Aula_7 e 8. Predação, Parasitismo, mutualismo e coevolução

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Predação, Parasitismo, Mutualismo e Coevolução

�  Sistema Predador x presa

•  Regulação do número de indivíduos;

•  Cíclico (Lotka-Volterra);

•  Modelo natural inclui outras variáveis que interferem na densidade de predadores e presas;

Imigração, emigração, variáveis ambientais

Predação

�  Gause (1934) -> Manipulação em laboratório

•  Utilizando protozoários reproduziu o sistema predador – presa

•  Paramecium caudatum (Presa) •  Didinium nasutum (Predador)

Predação �  Espécies juntas num

tubo de ensaio + meio de cultura (bactérias);

�  Meio homogêneo e sem interferências

�  I. Predadores consumiram todas as presas �  Extinção de Didinium �  Extinção de Paramecium

Predação

�  II. Adicionou sedimentos ao meio de cultura;

Meio heterogêneo

Forneceu um refúgio para a presa

•  Didinium = Extinto •  Paramecium = Alguns

indivíduos sobreviveram e a população se recuperou

Predação �  III. Adicionou novos

indivíduos de cada espécie em intervalos de tempo regulares;

�  Imigração �  Verificou dois ciclos

completos de presa e predador;

Predação

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�  Outros experimentos confirmaram a influência de fatores externos e heterogeneidade ambiental sobre a estabilidade do sistema predador-presa;

�  Existem oscilações de predadores e de presas => sistema se regula;

Predação

�  Evolução da Predação

�  Predadores generalistas => �  Se alimentam de um

número maior de presas => �  habilidade de lidar com um

maior número de táticas;

Predação

Peixe – lagarto (Synodus saurus)

�  Predadores especialistas => Restringem a

alimentação => Lidam com um número menor de táticas;

�  Evolução de táticas de escape pode forçar o predador à restringir sua alimentação e, consequentemente diminuir seus recursos e seu nicho;

�  Aposematismo, Coloração críptica, Camuflagem, Mimetismo;

Predação

Coloração Críptica Coloração e padronagem dependem de um

comportamento associado;

Predação

Coloração Aposemática

Consequência evolutiva da predação;

Animais impalatáveis ou

venenosos desenvolveram colorações de aviso;

Aprendizagem incorpora-se ao pool genético e manifesta-se como comportamento instintivo

Predação

Mimetismo Espécies palatáveis ou não venenosas imitam as colorações

aposemáticas;

•  Batesiano = coloração falsa • Vantajoso para o mímicro e desvantajoso para o modelo e para o predador;

•  Mülleriano = várias presas venenosas com o mesmo padrão

• Vespas e abelhas • Benéfico para todas as espécies de presas e para o predador

Predação

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Predação Mimetismo Batesiano

Predação Mimetismo Mülleriano

Predação

�  Plantas => sésseis => não dispõem das táticas dos animais;

�  Escapam da predação por terem distribuição pontual no tempo e no espaço;

�  Variação em abundância e disponibilidade; �  Plantas perenes desenvolveram adaptações

morfológicas

�  Espinhos, pelos, defesas químicas

Teoria do Forrageamento Ótimo

O que determina a variabilidade da dieta dos predadores?

Para obter alimento o predador gasta energia: 1. Buscando (deslocamento e tempo)

2. Manipulando (perseguindo, lutando, consumindo)


Como reduzir gastos?? Generalizando piora na qualidade nutricional

•  Especialista: Gasta muito tempo buscando presas muito nutritivas; •  Generalista: Gasta pouco tempo na busca e muito tempo manipulando presas pouco nutritivas


�  Otimização da relação custo x benefício

E = Energia incorporada;

S = Tempo médio de procura

h = Tempo de manipulação

E/h = Ganho líquido

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Ave insetívora se alimentando no arbusto: Tempo de busca é grande; tempo de manipulação é pequeno Leão: Tempo de busca é pequeno, de manipulação (perseguição) é grande Ambientes improdutivos: Tempo de busca grande (ex. Bode na caatinga) Ambientes produtivos: Tempo de busca é pequeno (ex. Boi em pastos)


�  Limitações do modelo:

�  1. Não considera a troca de itens alimentares de acordo com a densidade;

�  2. Não considera a influência de outros fatores (bióticos e abióticos)

Parasitismo

�  Relação +/- �  O parasita se beneficia do

hospedeiro, embora não o elimine;

�  O parasita utiliza um (ou poucos) indivíduos hospedeiros; �  Ectoparasita = Fora �  Endoparasita = Dentro

Parasitismo

Transmissão

�  Segue o princípio da biogeografia de ilhas => afetada pela distância entre os hospedeiros;

�  Proximidade taxa de disseminação;

�  Sazonalidade favorece a disseminação;

Biogeografia de Ilhas

•  O número de espécies em uma ilha é resultado do equilíbrio entre as taxas de imigração/colonização e extinção. Essas taxas dependem de:

1.  Distância da Ilha – Continente 2.  Tamanho da Ilha

Mutualismo

•  Bene5cio mútuo para ambas as espécies envolvidas; •  Simbiose: SenAdo original (mais amplo): “viver proximamente ou em conjunto”

–  Evolução pela seleção natural aumento de apAdão dos indivíduos envolvidos com relação àqueles que não cooperam

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Mutualismo x Simbiose

•  Simbiose => Precisa de contato 5sico; •  Hábitat de uma espécie = outra espécie •  Definição ampla engloba parasiAsmo •  Mutualismo => Não necessariamente há um contato 5sico – Raízes x fungos – Flores x polinizadores

Formiga e Acácia

•  Protege a planta contra possíveis compeAdores e herbívoros; – Ataque às outras espécies (limpeza)

•  Recompensa: – Pseudomyrmex usa os ori5cios dos espinhos como abrigo;

– Alimenta-‐se da seiva = teor protéico + açúcares

– Relação obrigatória => nenhuma das duas pode sobreviver sem a outra

Controvérsias

– Ambas podem sobreviver independentemente

– Espécies de acácias que não contém formigas produzem compostos químicos que as defendem contra os compeAdores;

+ Evidências...

•  Janzen (1966) – Testou a influência das formigas sobre crescimento e sobrevivência das Acácias

– Sul do México – Plantas com e sem formigas – durante 10 meses – Peso galhos sem formigas 10X menor que os contendo formigas;

– Galhos sem formiga = menos da metade de folhas e menos espinhos que os colonizados;

•  Pseudomyrmex – Dia + noite proteção conhnua

– Desenvolveram ferrão como o das vespas, danoso para vertebrados herbívoros;

–  Impedem a predação de sementes próximas à planta-‐mãe;

Conclusões

•  Mutualismo entre formigas e Acácias acompanhado por adaptações nas espécies que aumentam a efeAvidade da associação;

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•  Acacia hindsii – Mantém suas folhas ao longo de todo o ano

– Fornecimento conhnuo de alimento

– Outras espécies de acácia perdem as folhas;

•  Bene5cios mútuos e adaptações altamente especializadas

Coevolução

MUTUALISMO DE PROTEÇÃO

OU DEFENSIVO

Outros exemplos

•  Formigas defendendo plantas -‐ Amazônia

Plantas sem formigas Plantas com formigas

•  Peixe Limpador/Cliente •  Peixe Limpador/Cliente

Mutualismo Trófico

•  Parceiros especializados na obtenção de energia; – Liquens (algas + fungos) – Sem o outro não haveria sobrevivência

•  Rhizobium + raízes

– Fixação de Nitrogênio – A bactéria assimila N2, mas só o faz devido à energia fornecida pela planta

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•  Dentro do intesAno...

•  Associação para aproveitamento de celulose

•  Bactérias à ácidos graxos de cadeia curta

•  Fungos •  Protozoários

Mutualismo Dispersivo

•  Adaptações para alimentação; –  Língua comprida e com pelos

–  Especializado

•  Favorecimento da planta;

•  Dispersão do pólen; •  Néctar como recompensa

Polinização e mutualismo Yucca e mariposa Tege6cula

•  Sistema anAgo e muito especializado por ambas as espécies;

Relação obrigatória!! A larva da mariposa não cresce em nenhum outro local e

Yucca não possui outro polinizador.

Yucca e mariposa Tege6cula

•  Yucca – EsAgma modificado para receber o pólen; – Pólen grudento e em formato de bola – mariposa carrega facilmente;

•  Mariposa – Visitam apenas uma espécie de Yucca – Ovipositam no ovário dentro das plantas – Aparelho bucal modificado para carregar pólen – Comportamento especializado para obter pólen

•  Interações entre populações – Evolução de caracterísAcas em função da outra espécie;

– Respostas evoluAvas recíprocas de espécies que interagem

Coevolução Evidências di5ceis de comprovar

Coevolução

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Especialização e Coevolução

•  Muitas espécies apresentam especializações, mas o processo de especialização não implica em coevolução;

Como saber se a especialização é resultado de um processo co-evolutivo???

1. Especializações evoluem juntas 2. Adaptações são específicas

3. Respostas recíprocas

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