

2. Percentagem de similaridade

P = Σ (p1i, p2i)

P = percentagem de similaridade entre as amostras 1e 2; p1i = percentagem da espécie i na amostra 1;percentagem da espécie i na amostra 2.



Diversidade

• A diversidade é um importante componente daanálise de comunidades que integraliza doisaspectos:

1. Riqueza: quantidade de espécies em uma dadaamostra.

2. Distribuição: freqüência das espécies em cadaamostra considerada.



Diversidade

• Índice de diversidade de Shannon-Weaver

H = - Σ pi ln pi

pi = abundância relativa de cada espécie nacomunidade. (pi = n de indivíduos de uma espécieem relação ao N total de indivíduos)



Outros parâmetros da

comunidade• Densidade

• Dominância

• Freqüência



Densidade

• Densidade absoluta (DA) e relativa (DR)

DA = ni/ha, número de indivíduos de cada espéciepor área (hectare)

DR = DA / (N/ha) x 100, participação de cadaespécie em relação ao número total de indivíduosde todas as espécies (N).



Dominância

• Dominância absoluta (DoA) e relativa (DoR)

• DoA = bi / ha, área basal da espécie i por área(hectare).

• DoR = DoA / (B/ha) x 100, participação empercentagem da área basal de um espécie emrelação a área basal total da comunidade (B).



Freqüência

• Expressa o número de ocorrências de umadeterminada espécie nas diferentes parcelas

amostradas, pode ser absoluta (FA) ou relativa(FR)

• FA = nº de parcelas com ocorrência da spi / nº total de parcelas x 100

• FR = Fai / Σ FA x 100



Valor de importância

• Índice de valor de importância (IVI)

IVI = DR + FR + DoR



Interações entre espécies

Modelos de competição e predação



Simbioses

• “Viver junto”: convivência entre seres de

espécies diferentes sem qualquer tipo de

prejuízo para ambos os lados.

• Inclui: neutralismo, mutualismo,

protocooperação e comensalismo.



Protocooperação

• Relação NÃO OBRIGATÓRIA queenvolve beneficio mútuo.



Mutualismo

• Relação OBRIGATÓRIA que envolvebenefício mútuo. Ex.: liquens (algas x

fungos)



Comensalismo

• Relação em que APENAS UMA parte sebeneficia, a relação para a outra é neutra.



Coevolução

• Evolução conjunta entre dois táxonsdistintos com relações ecológicas estreitas.

• As relações podem ser benéficas ou nãoparas as espécies envolvidas gerando umapressão de seleção para ambas.

• Exemplos na herbivoria.



Competição

• Intra-específica

• Interespecífica



Predação

• Geralmente definida como sendo a ação deum animal consumindo outro ser vivo

(incluindo plantas = herbivoria).



Modelos de competição

• Lotka-Volterra: modelo que descreve acompetição entre duas espécies com crescimentoLogístico. Há um fator de competição que define aconversão de indivíduos de uma espécie em outra.



Modelos de competição

• Modelo de Tilman: nesse modelo considera-se adisponibilidade de recursos para as espécies emcompetição.

• Modelo biologicamente mais adequado.



Modelo presa-predador

• Na ausência de predadores a presa assumeum crescimento logístico.

• Há uma relação direta entre as densidadespopulacionais de presas e predadores.• Se a densidade de presas for constante (com

entrada de novos indivíduos por migração)a população de predadores terá umcrescimento exponencial.



Modelo de predação

• Modelo presa-predador



Teoria da cascata-trófica

• A estrutura da comunidade é resultado direto dapressão dos predadores do topo da cadeia (modelotop-down, de cima para baixo).

• Por outro lado, vários estudos apontam que aestrutura da comunidade seria resultado de um

efeito botton-up (de baixo para cima), a partir dalimitação de recursos básicos (físico-químicos).



Fatores que influenciam a

dinâmica da comunidade• O tamanho da população de duas espécies é

regulado pela quantidade de recursos limitantespara cada uma delas.

• Predadores generalistas e especialistas.

• Se as espécies mais predadas são as dominantes, apredação pode levar a um aumento da diversidade.

• Em certas comunidades, as presas maiores sãomais facilmente percebidas pelos predadores.

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