Profª Dra Danielli C.Granado Romero. ECOLOGIA?? Ecologia Definida em 1866 por Ernst Haeckel –...
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DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS EM ECOLOGIA
Profª Dra Danielli C.Granado Romero
ECOLOGIA??
DEFINIÇÕESEcologia
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).
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.
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.
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.
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.
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;
DEFINIÇÕES
- Ex2 – uma árvore morta pode ser considerada um ecossistema, do mesmo modo que a floresta em que ela se encontra;
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.
DEFINIÇÕES
Interação entre a ecologia e outras ciências:
DEFINIÇÕES
Zoologia Genética
Microbiologia
Botânica
Etologia
Geociências
Evolução
ECOLOGIA
DEFINIÇÕES Ciências que fornecem ferramentas para o estudo ecológico e ciências nas quais o
conhecimento ecológico pode ser aplicado.
Estatística Direito Amb.Computação EngenhariasBiologia Molecular ECOLOGIA EconomiaClimatologia Ciên. SociaisQuímica Ciên. Médicas
DEFINIÇÕES
Biosfera: camada da Terra biologicamente habitada.
A biosfera recobre, em parte, 3 dos compartimentos que compõem a Terra:
Idade da Terra: entre 4,2 e 4,5 bilhões de anos.
DEFINIÇÕES
De 6 mil metros de profundidade, nos oceanos, até 8 mil
metros de altura, na atmosfera, que corresponde à
altura das mais altas montanhas.
DEFINIÇÕES OS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO E O ÂMBITO DA
ECOLOGIA
Fonte: http://www.ib.usp.br/ecologia
DEFINIÇÕES
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;
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.
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS População: conjunto de indivíduos da
mesma espécie, que habitam determinada área - dinâmica de populações – unidade básica da evolução;
O que caracteriza uma POPULAÇÃO?
POPULAÇÃO
- Grupo de indivíduos da mesma espécie
- Vivendo numa mesma área- Num determinado período de
tempo
- 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.
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.
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.
POPULAÇÃO
Principais propriedades: Tamanho da população
Densidade Natalidade
Mortalidade Distribuição etária
Dispersão Forma de crescimento
Razão sexual (Sex ratio)
POPULAÇÃO
Comunidade : Conjunto de seres vivos de diferentes espécies que coabitam uma mesma região – interação entre as populações de diferentes espécies;
- Também conhecida como Biocenose.
CONCEITOS BÁSICOS
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)
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.
CARACTERÍSTICAS GERAIS
Em geral, a comunidade pode ser caracterizada, (descrita/medida) através de:
Composição de espécies Riqueza Diversidade de espécies Abundância relativa Equitabilidade Dominância
ESTRUTURA DAS COMUNIDADES
Relacionados a diversidade
Biótopo: Conjunto dos aspectos físicos e químicos de um determinado ambiente – área geográfica explorada pela comunidade;
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).
CONCEITOS BÁSICOS
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.
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.
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.
CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS
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.
CONCEITOS BÁSICOS
CONCEITOS BÁSICOS- Nicho Ecológico: conjunto de atividades
que a espécie desempenha em seu habitat (modo de vida alimentar, reprodutivo);
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;
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;
CONCEITOS BÁSICOS
• Temperatura· Luz
· Água · Gases
atmosféricos · Nutrientes
· Espaço físico· Fogo
Fonte: www.ib.usp.br/ecologia
FATORES ECOLÓGICOS
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.
CONCEITOS BÁSICOS
• estenoécio/euriécio (estenoeco/eurieco)
• estenotérmico/euritérmico
• estenohídrico/eurihídrico
• estenohalino/eurihalino
• Esteno- = estreito
• Euri- = amplo
Fonte: www.ib.usp.br/ecologia
CONCEITOS BÁSICOS
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).
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.
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;
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.
PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS
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).
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.
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.
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”).
PROPRIEDADES DOS ECOSSISTEMAS
- 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.
Componentes bióticos de um ecossistema• 3 categorias: - Produtores
- Consumidores - Decompositores
CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS
Produtores: - Seres capazes de produzir substâncias
orgânicas - seus próprios nutrientes (alimento);
Seres autótrofos.
- 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.
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.
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;
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;
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.
CONCEITOS GERAIS - ECOSSISTEMAS
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.
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.