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RELAÇÕES BIÓTICAS

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Interacções entre espécies:

COEVOLUÇÃO

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Interacções entre espécies: coevolução

Coevolução: Representa a influência evolucionária mútua entre duas espécies. Cada uma exerce uma pressão selectiva sobre a outra, afectando assim a sua evolução e levando a um certo grau de especialização.

COEVOLUÇÃO

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Interacções entre espécies: coevoluçãoCoevolução - exemplos:

• Uma população vegetal em flor atrai determinados insectos, que por sua vez evoluem de forma a melhor explorar as flores. Nalguns casos o processo evolutivo levou a flores mais profundas e a insectos com probóscis mais longos.

• Ratos mais rápidos favorecem a selecção de chacais mais rápidos que por sua vez seleccionam ratos mais rápidos.

• Os parasitas evoluem de forma a aceder aos seus hospedeiros e os hospedeiros evoluem de forma a melhorar os seus sistemas imunitários.

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Interacções entre espécies: coevolução

COEVOLUÇÃO

A coevolução também inclui relações de predador-presa e de hospedeiro-parasita.

Coevolução difusa:

Uma espécie pode evoluir em resposta à interacção com várias outras espécies, cada uma das quais estátambém a evoluir em resposta a um grupo de espécies.

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Interacções entre espécies:

► regulam a dimensão das populações de forma mais efectiva do que os factores abióticos

► todos os organismos, mesmo isolados espacialmente, dependem de outros - integram uma comunidade

► melhor funcionamento da comunidade maior especialização dos organismos - separação de funções

FACTORES BIÓTICOS

COEVOLUÇÃO

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Mutualismo (= simbiose) + / +Comensalismo+ / o

Amensalismo (ex. alelopatia)o / -

Competição- / -

Predação - ParasitismoPredação - Parasitoidismo

Predação - Herbivoria+ / -

Predação - Carnivoria+ / - -Tipos de Interacções

Interacções entre espécies e indivíduos:

Vantagem (+) Desvantagem (-) Neutro (0)

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Interacções entre espécies e indivíduos: tipos de interacções

As interações entre organismos não são constantes e dependem da:

► idade / fase do ciclo de vida

► características do meio

► densidade da população

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Consumo de um organismo (presa) por outro (predador) encontrando-se o primeiro vivo no momento do ataque(Begon et al, 2006).

Interacções entre espécies : Predação

⇒ carnivoria⇒ herbívoria (grazing)⇒ parasitismo⇒ parasitoidismo

Tipos de predação

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► as presas sobrevivem na ausência do predador

► a predação pode ser observada na natureza ou em laboratório

► densidades de presas e predadores variam inversamente

Evidências da existência de predação

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• Interacções gerais entre predadores e presas


Os predadores determinam a distribuição e abundância das presas

FREQUENTE

(in Krebs, 2001)

Na Austrália, várias espécies de canguru foram levada quase àextinção devido à introdução da raposa vermelha. Na ausência de raposas as colónias recuperavam rapidamente.

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• Os predadores determinam a distribuição e abundância das presas


Distribuição geográfica do canguru-rato. Esta espécie foi quase extinta devido àintrodução da raposa vermelha, ficando restrita a três ilhas onde não existia a raposa (in: Krebs, 2001).

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• Interacções gerais entre predadores e presasInteracções entre espécies : Predação

As presas determinam a distribuição e abundância dos predadores RARO

não existem presas alternativas Predador obrigatório ou superespecializado

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Interacções entre espécies : PredaçãoPredador obrigatório ou superespecializado

Distribuição mundial das águias imperial. A espécie ibérica divergiu da euroasiática na última glaciação e especializou-se em coelhos.

(in: Ferrer & Negro, 2004)

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Interacções entre espécies : PredaçãoPredador obrigatório ou superespecializado

Distribuição mundial dos linces. A espécie ibérica divergiu da euroasiática na última glaciação e especializou-se em coelhos.

(in: Ferrer & Negro, 2004)

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• Interacções gerais entre predadores e presasAs presas determinam a distribuição e abundância dos predadores


Deslocação das manadas para zonas com alimento disponível. Por exemplo, devido à neve ou gelo o alimento pode ficar inacessível para herbívoros.

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• Factores que determinam a selecção das presas (e dieta do predador)


1 - características morfológicas do predador

Exemplo: variação da composição do alimento em função do comprimento de salmões

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• Factores que determinam a selecção das presas


2 — disponibilidade de presas

Werner & Hall, 1974 (in: Smith & Smith, 2001) em experiências de alimentação de peixes com Daphnia, num aquário, observaram: - Quando a densidade das presas era baixa, os peixes alimentavam-se os três tamanhos, sem preferência por tamanhos. - Quando a densidade de presas era elevada, os peixes alimentavam-se preferencialmente de presas grandes.

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• Factores que determinama selecção das presas


3- Energia obtida com aspresasEsta ave selecciona claramente um tamanho de presa média, que écapturada em quantidades relativas muito superiores às existentes no ambiente (Davies, 1977 in Smith & Smith, 2001) e que corresponde ao tamanho óptimo de presa. Presas pequenas proporcionam pouca energia e presas grandes são difíceis de manusear.

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• Factores que determinam a selecção das presas


3 — energia obtida com as presas

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► acção de um organismo que se alimenta do outro e o mata

► o carnívoro consome diferentes tipos de presas

CARNIVORIA


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CARNIVORIA


Favorece um aumento da condição da população:

► aumenta a condição das presas (elimina os indivíduos mais débeis)

► aumenta a condição da população de predadores (elimina os indivíduos menos aptos)

consequências para coevolução

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• Adaptações dos carnívoros para captura das presas

Plantas carnívoras

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Bioluminiscência — peixes de profundidade

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Teias de aranha

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• Adaptações das presas para evitar predação

Coloração CRIPTICA — presa confunde-se com o meio

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Coloração APOSEMATICA — coloração de aviso de animais venenosos (Begon et al, 2006)

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Adaptação Mullerian — a presa desenvolve o aspecto de espécies não comestíveis (Begon et al, 2006)

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Adaptação Batesian — presa desenvolve características de espécies agressivas

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► Produção de químicos e tóxicos — a presa lança produtos para reduzir a visão ou capacidade de movimentos dos predadores

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HERBIVORIA

Interacções entre espécies: Predação

► os herbívoros removem apenas parte da “presa” sem provocar a morte

► provoca impacto sobretudo a longo prazo

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HERBIVORIA

Interacções entre espécies: Predação

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• Adaptações dos herbívoros• desenvolvimento de organismos simbiontes no tubo digestivo• múltiplos estômagos (ex. vacas)• regurgitação (ex. camelos)• desenvolvimento continuo dos dentes (ex. elefantes)

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PARASITISMO


O parasita retira vantagens e a sua acção é prejudicial para o hospedeiro

Parasitas vivem no interior ou sobre outro organismo do qual se alimentam

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PARASITISMO


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• Exemplos de parasitismo


Copépode parasita preso à barbatana de atum.

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• Exemplos de parasitismoInteracções entre espécies : Predação

Peixe parasitado por lampreias

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PARASITOIDISMO


utilizado na luta biológica(Ex.: vespas e moscas)

Parasitoides - insectos com fase adulta livre mas que depositam os ovos no interior de insectos hospedeiros.

Inicialmente não existe prejuízo para o hospedeiro mas à medida que o desenvolvimento dos parasitas se processa o hospedeiro vai sendo consumido até que acaba por morrer

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Modelos de PredaçãoPopulação de presas dependente da capacidade de sustento do meio, na ausência de predadores:

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Modelos de PredaçãoModelo de LOTKA e VOLTERRA - simula as flutuações de abundância entre as populações de predadores e de presas.

(in: Krebs, 2001)

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Modelo de LOTKA e VOLTERRA - explica as flutuações de abundância entre aspopulações de predadores e de presas.

Modelos de Predação

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Interacções entre espécies : Competição• Factores de competição

► espaço► luz► nutrientes

nas plantas

► alimento► para reprodução

selecção sexual► espaço

nos animais

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Interacções entre espécies : Competição • Competição intraespecífica

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Interacções entre espécies: Competição

• Competição interespecífica

Experiência de Gause — demonstração do princípio de Exclusão Competitiva:duas espécies que vivam no mesmo nicho não podem coexistir indefinidamente.

• Competição interespecífica

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Interacções entre espécies: Competição

• Processos de competição

Exploração — duas ou mais espécies reduzem mutuamente a disponibilidade do(s) recurso(s) fundamentais para a sobrevivência

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Competição: como reduzir a pressão —“separação de recursos”

Diferenciação morfológica permite divisão dos recursos em espécies de pássaro do género Sitta.

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Competição: como reduzir a pressão —“separação de recursos”

(in: Smith & Smith, 2001)

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Interacções entre espécies : Competição • Processos de competição

Interferência — indivíduos de uma espécie impedem a colonização de outros indivíduos numa zona do habitat

Formas de coral competem por espaço numa zona de recife.

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Competição: influência dos factores ambientais Humidade: 14% temperatura: 29.1ºC

(in: Krebs, 2001)

Humidade: 14% temperatura: 32,3ºC

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consequências no curto prazo:

desgaste em ambos os competidores ► gasto energético

⇓diminuição da condição das populações de competidores

⇓excepto se um deles ganhar claramente a competição

Competição: influência para os indivíduos e espécies

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consequências no longo prazo,

Competição: influência para os indivíduos e espécies

Modificações adaptativas para redução da competição — promovem uma melhor adaptação ao meio e maior sobrevivência no futuro

no caso de não ocorrer extinção da espécie perdedora:

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Modelos de Competição ⇒ Modelo de VOLTERRA - prevê que, em casos de competição pelo mesmo recurso, uma das espécies poderá ser eliminada, dependendo das taxas de competição, das taxas de crescimento de cada uma das espécies e da sua capacidade de sustento (k).

⇒Modelo de GAUSS e WITT - considera a possibilidade de coexistência entre duas espécies competindo pelo mesmo nicho ecológico

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Interacções entre espécies : Amensalismo

► uma das espécies é afectada negativamente enquanto que a outra não é afectada.

Exemplos:

O bolor do pão segrega penicilina que é um químico que mata bactérias.

As raízes da nogueira negra Juglans nigra segregam um químico que impede outras plantas de se fixarem (Alelopatia)

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Alelopatia — processo natural através do qual uma planta directa ou indirectamente afecta outra planta através da produção de compostos químicos

agentes alelopáticos (nitrilos, tiocianetos, isotiacianetos)

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Crescimento de macieiras e erva com: a) erva e macieira com fonte independente de água, b) água para a macieira passando através da erva e terra, c) água passando só através de terra.

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(A) volatilização — libertação de gás através de pequenos orifícios nas folhas; (B) libertação dos químicos através da decomposição das folhas no solo; (C) exudação — libertação dos químicos através das raízes que são absorvidos pelas raízes das plantas circundantes.

Alelopatia : formas de libertação dos produtos alelopáticos

A

B

C

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libertação de químicos que reduzem ou param a fotossíntese — os químicos alteram a quantidade de clorofila na planta, que deixa de poder produzir o alimento de que necessita

A B C

Alelopatia : formas de libertação dos produtos alelopáticos

libertação de produtos de crescimento através das raízes —plantas que absorvem esses produtos não sobrevivem, o que protege o espaço da planta produtora

Exemplos de alelopatia: (A) Casuarina e Allocasuarina ; (B) pinhal e (C) plantas submersas

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Organismos de espécies diferentes que vivem em associação, em que uma espécie beneficia e a outra não é afectada (não beneficia mas também não éprejudicada — neutralismo).

Interacções entre espécies : Comensalismo

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Interacções entre espécies : Comensalismo

O crinóide Promachocrinus kerguelensis fixa-se em cima de esponjasScolymastra joubini, que usa para poder filtrar mais alto na coluna de água e alimentar-se de organismos arrastados.

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Interacções entre espécies : Comensalismo O peixe palhaço vive entre os tentáculos das anémonas. É imune ao veneno da anémona devido a uma substância existente na sua pele.

Obtêm protecção (relação do tipo +/0).

Contudo, alguns cientistas consideram que esta relação é um caso de mutualismo, em que o peixe palhaço afasta outros peixes que poderiam alimentar-se da anémona.

In: http://www.nearctica.com/ecology/pops/commens.htm#egret

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Interacções entre espécies : Comensalismo As plantas epífitas fixam-se sobre outras plantas mas sintetizam os seus próprios nutrientes.

Contudo, se forem muitas, podem ter um efeito negativo.

Por exemplo, o aumento das algas epifitas nas macrófitas aquáticas (ex. Zostera) devido ao aumento de nutrientes (eutrofização) acabam por tapar completamente a macrófitacausando a sua morte — seria então uma relação do tipo +/- e não +/0.

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Interacções entre espécies : Mutualismo -Simbiose

interacção em que existe uma associação entre espécies que provoca benefícios mútuos (maior crescimento e sobrevivência quando a associação ocorre)

Mutualismo simbiótico Mutualismo não simbióticoindivíduos interagem fisicamente e a associação é indispensável para a

sobrevivência

indivíduos têm vidas independentes mas dependem

uns dos outros

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Mutualismo simbiótico ► indivíduos interagem fisicamente e a associação é indispensável para a sobrevivência

Liquens num tronco de uma árvore de mangal.

Os líquenes são associações entre fungos e algas.

O fungo recebe alimento produzido pela fotossíntese da alga. A alga consegue uma zona para viver.

Interacções entre espécies : Mutualismo simbiótico

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Micorriza de pinheiro Pinus sylvestris

Pinheiros ► "recebem" o fósforo fixado pelos fungos

Fungos ► obtêm os hidratos de carbono necessários para o seu desenvolvimento.


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Associação simbiótica entre uma diatomáceafilamentosa Chaetoceros tetrastichon e um tintinídeo Eutintinus pinguis (protista)

Microalga ► obtém nutrientes resultantes da excreção do tintinídeo

Tintinídio ► obtém o alimento através da alga

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Protozoários simbiontes do intestino das térmitas.

Térmitas ► conseguem "digerir" a celulose da madeira que consomem

Protozoários ► obtêm a matéria orgânica associada à celulose (que digerem)

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Interacções entre espécies : Mutualismo não simbiótico

Mutualismo não-simbiótico ► os indivíduos têm vidas independentes mas dependem uns dos outros

Associação entre plantas com flor e insectos polinizadores:

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Interacções entre espécies : Mutualismo não simbiótico

Associação entre ouriços-do-mar Sterechinus neumayeri e algasque os protegem dos predadores (disfarce e libertação de químicos de sabor repulsivo).

A mobilidade dos ouriços permite aumentar a área de distribuição vertical das algas, permitindo que aproveitem condições de luminosidade mais favoráveis.

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