4. Ecologia Bsica

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ECOLOGIA BSICA

UNIDADE 1

ECOLOGIA: HISTRICO E ESTRUTURA

1. ECOLOGIA: ENTENDENDO NOSSA CASA

At o sculo XIX, os estudos da biologia como um todo eram basicamente centrados na importncia da forma. Os caracteres morfolgicos eram os norteadores das funes que os rgos/ organismos exerceriam no meio. A importncia da relao entre seres vivos e entre os seres e o meio ambiente comeou a ser discutida no final do XIX por muitos pesquisadores e ganhou maior destaque aps o trabalho de Charles Darwin, em 1859, antes mesmo de existir a ideia da Ecologia como cincia.

O termo Ecologia foi formalmente proposto por Ernst Haeckel (Fig. 1), em 1866, que foi um grande admirador do trabalho de Darwin e em seus trabalhos relacionou a Ecologia com a fisiologia e a biogeografia, explicando os padres de como seria a histria natural cientfica.

Figura 1. Ernst Haeckel em 1860

Fonte: www.wikipedia.org

Segundo Haeckel, a Ecologia a cincia referente economia da natureza, ou seja, a

investigao das relaes totais dos animais tanto com seu ambiente orgnico quanto com seu ambiente inorgnico; incluindo acima de tudo, suas relaes amigveis e no amigveis com aqueles animais e plantas com os quais vm direta ou indiretamente a entrar em contato. Numa palavra, Ecologia o estudo de todas as inter-relaes complexas denominadas por Darwin como as condies da luta pela existncia.

Diante deste histrico, vale ressaltar que a etimologia da palavra Ecologia oikos = casa; famlia e logia = estudo. Logo, seria o estudo da sua casa, ou seja, da relao do indivduo com o meio. interessante perceber que na definio de Haeckel aparece o termo economia da natureza, fazendo um paralelo dos sistemas naturais com o sistema econmico, como a relao entre custo-benefcio e a necessidade de alocao de recursos nas atividades. Na natureza os organismos esto sempre buscando realizar suas atividades, gastando menos energia possvel.

J no final do sculo XIX, a Ecologia passou a ser tratada como uma disciplina independente. Comearam a surgir pesquisadores que se dedicavam a esta especialidade, com tcnicas e metodologias prprias. Eles se organizavam em sociedades para discusso e, na literatura, comeavam a publicar peridicos especficos. Hoje, a Ecologia uma cincia muito ampla, sendo praticada por grandes Universidades e Centros de Pesquisa, que alm de entender

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o funcionamento dos sistemas naturais, tambm tentam prever o efeito que a interferncia do homem pode provocar.

A Ecologia tem um campo de atuao bastante largo, podendo se deter s relaes existentes entre um organismo e outro, ao funcionamento de um pequeno sistema, como um lago temporrio, ou questes muito amplas, como o efeito do clima na vegetao em escalas globais. Conhecendo o funcionamento dos sistemas naturais, os estudos de Ecologia podem ajudar a entender e prever as consequncias da interferncia do homem nesses sistemas, como poluio, impactos em ambientes aquticos, impactos gerados por grandes construes, entre outras. Eles fornecem as bases para as discusses e ajudam na tomada de deciso poltica em muitas destas situaes.

Nessa disciplina, vamos ver como a Ecologia pode ser estruturada, suas linhas de atuao e como o homem pode interferir nos sistemas naturais. A Ecologia envolve sempre muitas

variantes, por isso, estejam com as mentes abertas para propor ideias e discusses a respeito de qualquer tema. O que vamos ver so padres j conhecidos, mas cada regio tem sua peculiaridade e podemos tentar descobrir isso na sua regio. Por isso, quanto mais exemplos da sua realidade voc puder aplicar nas ideias que vamos discutir, mais voc perceber a Ecologia na sua essncia. No deixe de compartilhar essas ideias com o grupo. Vale lembrar que esse um curso de formao de professores, ou seja, multiplicadores de ideias. E a forma mais eficiente de se multiplicar informaes conhecendo sua realidade. O conhecimento fundamental para preservao! Espero este seja o norteador dos seus trabalhos, pois s assim ser possvel atingir o verdadeiro o pblicoalvo que vocs tero: os alunos.

2. ESTRUTURAO

A Ecologia pode ser estudada em diferentes nveis. Os nveis mais baixos se unem para formar um sistema mais complexo. Vejamos esses sistemas de maneira crescente:

Organismo a unidade mais fundamental da Ecologia. So os seres que vivem em contato com o meio fsico (meio abitico) e em contato com outros seres vivos (meio bitico). O organismo est em constante troca de energia e matria e seus objetivos so sobreviver e reproduzir.

Populao o conjunto de indivduos de uma mesma espcie que vive em um mesmo lugar. As populaes possuem caractersticas prprias, tendo um controle no seu tamanho (relao entre ganho e perda de espcies) e na sua distribuio.

Comunidade o conjunto de diferentes espcies que vivem em um determinado lugar. Uma comunidade regulada pelas relaes que so observadas entre as espcies, como dinmica de presas e predadores, parasitas e hospedeiros, ou relaes mutualsticas. Todas estas relaes controlam as populaes e muito difcil definir onde uma comunidade comea e onde ela termina.

Ecossistema formado pelas relaes entre os organismos e seu meio fsico e qumico. Ou seja, todo excreta que eliminado, todo corpo que morre, todo nutriente que entra no sistema e toda energia que usada, formam o ecossistema. nesse mbito que se estudam as ciclagens de nutrientes e o fluxo de energia. muito difcil definir com preciso as barreiras de um ecossistema.

Biosfera todo o processo ecolgico a nvel global, ou seja, a unio de todos os ecossistemas (todos os organismos e ambientes juntos). Os ecossistemas esto

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interligados atravs dos fluxos de energia, que esto em constante produo, e os ciclos de nutrientes, que nunca so criados, apenas se renovam no sistema. Os eclogos podem estudar os sistemas em qualquer um destes nveis, sendo que quanto

mais amplo o nvel, mais difcil isolar e medir seus parmetros. As informaes obtidas em cada um destes nveis respondero a questes diferentes. Por exemplo, estudar os organismos permite entender seus processos de adaptao no meio, enquanto estudar comunidades permite descrever sua biodiversidade, seu funcionamento e suas fragilidades. Trabalhos no mbito da biosfera so muito difceis, pois envolvem uma srie de variveis difceis de controlar, alm de exigirem materiais especializados, como satlites, e seu custo pode ser bastante alto.

3. CONCEITOS E IDEIAS IMPORTANTES

Os organismos esto adaptados sua forma de vida. Por mais que parea bvio, isso que garante o funcionamento de todo sistema. Para contextualizar essa ideia, vamos comear pensando a respeito da obteno de energia. As diferentes classes de organismos possuem adaptaes para garantir a obteno da sua energia: as plantas realizam a fotossntese, sintetizando energia luminosa em energia qumica; os animais so consumidores, tendo que retirar sua energia da alimentao, ou seja, consumindo outros seres; e alguns fungos e bactrias, por exemplo, obtm sua energia de detritos, matria em decomposio. Ao longo do curso, veremos que esses organismos possuem caractersticas altamente especializadas para realizao destas funes. E isso garante que cada um possa explorar uma parcela diferente do ambiente.

A explorao diferenciada dos recursos define um conceito importante em Ecologia: o nicho ecolgico. O nicho representa o intervalo de condies e recursos que o organismo capaz de explorar e suportar. sua forma de vida, ou seja, os recursos dos quais necessita, as condies que suporta. Dois organismos no podem ter o mesmo nicho, ou seja, ter as mesmas exigncias e limitaes, pois a natureza no suporta esse tipo de compartilhamento e a seleo tende a promover a diferenciao de uma ou sua excluso.

Os organismos tambm possuem uma rea de ocorrncia, ou seja, ocorrem dentro de um certo limite fsico, um espao definido. Essa rea de ocorrncia de uma espcie chamada de habitat. A dimenso de um habitat pode variar muito de tamanho, dependendo do organismo que est sendo considerado. Para um carrapato, por exemplo, o habitat pode ser um cachorro e para um peixe, o habitat pode ser uma grande rea do oceano.

4. COMO ESTUDAR ECOLOGIA

Todo trabalho de pesquisa deve seguir um protocolo de investigao que lhe d credibilidade e que possa ser repetido por qualquer pessoa, respeitando-se as condies aplicadas. Os mtodos de pesquisa costumam seguir quatro etapas: observao de um problema, formulao de uma hiptese, realizao de experimentos e obteno das concluses.

Inicialmente, o pesquisador v uma questo que lhe desperta interesse, onde h a formulao de um problema, ou seja, a questo que ser investigada. A partir da, h a formulao de uma hiptese, que a fase onde se supem as explicaes para problema observado, ou seja, quais teorias poderiam explicar o problema. Passa-se, ento, para a fase da investigao. Essa etapa, em especial, requer a leitura de uma literatura especializada, que lhe fornea dados para o preparo dos experimentos e um melhor entendimento do sistema. A realizao dos experimentos deve ser muito bem pensada, tentando-se controlar o maior nmero de variveis possveis e, sempre, deve haver a realizao do experimento controle. O controle

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um experimento onde no se testar a varivel que est sendo investigada. Ele serve para demonstrar como o funcionamento real do sistema. A partir dos resultados, obtm-se as concluses, que podem corroborar ou refutar a hiptese inicial.

Quando possvel se reproduzir as condies do ambiente em um sistema menor, chamamos este de microcosmos. O microcosmo pode ser bastante til, pois permite a montagem de sistemas no prprio laboratrio, o que facilita o estudo e o controle das variveis, mas exige alto controle das condies. Um bom exemplo de microcosmo, a montagem de um terrrio, onde se observa as espcies presentes, seu crescimento e as variaes nas condies fsicas.

Muitos trabalhos ecolgicos utilizam modelos matemticos ou testes estatsticos na sua metodologia. Estes testes servem para dar significncia aos dados que foram observados e coletados na natureza. Esse procedimento muito til, permitindo comparaes e concluses importantes. Mas deve-se sempre ter cuidado, pois os nmeros s so vlidos com as devidas

interpretaes ecolgicas

GLOSSRIO

Etimologia: parte da gramtica que cuida da histria da palavra, seu significado e regras de sua evoluo histrica.

AREGAANDO AS MANGAS!!!

Elabore um roteiro de pesquisa que contenha uma questo problema, uma hiptese e as possveis maneiras de test-la.

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UNIDADE 2

ECOLOGIA E EVOLUO

1. COMO SURGEM AS ESPCIES?

Por que existem tantas espcies de macacos? Por que algumas so mais parecidas do que outras? Por que algumas ocorrem apenas em um lugar, enquanto outras so encontradas em diferentes lugares? Responder estas perguntas significa entender um pouco da histria evolutiva, ou seja, quais foram os caminhos, os processos, as modificaes e as adaptaes que permitiram que uma espcie ocorresse em um local e no no outro. Perguntas como estas percorreram muitos sculos, agitando o pensamento de muitos pesquisadores. Algumas teorias que explicam esses processos evolutivos foram propostas ao longo desse perodo. Por mais que hoje elas paream sem sentido, foram iniciativas de explicar questes to amplas e com tamanho impacto para o conhecimento cientfico. Vamos ver duas importantes teorias que tentam explicar como a evoluo acontece:

Criacionismo teoria ampla que atribui a Deus a criao da Terra, da vida e das espcies. Muito apoiada por religiosos, era muito forte at o sculo XIX e defende que as espcies teriam sido criadas como so. Existem diversas ramificaes do criacionismo, at mesmo os que acreditam na existncia de uma rvore filogentica entre as espcies, mas o incio e os meios para tal evoluo seriam guiados por Deus. uma teoria muito discutida at os dias atuais em oposio teoria da evoluo por seleo natural, que a mais aceita.

Lamarckismo Lamarck foi o primeiro pesquisador a tentar explicar cientificamente o processo da evoluo em contraposio teoria do criacionismo. Sua ideia defendia que as alteraes promovidas pelo desenvolvimento ou pela atrofia de algum membro do corpo, seriam passadas para a gerao seguinte. Seu exemplo clssico foi baseado no pescoo da girafa, que teria crescido em reposta necessidade de se alimentar em rvores mais altas, passando essa nova caracterstica s geraes seguintes. Logo, o uso e o desuso dos membros seriam responsveis pelas suas modificaes, e estas seriam transmitidas geneticamente. O bilogo Augusto Wiessman refutou essa teoria, ao realizar um experimento cortando os rabos de ratos e, mesmo assim, seus filhotes continuavam nascendo com rabos. A teoria mais aceita atualmente foi desenvolvida, em paralelo, por dois importantes

pesquisadores: Charles Darwin (Fig. 2) e Alfred Wallace (Fig. 3). Ao perceberem que trabalhavam na mesma ideia eles acabaram fazendo um anncio conjunto num evento muito importante da

poca, o encontro da Linnean Society of London, em 1858. No ano seguinte, Darwin publicou seu to famoso livro: A Origem das Espcies, com toda teoria em detalhes. interessante porque os dois trabalhavam com princpios da Ecologia, mesmo antes do termo ser proposto.

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Figura 2. Charles Darwin em 1880

Fonte: www.wikipedia.org

Figura 3. Alfred Russel Wallace

Fonte: www.wikipedia.org

Darwin acreditava que os seres vivos possuem grande capacidade de reproduo e o que os eventos de morte controlam a densidade de suas populaes. Vale lembrar que, no mesmo perodo, Malthus, importante economista da poca, fazia alardes respeito do crescimento populacional descontrolado e seu impacto na disponibilidade de comida. Mas, qual a influncia dessa taxa de reproduo com a evoluo? Darwin percebeu que os organismos no so idnticos dentro de uma populao e sua capacidade de reproduo tambm no a mesma para todos os indivduos. Desse modo, caractersticas herdveis seriam transmitidas atravs das geraes, sempre de maneira desigual, garantindo a existncia de uma variabilidade na

populao. Alm disso, os indivduos capazes de deixar descendentes so aqueles que superam todas as dificuldades do meio. A seleo natural garante a sobrevivncia dos mais fortes e essa caracterstica passada para as prximas geraes, de modo que os indivduos mais fortes sempre so mantidos na populao. Esse processo ao longo de muitas geraes ajuda a fixar as caractersticas vantajosas para a populao e a excluir as prejudiciais, uma vez que os mais fracos vo deixando cada vez menos descendentes, tendendo a excluso.

Uma separao geogrfica um fator potencial para a diferenciao de espcies. No caso da diviso de uma populao por qualquer razo, a seleo das caractersticas pode ocorrer de maneira diferenciada em cada uma das novas populaes, dando origem s novas espcies. Considere a populao de uma espcie de roedor, que acabou sendo dividida por um grande rio ou uma cadeia de montanhas. Com o passar do tempo, as condies das reas que as populaes divididas ocupam podem ser diferentes, exigindo diferentes adaptaes para cada lado. Deste modo, as caractersticas que sero fixadas em uma populao sero diferentes das caractersticas que sero fixadas na outra, resultando em organismos diferentes, com caractersticas genticas diferentes.

difcil imaginar, hoje, uma nova cadeia de montanhas surgindo de repente. Mas, lembre-se que a superfcie da Terra est em movimento, lento, porm constante. Esse processo de alterao da superfcie leva de centenas a milhares de anos, assim como os processos de especiao. Essa a histria da geografia do nosso planeta: o movimento das placas tectnicas modificou muito a superfcie, isolando algumas reas e possibilitando a comunicao de outras (fig. 4). Reparar que os continentes eram originalmente unidos.

Desse modo, alguns organismos puderam ocupar uma maior rea, enquanto outros tiveram suas reas de vida reduzidas, caracterizando a biota dos diferentes continentes. Uma prova do efeito desse movimento so as espcies filogeneticamente prximas, mas que ocorrem em reas geograficamente muito distantes, como dois continentes diferentes. Um exemplo a distribuio das grandes aves no voadoras, como a ema e o avestruz, que apesar de

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filogeneticamente aparentadas, no ocorrem na mesma regio. Certamente elas tiveram um ancestral comum que ocupava todas as regies continentais antes da deriva dos continentes. Com a separao das placas tectnicas, elas acabaram se isolando reprodutivamente e adquirindo caractersticas adaptativas referentes aos locais onde ocorrem atualmente.

Figura 4. Movimento das placas tectnicas ao longo das eras geolgicas. Repare que os

continentes eram originalmente unidos.

Fonte: www.sobiologia.com.br

2. MAS O QUE UMA ESPCIE?

Essa uma questo muito discutida, com diferentes definies. O conceito mais comum diz que uma espcie formada por indivduos semelhantes entre si, que podem reproduzir e gerar descentes frteis. Mas e quando indivduos de espcies diferentes cruzam e geram descendentes, os chamados hdridos? Seria uma falha da evoluo? Na verdade, esse um campo de intensa discusso, onde trabalhos so continuamente publicados. A hibridizao pode indicar que o processo de diferenciao entre as espcies no est completo (ainda h fluxo gnico entre elas), mas que a seleo j promoveu algumas diferenas importantes. Pode parecer um processo estranho e raro de acontecer, mas na verdade acontece com bastante frequncia, como na reproduo de plantas que compartilham polinizadores. o que acontece quando duas espcies de bromlias esto com flores ao mesmo tempo e ambas recebem a visita de um mesmo beija-flor. O polinizador pode carregar o plen de uma para a outra e vice-versa, havendo a formao de um hbrido. Esse hbrido pode apresentar caractersticas intermedirias entre as duas espcies.

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3. EVOLUO CONVERGENTE

interessante perceber que a seleo pode favorecer o aparecimento de caractersticas semelhantes em organismos que evoluram de maneira independente, com uma convergncia na forma e no comportamento. Essas estruturas so chamadas de anlogas, ou seja, possuem uma forma ou funo semelhante, mas no so homlogas, no tiveram um mesmo ancestral comum. Essa a chamada evoluo convergente. Um timo exemplo so as asas de morcegos e aves. Elas possuem a mesma funo, porm tiveram origens evolutivas (ancestrais) diferentes.

GLOSSRIO

rvore filogentica: Relao evolutiva entre os organismos. Uma rvore filogentica demonstra o processo de evoluo de um grupo, ou seja, quais foram suas espcies ancestrais.

AREGAANDO AS MANGAS!!!

1 O texto explica a teoria de Lamarck atravs do exemplo do pescoo da girafa. Como o pescoo da girafa poderia ser explicado atravs da teoria da evoluo de Darwin?

2 Pesquise outros conceitos de espcie, diferentes do

apresentado no texto.

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UNIDADE 3

CONDIES E RECURSOS

1. EM QUAIS LUGARES EU POSSO ENCONTRAR EM CACTO?

Um dos principais objetivos dos trabalhos em Ecologia determinar porque algumas espcies ocorrem em alguns lugares e no em outros, porque algumas so endmicas e raras e outras abundantes e de ampla distribuio. No existe espcie que seja capaz de ocupar todos os lugares do planeta, porque elas esto adaptadas condies especficas e necessitam de determinados recursos. E as condies e os recursos no so iguais em todo planeta. Mas qual a diferena entre condio e recurso?

Condio pode ser entendida como todas as caractersticas fsicas e qumicas do ambiente, como temperatura, umidade, pH, presso. As condies no podem ser consumidas por um organismo, mas eles podem interferir em algumas, como a umidade (muitas plantas podem aumentar a umidade) ou o pH (pode ser alterado pelas atividades de plantas de animais).

Recurso tudo aquilo que o organismo pode consumir e essencial para seu crescimento, manuteno e reproduo. Podemos falar ento que frutos so recursos usados para alimentao, uma regio um recurso usado como rea de vida, o oxignio um recurso essencial para respirao, dentre muitos outros exemplos. Determinar todos os recursos que uma espcie necessita uma tarefa muito difcil, mas o total desses recursos determina o seu nicho (lembra da unidade anterior?).

Cada espcie necessita consumir uma amplitude de recursos para sua sobrevivncia e suporta determinadas condies ambientais. Esses dois fatores definiro sua rea de distribuio. Por exemplo, as caractersticas de um cacto indicam que seu habitat inclui regies quentes e secas. Por isso, suas adaptaes so para resistir a estas condies e explorar, da melhor maneira possvel, os recursos necessrios sua sobrevivncia. Desse modo, podemos afirmar

que um cacto no ser encontrado na regio da Antrtica! Mas como os recursos e as condies influnciam os organismos? Vamos ver alguns padres gerais a respeito das condies e dos recursos e as adaptaes que as espcies desenvolveram para cada situao.

2. CONDIES

Vamos ver a influncia das principais condies no modo de vida dos organismos. Mas importante ter em mente que os organismos percebem o ambiente de maneira diferente, ento as condies ambientais vo ter efeitos diferenciados, dependendo do organismo que est sendo estudado. Por exemplo, se eu pergunto o que voc acha da temperatura da Antrtica, acredito

que voc responder que um frio extremo. at difcil imaginar viver nesse ambiente. No entanto, nesta regio so encontrados os pinguins, altamente adaptados a esta temperatura. Para ele viver em uma regio tropical, com alta temperatura, como a Paraba, um verdadeiro estresse. E se voc pensar com cuidado poder encontrar milhares de exemplos como este. Voc acha que as plantas que so encontradas na sua regio sobreviveriam na regio sul do nosso pas? Certamente no, pois as condies ambientais so completamente diferentes. Ento, a partir de agora, quando voc disser que alguma condio extrema ou favorvel, veja se no est sendo influnciado pela sua concepo, sua relatividade.

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2.1. TEMPERATURA

Apesar do intervalo de temperatura suportado pela maioria dos seres vivos ser pequeno, possvel encontrar organismos vivendo no que ns consideramos extremos (muito abaixo de 0 oC ou acima de 50 oC). A temperatura uma condio de extrema importncia porque ela afeta diretamente a funo de muitas enzimas: em altas temperaturas, muitas enzimas e protenas desnaturam, perdendo sua forma e funo. J em temperaturas muito baixas elas retardam ou at paralisam o seu funcionamento. Mas possvel tanto encontrar organismos, como bactrias, que vivem a -20 oC, quanto outras bactrias que vivem e se reproduzem a 105 oC, em reas termais. Todos esses organismos que vivem muito acima ou muito abaixo de uma mdia de condies podem ser tratados como extremfilos (para qualquer condio considerada).

Para as plantas a alta temperatura pode ser um problema, pois ela acelera a evapotranspirao, aumentando a perda de gua do organismo. Espcies de clima muito quente

desenvolveram adaptaes como a reduo no nmero de folhas, aumento da produo de espinhos, ceras recobrindo as folhas, captao do CO2 durante a noite (fotossntese do tipo CAM Mecanismo do cido Crassulceo), para evitar abrir os estmatos durante o dia e perder mais gua. Todas essas caractersticas so encontradas em plantas da caatinga, que uma regio de clima quente e seco. Um excelente exemplo so os cactos.

2.2. UMIDADE

Est muito relacionada com a temperatura, pois quanto maior a temperatura, maior a evaporao e maior ser a umidade do ar. Mas outros fatores influnciam as taxas de umidade do ar, como por exemplo, o relevo. Regies localizadas atrs de grandes cadeias de montanhas (sotavento) recebem menos pluviosidade originada das regies de costa, porque quando o vento sobe para atravessar as montanhas, acaba ficando mais frio e precipitando (retm menos umidade). A tendncia que a regio exposta ao vento (barlavento) tenha alta pluviosidade. Quando o vento atravessa a montanha, ele est mais quente e absorve mais umidade, causando dessecao e uma chuva bastante caracterstica chamada de chuva orogrfica. A Regio da Zona da Mata Pernambucana est localizada atrs de uma cadeia de montanhas e apresenta chuvas orogrficas. Observe na figura 5 a diferena na pluviosidade de cidades situadas frente, ou seja, no barlavento (Itaquetinga) e atrs, ou seja, no sotavento (Buenos Aires) da regio da Zona da Mata.

Figura 5. Mesoregies do Estado de Pernambuco, com destaque para a Zona da Mata.

Fonte: Mapas: www.portaltrindade.com.br / Informaes: www.agritempo.gov.br

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Outro fator que afeta a umidade a presena de grandes florestas. As rvores absorvem a gua do solo e eliminam na forma de vapor, influnciando a umidade atmosfrica do local. Vale lembrar que a gua do solo resposta direta a precipitao, mostrando mais uma vez a ligao que existe entre essas condies.

2.3. CORRENTES E PRESSES

Em ambientes terrestres as correntes de vento alteram a fisionomia, no permitindo que grandes rvores sejam encontradas em reas com fortes correntes, alm de alterar o comportamento de animais em dias com muitos ventos.

Em ambientes aquticos, podemos identificar efeitos diferenciados em guas doces e em guas salgadas. Em ambientes dulccolas, podemos identificar regies onde as guas dos rios correm mais rpidas (ambientes lticos) e onde elas correm mais lentas (ambientes lnticos). Devido diferena na velocidade da gua, os animais, a disponibilidade de nutrientes e o oxignio

encontrados nas duas regies possuem caractersticas distintas. Em ambientes marinhos, as correntes influnciam diretamente a disponibilidade de nutrientes e gases de uma regio.

De um modo geral, os oceanos possuem poucos nutrientes em suspenso e baixa taxa de fotossntese, principalmente em reas distantes da costa. Entretanto, h regies onde as correntes marinhas realizam um movimento do fundo em direo superfcie, proporcionando uma mistura de gua importante e uma alta disponibilidade de nutrientes. Desse modo, a produtividade favorecida, mesmo distante da costa e essas regies so chamadas de reas de ressurgncia. Esse fenmeno garante que haja energia suficiente para sustentar muitos animais e torna essas reas, do ponto de vista do homem, importantes para pesca e economia local.

A presso um fator que impe muita tolerncia aos organismos que o suportam. Ao nvel do mar, a presso de uma atmosfera e como nossa presso interna tambm em torno disso, no sentimos seus efeitos. Assim como a presso tende a diminuir conforme aumentamos de altitude (no Brasil a presso maior do que na Bolvia), ela tambm tende a aumentar conforme mergulhamos, de modo que h o aumento de uma atmosfera a cada dez metros. Locais de baixa presso possuem ar rarefeito, ou seja, com pouco oxignio. J em grandes profundidades, a presso tende a diminuir o volume dos gases, o que exige adaptaes importantes, na fisiologia de animais que mergulham. Isso porque na superfcie eles esto sujeitos a uma presso diferente da que recebem no fundo. Muitos animais reduzem dos gases circulantes no sangue para evitar a embolia ou at mesmo o rompimento de um rgo.

3. RECURSOS

3.1. LUZ

A radiao solar que chega Terra no igual em todos os pontos do planeta e nem durante todo o ano. Os polos recebem menos radiao do que as regies tropicais e durante o inverno tambm h menos radiao do que durante o vero. A quantidade luz durante o dia, chamada de fotoperodo, um importante regulador de muitos mecanismos fisiolgicos, como a hibernao de muitos animais que induzida durante o inverno, quando o dia mais curto, e a florao de muitas espcies que induzida durante a primavera e o vero, quando os dias so mais longos.

A luz fundamental para que ocorra fotossntese, por isso um fator essencial para as

plantas. Em reas de florestas muito altas, como a Amaznia, a baixa intensidade luminosa nos

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estratos mais baixos da floresta limita a ocorrncia de espcies vegetais e as plantas encontradas costumam ter folhas maiores e maior capacidade de absorver diferentes espectros luminosos, para aproveitar o mximo da luz que chega at o solo.

Algumas plantas que ocorrem tanto em regies de sombra quanto em regies de sol, possuem adaptaes s diferentes intensidades luminosas. Por exemplo, uma mesma espcie de bromlia, pode ter folhas grossas e pequenas quando est no sol e folhas mais finas e largas, quando esto na sombra, como adaptao a diferena de radiao que ela recebe.

3.2. GUA

um componente essencial para a vida, estando envolvida na maioria dos processos fisiolgicos. Em ambientes terrestres, sua disponibilidade garantida atravs da chuva e das caractersticas fsicas e qumicas do solo. Em locais onde h seca prolongada comum encontrar plantas chamadas de caducifolias, pois elas perdem suas folhas durante estes perodos e

diminuem bastante suas atividades, para economizar a gua que possuem. Essas plantas podem ter longas razes para aproveitar a gua presente no subsolo. Alm disso, as plantas possuem adaptaes contra a perda de gua como espinhos ou folhas coriceas e podem, ainda, ter tecidos capazes de realizar reserva de gua.

Em ambientes aquticos, o efeito da pluviosidade mais importante em corpos dgua temporrios ou rasos, que podem secar em perodos de pouca chuva e afetar todos os organismos presentes. Algumas espcies de sapos realizam sua reproduo apenas em perodos chuvosos, pois eles utilizam poas temporrias para colocar seus ovos. O desenvolvimento dos ovos rpido, de modo que os girinos se transformem em adultos antes da poa secar. A pluviosidade tambm pode alterar a salinidade dos corpos dgua.

3.3. GASES ATMOSFRICOS

A atmosfera possui uma concentrao constante de gases: nitrognio (78%), oxignio (21%), gs carbnico (0,03%) e outros gases (0,07%). Pode parecer pouco, mas a quantidade de gs carbnico um recurso fundamental para as plantas realizarem a fotossntese. Do mesmo modo que o oxignio recurso essencial para a respirao. O balano entre essas duas atividades deve ser sempre mantido.

Em ambientes aquticos, temos uma situao oposta encontrada na atmosfera: pouco oxignio dissolvido e bastante gs carbnico. A gua do mar possui grande afinidade com o gs carbnico, que facilmente dissolvido na gua. A maior parte desse gs carbnico sofre reaes e depositado no fundo como carbonato. O gs carbnico tambm pode alterar o pH da gua, o que pode afetar os organismos que so encontrados. Mudanas no pH da gua presente do solo podem interferir seriamente na absoro de nutrientes.

O oxignio est limitado s camadas mais superficiais do corpo dgua, onde h penetrao da radiao solar e organismos fotossintticos. O curioso que esses organismos so altamente produtivos, sendo responsveis pela maior parte do oxignio encontrado no ambiente, principalmente quando h nutrientes disponveis, como nas regies costeiras. Esse processo varia muito sazonalmente e diariamente, impondo restries em alguns perodos aos organismos aquticos.

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3.4. NUTRIENTES

Os nutrientes so to importantes na constituio dos organismos quanto a energia fundamental na realizao das atividades. Os animais retiram seus nutrientes do seu alimento e as plantas o conseguem diretamente do solo. Muitos nutrientes so importantes, alguns em grandes quantidades (os macronutrientes, como oxignio, carbono e hidrognio) e alguns em poucas quantidades (os micronutrientes, como o potssio e o magnsio), mas dois merecem destaque: o fsforo e o nitrognio. Eles so fundamentais para o desenvolvimento das plantas, sendo muitas vezes considerados fatores limitantes ao seu crescimento.

GLOSSRIO

Evapotranspirao: Soma da transpirao das plantas com a evaporao dos solos. Dulccola: Relativo gua doce. Rios e lagos so exemplos de sistemas dulccolas. Produtividade: o balano entre o que produzido pela fotossntese e estocado como

matria orgnica. Embolia: Formao de bolhas de nitrognio nos vasos sanguneos, obstruindo o fluxo de

sangue.

Folhas Coriceas: Folha espessa, com cobertura de ligninas, ceras ou qualquer outra substncia que a torne rgida. Essa cobertura diminui a superfcie de contato com a atmosfera, diminuindo a transpirao.

AREGAANDO AS MANGAS!!!

Faa uma comparao das caractersticas dos ambientes lnticos e lticos e dos principais organismos (animais e vegetais) que podem ser encontrados.

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UNIDADE 4

CLIMAS E BIOMAS

1. PADRES CLIMTICOS E A DISTRIBUIO DA VEGETAO

Ao longo do ano a Terra realiza o movimento de translao, no entanto, com diferentes inclinaes em relao ao Sol. Consequentemente, a radiao solar que alcana a superfcie da Terra poder ser mais intensa ou menos intensa, dependendo da sua posio. Desse modo, as regies dos polos sempre recebem menos radiao do que as regies prximas do equador. O calor das regies tropicais tende a aumentar a evaporao e tornar o ar mido. Essa umidade atinge rapidamente o ponto de precipitao, promovendo intensa chuva e impedindo que a umidade alcance a atmosfera superior.

Outro padro climtico importante que influncia a umidade das regies, a formao das massas de ar. o calor do Sol que provoca o movimento do ar. O calor recebido nas regies tropicais deixa o ar menos denso e ele tende a subir, sendo substitudo pelo ar mais frio (mais denso), que se desloca das regies polares. Alm disso, devido ao movimento de rotao da Terra, o ar quente (das regies tropicais) j perdeu sua umidade como pluviosidade local e se esfria ao alcanar a latitude de 30 (norte e sul). Ao descer, reinicia o ciclo. Desta maneira, o ar tende a circular entre o equador e a latitude 30. por isso que grandes desertos, como o deserto Saara, so encontrados nessa latitude. Outra relao entre a evaporao e a precipitao , tambm, observada entre as latitudes 30 e 60, onde o ar mido sobe e levado mais para o norte ou mais para o sul (em cada hemisfrio). Conforme se esfria, o ar desce novamente e chove, produzindo ambientes mais midos.

As correntes marinhas possuem seus movimentos diferenciados: no hemisfrio norte elas circulam no sentido horrio, enquanto no hemisfrio sul, elas circulam no sentido anti-horrio. Esse movimento determinado por uma fora centrfuga que existe no planeta devido seu

sistema rotacional e sua velocidade, chamada de Fora de Coriolis. Deste modo, na regio sul, haver o movimento de guas frias trazidas da Antrtica em direo ao norte e de guas quentes das regies tropicais para a costa leste. J no hemisfrio norte, as guas frias dos rticos circulam pela costa oeste, enquanto as guas mais quentes seguem pela costa leste.

Um ltimo fator que pode influnciar a umidade de grandes regies a topografia, com a formao das chuvas orogrficas (veja Fig. 5).

Todos esses fatores em conjunto caracterizaram regies como secas, midas, frias ou quentes, influnciando diretamente a distribuio das espcies.

2. VARIAES LOCAIS DE RECURSOS E CONDIES

As variaes locais tm uma importncia muito grande na definio das caractersticas de um ambiente. A variao altitudinal impe diferenas acentuadas na temperatura e na pluviosidade das regies. Locais localizados em altas altitudes tendem a ser mais frios e mais secos. Alm disso, o solo pode ser bastante diferente na sua composio, na sua granulometria ou ainda na sua capacidade de reter umidade, mesmo entre pequenas distncias. A disponibilidade de nutrientes fundamental para o desenvolvimento das plantas. Havendo diferena na sua composio, certamente espcies diferentes conseguiro se fixar. Essas

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modificaes podem ser decisivas para alterar as espcies que possuem adaptaes estas condies.

Vale lembrar que, apenas estas caractersticas no so suficientes para afirmar, com certeza, que determinada espcie ocorrer em determinado lugar ou no. As interaes ecolgicas tambm influnciam a dinmica das comunidades e a distribuio de espcies. Alm disso, tambm temos que considerar a histria de vida dos organismos, ou seja, se as espcies tiveram ou no a oportunidade de alcanar determinado habitat. Ao longo da histria geolgica, ocorreram muitas modificaes na estrutura e localizao dos continentes (Veja Fig. 4), alm dos perodos de glaciao, onde havia diferena da rea exposta de terra e das reas com condies favorveis vida. A evoluo deve ser considerada como pea chave para se entender as adaptaes e as distribuies das espcies.

As variaes desses fatores determinam caractersticas que devem ser suportadas pelas

espcies que ocorrem na regio, ou seja, as caractersticas que foram selecionadas ao longo da evoluo. As caractersticas fsicas e climticas de uma regio, associadas vegetao que ela apresenta chamada de bioma. Os biomas no possuem seus limites claros, com incio e fim e nem so completamente homogneos (possuem variaes locais). Atravs dos padres gerais, podemos prever a ocorrncia dos biomas mundiais (Fig. 6).

Figura 6. Distribuio Global dos Biomas

Fonte: http://biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br

3. BIOMAS TERRESTRES

3.1. FLORESTA SAZONAL TEMPERADA

Distribuda, basicamente, pelo hemisfrio norte, com poucas reas no hemisfrio sul (Nova Zelndia e Chile), sua temperatura moderada, podendo ter congelamento durante o inverno. A pluviosidade excede a evaporao e transpirao, tendo gua constantemente disponvel no solo. A vegetao possui uma estrutura caractersticas, com rvores decduas dominantes, um estrato de rvores menores, arbustos e herbceas. O perodo de reproduo marcado durante a primavera, quando a temperatura, o fotoperodo e a pluviosidade esto maiores.

Na parte mais quente e seca, o solo arenoso, pobre em nutrientes e as rvores caractersticas so os pinheiros. Devido ao perodo de seca, pode haver incndios e espcies

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adaptadas ao fogo, como sementes com casca resistente, gemas protegidas, razes subterrneas, entre outros.

3.2. FLORESTA TEMPERADA MIDA

Estas florestas so perenes e ocorrem em regies de invernos amenos, alta pluviosidade e neblinas durante o vero. Suas rvores so altas, como a sequoia (de 60 a 70m, em mdia). Num estrato inferior, podem ser encontradas ervas, tambm perenes, que se desenvolvem rapidamente durante a primavera. Devido sua sazonalidade, possui poucos recursos e, por isso, sustenta uma fauna de ciclo de vida curto e especializado.

3.3. CAMPOS/ DESERTOS TEMPERADOS

Tambm conhecidos como pradarias (Amrica do Norte), estepes (sia) ou pampas (Amrica do Sul), possuem baixa precipitao anual, concentrada principalmente no vero e invernos frios. Sua decomposio lenta, mas como os solos so pouco cidos, tendem a ser

ricos em nutrientes. Devido seca, o fogo constante, o que exige uma flora adaptada. A vegetao caracterstica formada por gramneas, que sustentam herbvoros e insetos.

3.4. DESERTO SUBTROPICAL

Localizados entre as latitudes 20 e 30 a norte e a sul do equador, recebem chuvas muito esparsas (menos de 250 mm anuais). Seus solos so rasos e com pouca matria orgnica. Os arbustos formam sua vegetao caracterstica (slvia, nos EUA, e creosoto, na Amrica do Sul), mas suculentas, como cactos tambm podem ser muito frequentes. Pequenas rvores perenes e de fisiologia lenta tambm podem ser encontradas. Como as chuvas so frequentes no vero, as sementes dormentes aproveitam para germinar. Possui diversidade mdia (mais que regies ridas temperadas e menos que regies tropicais pluviais) e baixa produtividade.

3.5. FLORESTA BOREAL TAIGA

Sua temperatura mdia anual e bem fria (5 C) e o inverno bem intenso. A pluviosidade varia de 400-1000 mm e com baixa evaporao, o que torna o solo bastante mido. As rvores so baixas (10 a 20 m), perenes e aciculadas. Sua decomposio bastante lenta, por isso h acmulo de serrapilheira e o solo cido e pobre. A diversidade muito baixa.

3.6. TUNDRA

Localizada mais ao norte do bioma de taiga, prximo aos polos. A regio muito fria, com temperaturas chegando facilmente abaixo de zero e com pluviosidade anual muito baixa (menos de 600 mm). O solo raso, cido (devido baixa velocidade de decomposio) e permanentemente congelado (permafrost). A vegetao caracterizada por arbustos que retm suas folhas por muitos anos e possuem estatura pequena (prxima ao cho) para suportar as intempries do clima. Durante o curto perodo do vero, pode ocorrer o desenvolvimento de vrias espcies.

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3.7. FLORESTA PLUVIAL TROPICAL

Regies de clima quente (acima de 20 C) e com alta pluviosidade (mais de 2000 mm anual e nunca menos de 100 mm mensal). Possuem solos antigos e muito intemperizados, com pouca capacidade de reter nutrientes. Devido alta temperatura, a decomposio ocorre rapidamente e sempre h nutriente disponvel. Essas florestas funcionam sob um sistema de auto-manuteno, ou seja, sua serrapilheira responsvel por suprir sua necessidade de nutrientes. As rvores podem alcanar at 60-70 m, com vrios estratos inferiores. A quantidade de luz que alcana o solo pouca, por isso as herbceas e arbustos podem ter grandes folhas (ex. palmeiras) e as sementes podem permanecer dormentes at que as condies ideais de luz sejam estabelecidas (no caso da abertura de uma clareira, por exemplo). Lianas, como cips, e epfitas, como bromlias e orqudeas, so muito comuns. H uma alta produtividade fotossinttica e alta diversidade de espcies (muitas endmicas).

3.8. SAVANA SAZONAL TROPICAL

uma regio bem caracterstica, de clima tropical, mas acima da latitude 10, onde h um perodo de seca (meses com menos de 50 mm). Por isso, as rvores so decduas, mais baixas e espaadas. Os solos so pobres em nutrientes e os incndios so frequentes. As gramneas se adaptaram condio de seca, tornando a pastagem um recurso importante e que sustenta grandes herbvoros, adaptados sazonalidade de alimento.

4. BIOMAS AQUTICOS

Diferentemente dos biomas terrestres que so definidos baseados em caractersticas vegetais, os biomas aquticos so definidos em funo das variaes fsicas (salinidade, profundidade, fluxo das guas).

Rios: so caracterizados por possurem fluxo unidirecional, recebendo o efeito da gua da chuva e da gravidade (a gua sempre corre para regies mais baixas). Podem ser

divididos em regies lticas e lnticas.

Lagos: possuem diferentes caractersticas dependendo da profundidade. Na margem so encontradas macrfitas, nas regies mais interiores o fitoplncton. At a parte onde h penetrao de luz, chamamos zona euftica (onde h fotossntese) e abaixo dela, sem luz est a zona aftica. O fundo chamado de zona bentnica, onde muitos animais so encontrados. Em lagos tambm possvel perceber uma estratificao na temperatura da gua. Essa diferena de temperatura mais comum em lagos de regies muito fria, onde h uma diferena de temperatura muito acentuada entre as estaes do ano. Essa estratificao impede a mistura de gua, diminuindo a oxigenao das zonas mais profundas. A regio onde h diferena de temperatura chamada de termoclina.

Esturios: so regies intermedirias entre as guas do rio e do mar. Possui caractersticas que exigem grande adaptao da sua biota, como resistncia na variao na salinidade (influncia da mar) e na vazo das guas. So regies de alta produtividade, principalmente devido ao grande aporte de nutrientes trazidos pelo rio. So berrios e rea de alimentao para milhares de espcies.

Oceanos: a zona litornea chamada de entremars, devido a influncia que recebem da variao das mars alta e baixa, e que exige grande adaptao dos organismos,

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como evitar a dessecao nos perodos de mar baixa. A zona longe do litoral chamada de nertica e, assim como nos rios, possui uma zona euftica e uma zona aftica que influnciar na taxa de fotossntese. O fundo chamado de regio bentnica e onde ocorre a deposio da maior parte dos nutrientes.

5. BIOMAS BRASILEIROS

5.1. BRASIL: MOSAICO DE AMBIENTES

O Brasil um pas de tamanho continental. Suas regies recebem a influncia de diferentes parmetros climticos, geogrficos e geolgicos, como variao da temperatura, de

pluviosidade, de correntes marinhas, da intensidade de radiao solar, da distribuio de montanhas, entre outros. Todas essas variaes influnciam as adaptaes das espcies e caracterizam diferentes biomas.

No Brasil podemos identificar seis biomas bem definidos (Fig. 7), sendo que cada um pode apresentar fisionomias diversas, dependendo das caractersticas locais. Os grandes biomas terrestres, em ordem de representatividade de rea so Amaznia, Cerrado, Mata Atlntica, Caatinga, Campos Sulinos ou Pampas e Pantanal (Tabela 1, Fig. 8).

Figura 7. Distribuio Global dos Biomas

Fonte: www.ibama.gov.br

Tabela 1. Biomas Brasileiros e suas reas.

Fonte: www.ibge.gov.br

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Figura 8. Biomas Brasileiros: a) Amazonia, b) Cerrado, c) Mata Atlntica, d) Caatinga, e) Campos Sulinos, f) Pantanal.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Fontes: www.tarjaverde.wordpress.com; www.riobranco.org.br; www.jornalserranonline.com.br;

www.brasilescola.com; www.wikipedia.org; www.ufrgs.br/comunicacaosocial.

Pouqussimas reas de cada bioma esto legalmente definidas como Unidade de

Conservao, o que associado ao intenso crescimento populacional e econmico, deixa muitas reas de mata vulnerveis destruio.

5.2. AMAZNIA

A Floresta Amaznica engloba nove pases, sendo que 60% de sua rea est no Brasil. Ela se estende por toda regio norte, mais o estado do Mato Grosso e o maior bioma do nosso pas. Quando se fala de Amaznia, os dados so sempre impressionantes: possui a maior bacia hidrogrfica do mundo, a Bacia do Rio Amazonas, o que garante um importante recurso para a regio. No a toa que a principal forma de locomoo na regio norte do nosso pas seja a fluvial! Alm disso, possui uma biodiversidade imensurvel, com muitas espcies endmicas e raras, garantindo um patrimnio gentico nico. Seus recursos minerais tambm no so totalmente conhecidos, porm muito abundantes! Grandes empresas como a Vale do Rio Doce e Petrobrs movimentam bilhes em recursos explorados nessa regio.

Apesar da grande exuberncia da floresta, seu solo pobre em nutrientes e a diversidade e a produtividades so mantidas por um rpido processo de ciclagem de nutrientes, favorecido pelas altas temperaturas locais. Esse o motivo para o baixo sucesso obtido, quando a floresta derrubada para o estabelecimento da agricultura: no h nutrientes suficientes para a manuteno da lavoura.

A principal fisionomia encontrada na Amaznia a floresta ombrfila densa, caracterizada por rvores muito altas (mais de 60 m), o que diminui muito a luz que chega at o solo. Por isso, seu sub-bosque aberto, com poucas herbceas (principalmente palmeiras). No alto das rvores

so encontradas muitas epfitas e lianas. uma regio que registra alto ndice de pluviosidade e, no perodo mais chuvoso, muitas

reas de mata ficam suscetveis a inundaes. Essa variao no nvel de alagamento do solo caracteriza a vegetao que ir ocup-la. A mata de terra firma possui espcies que no

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suportariam solo inundado. So as regies mais altas. A mata de vrzea aquela que fica periodicamente inundada, enquanto a mata de igaps permanece a maior parte do ano inundada.

Existem leis para proteo especifica da Amaznia, limitando reas que podem ser utilizadas mesmo em propriedades particulares, mas o controle da devastao muito difcil. Geralmente, a derrubada da floresta acontece para criao de novas reas de pasto, extrao ilegal de madeira ou plantio.

5.3. CERRADO

o segundo maior bioma do Brasil, ocupando a regio central do pas e sendo chamado tambm de savana brasileira. uma regio caracterizada por uma vegetao baixa (at 20 m), esparsa, com caules retorcidos e folhas espessas. Alm das rvores tambm possui plantas herbceas, principalmente as gramneas. Apesar de parecer uma resposta escassez de gua, na verdade uma resposta escassez de nutrientes. Seu solo muito pobre e possui alta

concentrao de alumnio, que txico para as plantas. O cerrado passa periodicamente por processos de queimadas naturais, que ocorrem

durante a estao mais seca. Muitas plantas possuem adaptaes ao fogo, como resina de proteo a rgos internos e sementes com casca resistente.

Suas fisionomias so nomeadas em funo da quantidade de plantas encontradas na regio e podem ser classificadas como cerrado (fisionomia florestal), cerrado limpo (com poucas plantas) ou cerrado sujo (com muitas plantas).

Sua fauna muito diversificada, com muitas espcies de vertebrados e invertebrados endmicas. Foi caracterizada como um hot-spot mundial, ou seja, uma das reas de maior biodiversidade ameaadas do mundo. considerada rea de prioridade para conservao, a nvel mundial.

Dos impactos que o cerrado vem sofrendo, a agricultura o que merece mais destaque. Como seu solo muito pobre em nutrientes e ainda txico, at a dcada de 50 ele no era explorado. No entanto, com o crescimento do plantio da soja no sul do pas, o governo federal ofereceu muitos incentivos fiscais e econmicos a agricultores que quisessem se estabelecer na regio central do pas. Alm disso, ele garantiu a calagem do solo (que regula o pH e reduz os efeitos do alumnio) e, com a construo de Braslia, forneceu um grande aporte rodovirio na regio. Todos esses fatores iniciaram o processo de crescimento econmico e consequente impacto ambiental descontrolado na regio, que hoje um dos polos produtores de soja do Brasil.

5.4. MATA ATLNTICA

A Mata Atlntica o bioma que ocupa a regio litornea do nosso pas, desde o Rio Grande do Norte at o Rio Grande do Sul. Como essa foi a regio que mais cresceu ao longo da nossa histria ( onde esto localizados as principais cidades brasieliras), foi tambm o bioma que mais sofreu com o impacto humano. Atualmente, menos de 7% da ocupao original da Mata Atlntica est preservada, sendo que de mata primria, ou seja, aquela que no sofreu nenhuma modificao, resta menos de 1%. Assim como o cerrado, a Mata Atlntica considerada um hot-spot, sendo detentora que altssima biodiversidade e endemismo.

Por se estender do litoral para o interior, est submetida a uma variao dos fatores edficos e climticos, definindo diferentes fisionomias. A floreta ombrfila densa a mais comum, sendo constituda por rvores mais baixas que as encontradas na Amaznia, mas que chegam a

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60 m. Possui uma estratificao no seu sub-bosque, sendo formada por herbceas, arbustos e arvoretas. Epfitas e lianas so muito comuns sobre as rvores.

O manguezal a regio formada pelo encontro dos rios com os mares e possui uma fisionomia bem especfica, com seu solo alagadio e grande influncia das mars. Devido variao da salinidade, suas rvores e animais devem ser adaptadas regulao osmtica. uma regio de alta produtividade, principalmente devido aos nutrientes que so trazidos pelos rios. Por isso, constitui regio de reproduo, alimentao e refgio para muitas espcies da fauna, estando legalmente protegido.

As restingas esto localizadas nas reas junto ao mar. Possuem solo arenoso e recebem alta radiao e muito vento. As plantas so resistentes perda de gua, possuindo folhas cobertas por ceras e espinhos e razes mais longas. H uma variao das fisionomias encontradas, de modo que as plantas herbceas so mais comuns junto ao mar, os arbustos

numa regio mediana e as rvores aparecem mais distantes, formando matas que podem permanecer temporariamente alagadas. Geralmente estas matas esto prximas a incio de morros e podem formar um continum com a floresta ombrfila densa.

As matas decduas so encontradas nas regies montanhosas, com uma variao climtica mais marcante e um perodo de frio e seca. As rvores desta regio podem perder suas folhas nos perodos menos favorveis e em regies de alta altitude podem dar lugar a uma vegetao rupestre, com mais espinhos e que resistem a longos perodos de seca.

Outra fisionomia marcante so as Matas de Araucrias, localizadas na regio Sul do Pas e em reas de alta altitude e clima frio dos estados de So Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais, onde se destacam rvores de Auraucaria angustifolia ou Pinheiro do Paran e sua semente, o famoso pinho, usado como ingrediente em pratos tpicos.

A Mata Atlntica sofre com impactos variados, como possvel voc imaginar. Sua devastao data logo da chegada dos portugueses no Brasil, com a explorao intensiva do pau-brasil, causando quase sua extino em menos de 50 anos. Atualmente, os impactos so causados pelo crescimento desordenado das cidades e pela explorao imobiliria, principalmente em regies prximas do mar.

5.5. CAATINGA

Ocupa o interior da regio nordeste do Brasil e sua principal caracterstica a escassez de gua associada ao clima quente. Apesar dessa grande dificuldade ambiental, a vegetao possui caractersticas adaptativas que garantem sua sobrevivncia, como folhas coriceas, espinhos, baixa estatura, caducifolia, reproduo na poca das chuvas, entre outras. uma regio pouco estudada, em relao aos outros biomas brasileiros, mas detentora de grande diversidade de flora e fauna. Merece destaque as regies chamadas de brejo de caatinga, encontrados geralmente em reas mais montanhosas, que possuem maior disponibilidade de gua e propiciam maior diversidade.

Dos impactos que o bioma recebe, a agricultura da cana-de-acar o mais significativo, mas a extrao de madeira e a pastagem tambm esto presentes.

5.6. CAMPOS SULINOS OU PAMPAS

Localizado entre a Argentina, Uruguai e Brasil, os campos sulinos so geograficamente formados por uma rea de plancie. A vegetao caracterstica so as gramneas e plantas

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rasteiras, sendo o habitat de muitos herbvoros. O solo frtil e esta caracterstica, aliada a geografia, favorece a agricultura e a pecuria, que so os impactos que o bioma sofre.

5.7. PANTANAL

uma grande plancie, que com os regimes da sua bacia hidrogrfica, permanece por longos perodos inundada. Essa inundao reduz muito as reas de solo disponveis, por isso a agricultura no uma atividade muito comum da regio. No entanto, a pecuria possvel, pois os gados podem ser deslocados para reas mais secas na poca das enchentes. Esse o principal impacto que a regio recebe, sendo hoje um dos grandes produtores de carne no Brasil.

Sua vegetao est concentrada nas regies mais altas e formada por uma fisionomia aberta, com rvores esparsas. Sua fauna muito diversificada.

GLOSSRIO

Perene: Refere-se aqueles organismos que vivem o ano inteiro Aciculadas: Folhas pontiagudas, com pouca lmina foliar. Serrapilheira: Resto de vegetao e detritos animais que se acumulam no solo, sendo a

principal fonte de nutrientes aps a reciclagem.

Endmicas: espcies que ocorrem apenas em determinado local. Macrfitas: Conjunto de plantas macroscpicas encontradas em ambientes aquticos.

So muito importantes ecologicamente, pois contribuem para a produo de energia e ajudam na reciclagem de nutrientes.

Fatores edficos: fatores relativos ao solo

SAIBA MAIS!!!

Pesquise cinco plantas comuns da sua regio (terrestres ou aquticas) e identifique as caractersticas adaptativas ao seu bioma (ou alguma fisionomia do bioma).

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UNIDADE 5

INDIVDUOS E POPULAES

1. INDIVDUOS: ONDE AGE A SELEO NATURAL

Os indivduos de uma mesma espcie que vivem num mesmo lugar formam uma populao. Cada um desses indivduos est sujeito ao da seleo natural, ou seja, do ponto de vista evolutivo suas caractersticas esto sendo avaliadas a todo o momento e sero selecionadas se estiverem contribuindo para tornar a espcie mais forte no meio. Logo, o componente gentico dos indivduos, chamado de gentipo, de extrema importncia! Vale lembrar que, o meio tem influncia sobre a expresso do componente gentico: chamamos de fentipo a expresso dos genes. Quanto maior a variabilidade encontrada nos indivduos, maior ser a chance da populao resistir s mudanas no meio.

Quando olhamos a Natureza, podemos ver organismos bastante diferentes. Alguns, podemos delimitar facilmente seu espao e estruturas, como os vertebrados, mas em outros, quase impossvel definir todas suas estruturas ou sua rea, como os corais. Os primeiros so chamados organismos unitrios, enquanto os segundos so classificados como modulados. Os modulados possuem um crescimento muitas vezes diferenciado, alm de poderem ter crescimento clonal, como esponjas e algumas plantas. Desse modo, quando um indivduo que foi gerado por reproduo sexuada se desenvolve ele chamado de genet, ou seja, seu material gentico nico dentro da populao. No entanto, quando ele capaz de produzir brotos, estoles ou qualquer outro tipo de reproduo assexuada, o novo indivduo formado geneticamente idntico ao primeiro, sendo ento chamado de ramete. A reproduo assexuada permite o crescimento das populaes, porm no oferece um componente essencial para sua manuteno por longos perodos no meio: a variabilidade gentica.

Os indivduos na natureza tm dois objetivos: sobreviver e reproduzir. Suas adaptaes

para garantir a sobrevivncia, como ter bons mecanismos para capturar sua presa ou bons mecanismos para escapar do predador, garantem maiores chances na sobrevivncia. J com relao reproduo ele deve contar com sua capacidade reprodutiva e a chance de encontrar com um bom parceiro.

As espcies investem de maneira diferenciada na sua capacidade reprodutiva: algumas produzem muitos filhotes ou ovos, mas com pouco investimento energtico em cada um, o que diminui sua chance de sobrevivncia. Esses organismos so chamados de r-estrategistas, como os insetos, que colocam centenas de ovos, necessitam de pouco tempo para o desenvolvimento das larvas e no tem cuidado parental. comum haver um alto ndice de predao dos filhotes. Por outro lado, algumas espcies investem muita energia na sua reproduo, produzindo poucos ovos, mas cuidando para que eles recebam todo cuidado e energia para o sucesso da sua sobrevivncia, como os mamferos. Os filhotes exigem muito tempo dos pais, tanto durante a gestao quanto aps o nascimento. Esses organismos so chamados de K-estrategistas.

A capacidade reprodutiva de um indivduo vai afetar a dinmica de sua populao, ou seja, se ele for capaz de se reproduzir com alta velocidade, a tendncia que a populao cresa tambm bem rpido. Nesse caso, espera-se que a taxa de mortalidade tambm seja alta, para que haja sempre um controle do tamanho populacional. J se os indivduos se reproduzem mais lentamente, suas populaes podem ter uma regulao tambm mais lenta.

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2. NASCER, CRESCER, REPRODUZIR E MORRER

Conhecer os processos de nascimento e morte dos organismos na natureza nem sempre tarefa fcil, mas muito informativo para o homem. Um bom exemplo da sua aplicabilidade pode ser visto quando se estuda pragas e o que se deseja controlar o crescimento populacional. Logo, estudar os ciclos de vida dos organismos fornece informaes respeito das suas estratgias e das suas fragilidades, uma vez que se obtm informaes sobre o perodo de nascimento, o tempo at que o jovem entre na idade reprodutiva e o tempo em que ele permanece nela, sua capacidade reprodutiva e at que idade ele pode viver. Essas informaes nos fornecem dados suficientes para prever sua dinmica populacional ao longo do tempo.

3. ALCANANDO NOVAS FRONTEIRAS

Alm disso, os indivduos podem se locomover. Mesmo as plantas ou outros organismos que vivem fixos, ao produzir seus descendentes, que sero levados para longe pela ao do vento, gua ou carregados por animais, esto dispersando seus genes.

A capacidade de movimento pode caracterizar a distribuio da populao no meio como ao acaso (sem padro), regular (quando as distncias entre organismos no aleatria) ou agregado (quando os organismos vivem juntos). Nesse momento, importante diferenciarmos dois conceitos importantes na Ecologia: disperso e migrao. Disperso a capacidade que os descendentes tm de se afastarem dos genitores. Ou seja, como uma semente se distancia da planta-me para se desenvolver. Migrao um movimento que os indivduos realizam de um lugar para outro, como as aves que migram em perodos frios, quando ocorre h baixa na disponibilidade de comida. As migraes podem afetar as populaes que vivem nos locais onde os organismos esto chegando, pois ela tende a aumentar a competio pelos recursos.

4. PARMETROS POPULACIONAIS

Quando pensamos comparativamente, possvel perceber que as populaes apresentam uma dinmica semelhante a dos organismos elas podem nascer, crescer, morrer. Mas quando se fala de populao, se fala de uma regulao contnua, onde os fatores que afetam o indivduo estaro agindo para controlar suas populaes. Por exemplo, quando um indivduo morre, ele ajudar a regular o tamanho da populao. Imagine se nenhum indivduo da populao morresse: no haveria espao, nem recurso suficiente para manter a populao por muito tempo. Pode parecer cruel, mas a morte de um indivduo essencial para o controle da sua populao. Por isso, quando vemos na TV um tubaro comendo uma foca, temos que encarar essa predao to essencial para o controle das populaes quanto o nascimento de um belo ursinho!

Parmetros como morte e nascimento so os caminhos pelos quais as populaes crescem ou diminuem. No entanto, outros parmetros tambm contribuem para essas regulaes, como os movimentos de emigrao e imigrao, que favorecem o aumento e a diminuio da densidade populacional, respectivamente.

Outra questo importante pensar que quando falamos na morte de uma populao, estamos na verdade falando de uma extino. Pode ser uma extino local, no caso de espcies que tenham ampla distribuio e diferentes populaes. Mas tambm pode se tratar de uma extino definitiva, no caso de espcies raras ou endmicas.

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5. CRESCIMENTO POPULACIONAL

Quando as populaes so pequenas e h recurso disponvel no meio, as populaes tm condies de crescer, ou seja, a reproduo dos seus indivduos favorecida. fcil entender isso, quando vemos como uma populao de ratos cresce rapidamente, quando encontra uma rea abandonada e com recurso: rapidamente as fmeas engravidam, aumentando o nmero de ratinhos. Agora, imagine se esse crescimento ocorresse sem nenhum controle. A populao

estaria sempre aumentando seu tamanho, de um modo cada vez mais rpido, pois mais fmeas estariam nascendo na populao e alcanando sua idade reprodutiva. Ou seja, o crescimento seria proporcional densidade (tamanho da populao ou N). Mas isso no acontece! Por mais que uma populao tenha alta capacidade de reproduo (que podemos chamar de taxa intrnseca de crescimento ou r), em algum momento o meio no suportar mais indivduos chegando. No haver recurso suficiente. Ento, h um momento em que a populao no tem mais como aumentar. O nmero de indivduos que o meio capaz de suportar chamado de capacidade suporte (K) e essencial para garantir o controle da populao.

A relao existente ente a capacidade reprodutiva (r), o tamanho da populao (N) e a capacidade suporte do ambiente (K) pode ser demonstrada pela seguinte equao:

1

A partir desta equao, possvel construir uma curva caracterstica do crescimento

populacional, indicando um crescimento rpido no incio e, conforme o tempo vai passando, uma estabilizao no tamanho populacional (Fig. 9).

Figura 9. Curva demonstrando o crescimento de uma populao ao longo do tempo e alcanando

sua capacidade suporte (K).

Fonte: Adaptado de Pinto-Coelho, 2000.

Essa uma maneira de prevermos o comportamento de uma populao ao longo de um determinado tempo. Muitos fatores podem influnciar essa modelagem ou previso do funcionamento de uma populao, como variaes temporais nos recursos, variaes temporais na maturao de jovens ou at efeitos estocsticos, ou seja, aqueles que ocorrem sem qualquer previso, como furaces ou terremotos.

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PERGUNTAS???

Como voc acredita que o monitoramento da dinmica populacional pode ser efetivamente til na preservao de espcies ameaadas de extino?

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UNIDADE 6

INTERAES ECOLGICAS

1. NINGUM VIVE SOZINHO

Pense em um ser vivo. Agora pense em como sua vida. Durante quanto tempo ele permaneceu completamente sozinho? Acredito que bem pouco! Na natureza, por mais que algumas espcies no vivam em grupos ou sociedades, elas sempre estaro interagindo de alguma maneira com outras espcies. Elas se alimentam de outras espcies, competem por alimento, espao ou parceiro, eliminam excretos ou substncias que vo interferir em outros indivduos ou populaes, alm de muitas outras influncias. Desta maneira, os indivduos/ populaes podem interagir de maneira positiva, negativa ou neutra (Tabela 2).

Tabela 2 Interaes ecolgicas entre espcies e seus efeitos: + (positivo); - (negativo) e 0 (neutro).

Intera

es

Es

pcie 1

Espcie 2

Predao

- +

Parasitismo

- +

Competio

- -

Comensalismo

0 +

Mutualismo

+ +

As interaes entre as espcies podem ser modificadas ao longo do tempo evolutivo.

Quanto mais recente for uma interao, maior o impacto negativo que ela poder provocar. Esses tipos de interaes so muito observados em ambientes impactados. Com a evoluo e o desenvolvimento do ecossistema, pode-se esperar que as interaes mais negativas dem lugar a interaes positivas ou neutras.

2. QUANDO UM PERDE E OUTRO GANHA

Comearemos discutindo um pouco a respeito das interaes onde, pelo menos, uma populao influnciada de maneira negativa. Veremos quais so elas, como ocorrem e quais estratgias podem ser adotadas pelas espcies beneficiadas para aumentar seu sucesso e quais estratgias podem ser adotadas pelas espcies prejudicadas para escapar da interao.

Todas as espcies necessitam se alimentar e tambm podem servir de alimento para outras. De um modo geral, os principais consumidores que podemos encontrar na natureza so os predadores, os herbvoros e os parasitos. A diferena entre eles est na sua dieta e na forma como manipulam suas presas (Tabela 3).

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Tabela 3 Consumidores e suas adaptaes de dieta e comportamento

Interaes Dieta Ataque

Predadores Variada Matam Herbvoros Variada No matam Parasitos Especfica No matam

A semelhana fundamental entre predadores, herbvoros e parasitos que cada um, na

obteno dos recursos que necessita, reduz a fecundidade ou as chances de sobrevivncia da presa e pode diminuir sua abundncia.

2.1. PREDAO

A predao a interao onde um indivduo ataca e subjuga sua presa, consumindo-a logo aps sua morte. Exemplo: lees que consomem zebras, ursos que consomem peixes, cobras que consomem ratos e sapos. Geralmente, predadores possuem uma dieta variada.

Os organismos dos predadores esto adaptados em funo da sua dieta. As adaptaes dos predadores so fundamentais para garantir o sucesso do seu ataque e da manipulao de seu alimento. Vejamos estas adaptaes:

As presas tendem a ser menores que seus predadores, o que facilita a captura. No caso de predadores que caam em bando, possvel subjugar uma presa maior que seu tamanho.

Seus dentes so adaptados mastigao da sua dieta. Ex.: herbvoros possuem molares bem desenvolvidos para mastigao das fibras dos vegetais, enquanto carnvoros possuem caninos bem desenvolvidos para facilitar a morte das presas logo no primeiro ataque e rasgar suas carnes.

As aves de rapina, como gavies, possuem garras afiadas para capturar e ajudar a dilacerar a carne de suas presas.

Cobras possuem mandbulas que se deslocam, aumentando muito o tamanho de sua boca e facilitando a captura de presas muito maiores que elas.

Herbvoros podem possuir seu aparelho digestrio alongado e associao com microorganismos que realizam a digesto de fibras e celulose. Alm das adaptaes morfolgicas e fisiolgicas, os predadores tambm vo apresentar

adaptaes comportamentais, para poderem se aproximar de suas presas sem que elas fujam. Eles podem se camuflar ou assumir altas velocidades que garantam o sucesso na captura.

Assim como predadores esto adaptados a capturar presas, estas tambm vo apresentar adaptaes para escapar do ataque. Vejamos algumas:

Colorao crptica, ou seja, seu padro de pele parecido com o meio onde ela costuma ficar. uma camuflagem. Nesse caso, a presa deve apresentar um comportamento esttico, para que no seja percebida. Ex.: bicho-pau.

Colorao de advertncia. Nesse caso, a presa bastante colorida, para que seja visualizada sem problemas. Essa colorao indica que a presa possui substncias txicas ou impalatvel. Essa estratgia chamada de aposematismo. Ex.: abelhas amarelas e laranjas, sapos coloridos, cobra coral. Para compreender a relao entre presas e predadores, pense agora no que deve

acontecer, quando h uma grande populao de presas em determinado lugar. Acredito que voc tenha pensado que ser mais fcil acontecerem os ataques dos predadores e a populao de

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presas ir diminuir. exatamente isso que esperado! Mas com o tempo, a diminuio da populao de presas tornar mais difcil o seu encontro pelos predadores, o que significa que menos alimento est disponvel. A tendncia que a populao de predadores tambm diminua, pois com menos presas, eles tero menos energia para investir no seu crescimento e reproduo. Com menos predadores na rea, as presas tem novamente a oportunidade de aumentar sua populao. E agora voltamos ao incio do ciclo, onde h muitas presas, e o encontro com predadores favorecido, aumentando os ataques novamente. Esse processo conhecido como a dinmica da interao predador-presa. A tendncia ocorrer uma flutuao sazonal nas populaes de presas e predadores, onde uma populao influncia a outra. Um bom exemplo documentado o caso da dinmica entre as populaes de lebre americana (Lepus americanus) e o lince canadense (Lynx canadensis) (Fig. 10) nas florestas da Amrica do Norte.

Figura 10. Dinmica das populaes de lebre americana (Lepus americanus), a presa, e o lince canadense (Lynx canadensis), o predador.

Fonte: modificado de Townsend, Begon & Harper, 2006.

Apesar desta relao parecer muito clara, importante termos em mente que na natureza

existem outros fatores influnciando cada uma das populaes, como disponibilidade de comida da presa, competio com outras espcies ou efeitos estocsticos. Ou seja, nem sempre to fcil visualizar esse padro na natureza.

O mais importante ter em mente que apesar de parecer cruel quando um predador come uma presa, esse processo muito importante na regulao do tamanho populacional das presas. ruim para o indivduo, mas favorvel para a populao e para a dinmica do ecossistema como um todo.

2.2. HERBIVORIA

Falaremos dos herbvoros de maneira diferenciada porque, assim como os predadores eles possuem uma dieta variada, mas diferentemente daqueles, dificilmente matam suas presas, pelo menos, a curto prazo. Eles costumam consumir parte das presas, como folhas, sementes, flores ou frutos.

Na interao herbvoros-plantas tambm podemos observar muitas adaptaes de ambos os lados, mas estas adaptaes esto mais centradas no campo qumico ou morfolgico:

Presena de tanino, substncia adstringente que torna o rgo impalatvel (como quando comemos um fruto verde, que possui cica).

Resistncia fsica, como pelos, espinhos ou carapaas nas sementes.

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Altas concentraes de lignina e celulose, substncias que tornam as plantas mais fibrosas e de difcil digesto.

Produo de compostos secundrios txicos. E na contra-mo destas adaptaes, os herbvoros desenvolveram estratgias para

escapar destes problemas:

Adaptaes do sistema digestivo e associaes com bactrias e protozorios para lidar com os compostos mais difceis e com a celulose.

Vias metablicas alternativas para inativar os compostos txicos.

Consumo de folhas jovens, que possuem menos fibras. Assim como, predadores controlam as populaes de presas, os herbvoros tambm

podem exercer tal efeito sobre a populao de suas plantas.

2.3. PARASITISMO

Pense na seguinte questo: quantas espcies podem ser encontradas em seu corpo? assustador imaginar a quantidade de espcies que podem ser encontradas vivendo sobre ou dentro de outras espcies. Bem, mas nem todas podem ser consideradas parasitos. Um parasito um organismos que vive intimamente associado a outro indivduos de uma outra espcie, seu hospedeiro. Ele retira recursos do hospedeiro e o prejudica, mas no o mata a curto prazo.

Os aspectos negativos desta interao tendem a ser mais intensos no incio da associao, provocando uma grande oscilao nas populaes de parasitos e hospedeiros e podendo at levar ambas as espcies extino. Mas a tendncia que a seleo diminua os impactos, como demonstrado num experimento com moscas e seu parasito, uma vespa (Fig. 11). No incio desse experimento, as populaes de parasito e hospedeiro apresentam uma oscilao conjunta, mas a ao dos parasitos to intensa que quase extingue seu hospedeiro. Aps dois anos de relao, os parasitos tiveram sua populao mais controlada (uma taxa de crescimento bastante inferior do que no incio da relao), permitindo sua co-existncia com o hospedeiro.

Figuara 11. Sistema parasito hospedeiro entre populaes da mosca (Musca domestica) e de seu

parasito, uma vespa (Nasonia vitropennis), controlado em laboratrio por dois anos.

Fonte: Odum, 1983

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2.4. COMPETIO

A competio ocorre quando dois indivduos/ populaes disputam algum recurso limitante, ou seja, que esteja com baixa disponibilidade. importante ter em mente que o recurso no pode ser abundante, seno no haveria necessidade da disputa. Essa uma interao onde ambos os envolvidos sofrem uma reduo na sua fecundidade, sobrevivncia e crescimento.

A competio pode ocorrer interespecificamente, ou seja, entre espcies diferentes, como tambm intraespecificamente, ou seja, dentro de uma mesma espcie. A competio entre indivduos de uma mesma espcie est diretamente relacionada com o tamanho populacional. Deste modo, quanto maior for a populao, maior ser a competio. Nesse contexto, a competio ajudar a regular o tamanho populacional, alm de estar sempre selecionando os organismos mais fortes, os quais deixaro seus genes, aumentando a capacidade competitiva de sua prole. J a competio interespecfica um dos fenmenos fundamentais na estruturao das

comunidades, pois afeta tanto a distribuio atual das espcies quanto um dos mecanismos de ao pelo qual o processo de evoluo pode ocorrer.

A competio pode ser classificada de duas maneiras: a competio de explorao e a competio por interferncia. Quando um organismo utiliza um recurso, tornando-o indisponvel, dizemos que ocorre a competio de explorao. Por exemplo, quando um morcego consome um fruto, este fica indisponvel para outro animal. Mas a competio tambm pode ocorrer de uma maneira direta, com a disputa direta entre os envolvidos, e, neste caso, temos a competio por interferncia. Por exemplo, quando dois machos disputam uma fmea. Veremos que a competio uma importante fora evolutiva que pode levar a separao/ diferenciao de nichos, especializao e diversificao.

Quando pensamos nos custos que a competio envolve, compreensvel entender por que a evoluo age de maneira a promover uma separao ecolgica dos nichos das espcies envolvidas. Esse processo denominado Principio da Excluso Competitiva ou Principio de Gause. Isso significa que se a competio for muito intensa, ela pode levar a populao da espcie mais forte a excluir a outra (mais fraca competitivamente) ou fazer com que ela ocupe outro espao, ou ainda que utilize outro recurso. interessante observar que organismos aparentados e com hbitos muito semelhantes no ocupam o mesmo nicho. Quando eles so simptricos, ou seja, ocupam o mesmo local, eles podem se diferenciar na explorao dos recursos ou ser ativo em horrios diferentes. Vejamos como esse processo ocorre no experimento clssico do pesquisador russo Gause (Fig. 12). Nesse experimento, duas espcies de paramcios foram cultivadas juntas (Fig. 12a) e separadas (Fig. 12b). Quando separadas, ambas alcanam o crescimento mximo da populao, mas quando juntas, por usarem o mesmo recurso alimentar, uma acabou excluda.

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Figura 12. Cultivo de duas espcies de paramecium (Paramecium caudatum e P. aurelia), demonstrando o principio da excluso competitiva.

Fonte: Odum, 1983

Outra consequncia da forte competio pode ser uma diferenciao na explorao de

recursos, quando h recursos variados na rea em questo. Logo, espcies simptricas podem diminuir o impacto da competio, consumindo outro recurso disponvel. O nome desse fenmeno deslocamento de caracteres e ele pode ser percebido comparando as caractersticas das espcies em regies onde elas ocorrem juntas com as caractersticas que elas possuem nas das regies ocorrem separadas. Um exemplo clssico envolve tentilhes (aves) estudados por Darwin,

no arquiplago de Galpagos. Trs espcies de tentilhes apresentam diferenas nos tamanhos se seus bicos quando esto em simpatria: as classes de tamanho no se sobrepem. Mas, quando apenas uma espcie ocorre em uma ilha, seu bico possui diferente amplitude de tamanho (Fig. 13). Parece claro que a competio uma importante fora da evoluo.

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Figura 13. Tamanho de bicos dos tentilhes (Geospiza sp.) de Galpagos, demonstrando o deslocamento de caracteres.

In

div

du

os

em c

ada

clas

se d

e ta

man

ho

(%

)

Profundidade dos bicos (mm)

Ilhas Marchena e Pinta

Ilhas San Cristobal e Florena

Ilhas Daphne

Ilhas Los Hermanos

Fonte: Adaptado de Ricklefs, 2001 e http://biology.mcgill.ca

3. TROCA DE FAVORES

Podemos encontrar na natureza organismos se relacionando de maneira positiva para ambos ou apenas para um, mas sem prejudicar o outro. Essas relaes podem ter evoludo de interaes prejudiciais ao longo do tempo, de modo a aumentar a aptido das espcies.

3.1. COMENSALISMO

Nessa interao uma espcie beneficiada, mas a outra no prejudicada, nem beneficiada. Temos como exemplo dessa interao bromlias que utilizam os troncos das rvores como substrato. As bromlias no causam nenhum prejuzo s rvores, mas esto sendo beneficiadas com um habitat alto, onde h maior disponibilidade de gua e luz.

Alguns autores acreditam que o comensalismo pode representar o primeiro passo para o desenvolvimento de relaes benficas, sendo um intermedirio entre o parasitismo e o mutualismo.

Vale ressaltar que dependendo da intensidade da interao, a espcie no favorecida

pode comear a ter problemas. Imagine uma rvore com centenas de bromlias em um determinado galho. Certamente haver um excesso de peso, que pode provocar a queda do galho.

3.2. MUTUALISMO

* Gause foi um importante eclogo russo que desenvolveu essa teoria aps realizar experimentos com espcies de protozorios do gnero Paramecium na dcada de 40.

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Nessa interao s existem beneficiados! na verdade uma troca de favores. Algumas vezes, a relao to intensa que as espcies se tornam dependentes uma das outra, demonstrando relaes altamente refinadas, como no caso de machos de abelhas que polinizam orqudeas ao se esfregarem na sua flor, para coleta de perfume que ser usado na atrao da sua fmea.

Podemos classificar o mutualismo de trs formas: 1 Mutualismo defensivo quando uma espcie defende a outra que pode ser sua fonte de

abrigo e alimento. Ex.: formigas que vivem nos espinhos de uma planta chamada Acacia. Logo que um inseto pousa na planta, as formigas o atacam com muita voracidade, protegendo a planta. A planta sem a formiga costuma ser devorada rapidamente, perdendo suas folhas.

2 Mutualismo trfico envolve parceiros que realizam troca de nutrientes. Comum em algumas plantas, como feijo, que tem associao com bactrias especializadas em fixao de nitrognio. A planta recebe o nitrognio que no capaz de fixar do ar, enquanto a bactria recebe carboidratos oriundos da fotossntese. Outro exemplo a associao de plantas com fungos, chamada de micorrizo (Fig. 14). O fungo acelera a absoro de nutrientes, por ser decompositor.

Figura 14. Plntulas de pinheiro sem (A) e com (B) micorrizo. Note como a plntula com associao

possui um desenvolvimento maior, tanto das razes quanto das folhas.

Fonte: Odum, 1983.

3 Mutualismo dispersivo observado entre animais que se alimentam ao realizar a disperso de

plen ou sementes de plantas. Importantssimo para garantir a manuteno das espcies e diretamente envolvido no aumento da biodiversidade de reas.

4. CO-EVOLUO

Aps ver os tipos de interaes encontradas na natureza, percebemos que existe uma ligao estreita entre os envolvidos. possvel perceber que existe um efeito evolutivo mtuo entre as espcies. Essa evoluo ao nvel de comunidade, onde grupos de diferentes espcies tenham uma interao ecolgica prxima chamada de co-evoluo. So, ento, espcies diferentes (no trocam genes entre si), mas que receberam presses seletivas comuns. Alguns exemplos podem ser observados entre beija-flores e as flores que eles polinizam (muitas vezes altamente especficos) ou entre vermes, como solitria (Taenia sp) e seu hospedeiro (homem).

Um excelente exemplo de co-evoluo, envolvendo espcies de beija-flores, plantas e caros, foi demonstrado em estudo realizado por Robert Colwell, em 1973 (Fig. 15). Nessa

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relao, os caros vivem nas flores das plantas, se alimentando de nctar e plen e sendo transportado pelo bico dos beija-flores para alcanar outras flores. O beija-flor o meio de transporte do caro. Existe uma especificidade entre o caro e a flor, de modo que se um caro desembarca em uma flor da espcie errada, h uma grande rivalidade com o caro da outra espcie, levando a uma briga e at a morte de um deles. interessante perceber nesse sistema diferentes tipos de interaes ecolgicas:

competio de explorao entre os beija-flores pelo nctar das flores;

mutalismo entre o beija-flor e a flor que ele poliniza;

parasitismo entre o caro e as flores, uma vez que ele retira o nctar e reduz sua disponibilidade para o beija-flor, podendo reduzir a taxa de polinizao;

parasitismo entre as aves que retiram o nctar de maneira ilegtima (pilhagem) da flor, sem realizar sua polinizao;

comensalismo entre o caro e beija-flor, pois durante o transporte o beija-flor no afetado, mas o caro consegue garantir sua disperso at outras flores.

Figura 15. Relao entre beija-flores, as flores que eles polinizam e duas espcies de caros (Rhinoiseus colwelli e R. richardsoni). As linhas pontilhadas indicam pilhagem, enquanto as linhas

contnuas indicam visitas legtimas.

Fonte: Colwell, 1973.

GLOSSRIO

Aves de rapina: Aves carnvoras, como gavies e guias. Compostos secundrios: aqueles que no usados diretamente na fisiologia do

organismo. So produzidos com o objetivo de defesa.

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Aptido: Sucesso ecolgico, sucesso reprodutivo e permanncia da espcie no meio.

FIQUE LIGADO!!!

Exemplifique as interaes discutidas nesta unidade com casos que voc conhece na sua regio.

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UNIDADE 7

FLUXO DE ENERGIA

1. SEM ENERGIA NO TEM ATIVIDADE

Assim como os organismos necessitam de energia para realizao de suas atividades, comunidades tambm requerem energia para a manuteno de sua estrutura. Paralelo necessidade de energia, est a necessidade de obteno de matria, ou seja, como o nutriente conseguido e assimilado e como ele transformado de inorgnico para orgnico e vice-versa. Existe uma diferena bsica no comportamento da energia e da matria: enquanto a energia tem um caminho unidirecional, a matria pode ser reciclada, ou seja, reaproveitada pelo sistema. Mas, respeito desse tema, trataremos na unidade seguinte. Veremos, nessa unidade, exatamente os caminhos pelos os quais a energia entra e sai da comunidade, suas rotas e processos nos ecossistemas terrestres e aquticos.

Primeiro, importante entender que energia a capacidade de realizar trabalho. Ou seja, a realizao de qualquer atividade requer energia. E existem leis que regem o comportamento dessa energia.

1. Lei da termodinmica ou Lei da conservao de energia - a energia pode ser transformada de um tipo em outro, mas no pode ser criada nem destruda. Ex.: a luz uma forma de energia porque ela pode ser transformada em trabalho, calor, mas nenhuma parte dela destruda.

2. Lei da termodinmica ou Lei da entropia - nenhum processo de transformao de energia ocorrer espontaneamente, a menos que haja uma degradao da energia de uma forma mais concentrada para uma forma menos concentrada. Ex.: o calor de um objeto quente tende a se dissipar para o ambiente mais frio.

A energia tem um nico caminho de entrada no sistema: a radiao do Sol. Ento

importante entender como a energia do Sol transformada em um tipo de energia que possa ser usada pelos seres vivos. O Sol uma grande fonte de radiao, mas nem toda essa energia aproveitada pelos seres vivos. Na verdade, uma parcela bem pequena absorvida (menos de 2%). Os seres que possuem a capacidade de absorver a radiao da forma como ela emitida pelo Sol, so as plantas. Atravs do processo da fotossntese, elas conseguem transformar a energia luminosa em energia qumica, resultando na fabricao da glicose (que pode ser estocada ou utilizada diretamente como fonte de energia nas atividades celulares). A parte estocada dessa energia ser responsvel pela formao do corpo da planta, e, posteriormente, de outros animais. Ou seja, ela formar a biomassa da planta. A biomassa de um organismo geralmente medida em funo de uma unidade de rea (de solo ou de gua) e expressa em alguma unidade de energia ou atravs da massa da matria orgnica seca (para isso deve-se proceder com um trabalho de secagem, comumente desenvolvido em estufa antes da pesagem).

2. PRODUTIVIDADE

Seguindo a 2. Lei da termodinmica, possvel compreender que sempre haver uma perda de energia para o meio toda vez que esta for convertida de uma forma para outra. Chamamos de produtividade o balano entre a energia inicial e a energia perdida para o sistema. As plantas, por serem seres autotrficos, so os responsveis pela entrada da energia no sistema,

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por isso, dizemos que a produtividade primria a taxa de energia radiante que foi convertida em energia orgnica atravs da fotossntese. A produtividade primria pode ser divida em:

1 - Produtividade primria bruta a taxa total de energia que foi convertida na fotossntese. Tambm pode ser chamada de fotossntese total ou assimilao total.

2 Produtividade primria lquida a taxa de matria orgnica produzida que foi assimilada (incorporada) a formao dos tecidos da planta. Do total produzido, uma parte da energia gasta em atividades metablicas, processos celulares e principalmente a respirao. Tambm pode ser chamada de fotossntese aparente ou assimilao lquida.

3 Produtividade lquida da comunidade a taxa de armazenamento da matria orgnica no utilizada pelos heterotrficos (ou seja, a produo primria lquida menos o consumo heterotrfico) durante o perodo em considerao, geralmente a estao de crescimento,ou um ano.

4 Produtividade Secundria a taxa de armazenamento energtico em nveis de consumidores. O armazenamento de matria orgnica pelos consumidores deveria ser chamada de assimilao e no produtividade, uma vez que eles j assimilam a matria orgnica pronta.

3. CADEIAS ALIMENTARES

Todo ser vivo para sobreviver precisa de energia. As plantas conseguem essa energia atravs da fotossntese, enquanto os animais a retiram do seu alimento. Isso significa que a energia vai passando de um organismo para outro. A transferncia que ocorre atravs de relaes

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