Captulo II Ecologia do indivduo1 Relao com o ambiente abitico Factores limitantes Lei do mnimo de Liebig

Lei da tolerncia de ShelfordFonte http://www.avocadosource.com/tools/Fer tCalc_files/liebigs_law.htm

Alguns princpios subsidirios da lei da tolerncia podem ser enunciados da seguinte forma: i) - os organismos podem ter uma amplitude larga de tolerncia para um factor e uma amplitude estreita para outro ii) - os organismos com amplitudes de tolerncia largas para todos os factores so aqueles que tm mais possibilidade de se encontrarem mais amplamente distribudos iii) - quando as condies no so ptimas para uma dada espcie relativamente a um factor ecolgico, os limites de tolerncia podem ser reduzidos relativamente a outros factores

iv) - verifica-se com frequncia que os organismos no vivem na natureza efectivamente nos nveis ptimos, em relao a um dado factor fsico. Em tais casos verifica-se que outro factor ou factores tm maior importncia. v) o perodo de reproduo habitualmente um perodo crtico, durante o qual mais provvel que os factores do ambiente sejam limitantes. Para exprimir graus relativos de tolerncia, passou a ser de uso generalizado em ecologia uma srie de termos que utilizam os prefixos esteno euri Estenotrmico euritrmico Estenodrico euridrico Estenoalino eurialino Estenofgico eurifgico Estenocio euricio

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importante notar que os organismos estenotrmicos tanto podem ser tolerantes a temperaturas baixas (oligotrmicos) como a temperaturas altas (politrmicos). Exemplos: truta de riacho (Salvelinus) vs a r da espcie Rana pipiens

O peixe do Antrtico Trematomus bernacchi vs o peixe do deserto Cyprinodon macularius

Intervalo de tolerncia os limites de um determinado factor ambiental (luz, temperatura, etc.) dentro dos quais um organismo pode sobreviver.

Fonte - Brewer, 1994

Intervalo ptimo - geralmente um organismo no tolera igualmente bem um factor em todo o seu leque de tolerncia, existe um intervalo em que se encontra o seu ptimo

Fonte Odum, 1997

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Quando um factor atinge nveis para alm dos limites de tolerncia do organismo: 1 O organismo no sobrevive

2 Parte da populao sobrevive

3 Hibernao e estivao

4 Migrao

5 AclimataoFonte - Brewer, 1994

Indicadores ecolgicos - Uma vez que se pode dizer quais os factores especficos que determinam de uma forma bastante precisa quais os tipos de organismos que esto presentes, pode-se inverter a situao e ajuizar sobre o ambiente fsico a partir dos organismos existentes.

Recentemente tem havido muito interesse na utilizao de organismos como indicadores de poluio. H diferena?

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2 Factores abiticos importantes 2.1 Temperatura Importncia da temperatura

A vida tal como a conhecemos apenas pode existir dentro de um intervalo de 300C, entre 200 e 100C. Todos os organismos vivem e trocam energia com um ambiente termodinmico ambiente de frio e calor. A temperatura importante no controlo da taxa a que ocorrem os processos dentro do organismo, e por isso afecta a sua actividade. Em geral, os processos so mais rpidos a temperaturas mais elevadas. Qualquer organismo tende a ter um intervalo ptimo de temperaturas corporais, e a maioria dos organismos tem caractersticas que lhes permitem manter essas temperaturas. Estas caractersticas morfolgicas, fisiolgicas ou comportamentais funcionam afectando a taxa de ganho ou perda de calor, ou ambos.

2.1.1. Temperatura em plantas So fixas = extensa gama de temperatura O metabolismo das plantas contribui pouco para a temperatura interna.

Da radiao absorvida pela planta, alguma utilizada para a fotossntese, e desta forma armazenada em biomassa. O restante aquece as folhas e ar envolvente. As plantas terrestres perdem o calor absorvido por conveco e evaporao; as plantas aquticas perdem-no principalmente por conveco. A evaporao ocorre durante a transpirao (perda de gua formada em fotossntese) e tambm resulta numa perda de calor.Fonte Smith & Smith, 2002

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A fotossntese sensvel temperatura Tanto a fotossntese como a respirao variam com o aumento de temperatura.

As adaptaes metablicas das plantas em relao ao calor e frio

Como lidam as plantas com extremos de calor e frio?

Fonte Smith & Smith, 2002

2.1.2. Temperatura em animais Dois tipos de termorregulao em animais: i) Endotermia uma regulao fisiolgica ii) Ectotermia uma regulao comportamental

De acordo com a temperatura corporal os animais podem ser: i) Homeotrmicos - mantm uma temperatura interior constante. Exemplos: ii) Poiquilotrmicos - A temperatura corporal varia. Exemplos:

Embora endotrmico e homeotrmico, tal como ectotrmico e poiquilotrmico, tenham sido utilizados como sinnimos, h diferenas entre os termos:

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Importncia da variao da temperatura A variabilidade da temperatura extremamente importante do ponto de vista ecolgico. A temperatura flutuando entre os 10 e 20C, com valor mdio de 15C, no tem o mesmo efeito nos organismos que uma temperatura constante de 15C. Verifica-se que: Os organismos que esto normalmente sujeitos a temperaturas variveis na natureza (ex. regies temperadas) tendem a ficar deprimidos, inibidos ou mais lentos a uma temperatura constante.

Exemplos: Traa pequena

Ovos do gafanhoto

2.2 gua

A estrutura da gua torna-a numa substncia nica:

Fonte Smith & Smith, 2002

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2.2.1 Balano de gua nas plantas

Respostas das plantas falta de gua:

Nem todos os casos de falta de gua ocorrem nos perodos quentes do ano -

Adaptaes das plantas em zonas ridas:

1)

So produzidas mais razes do que partes areas

2)

O ngulo em que a radiao solar atinge as folhas afecta o calor que atinge a folha

3) Algumas plantas tm folhas muito pequenas

4) Algumas plantas fecham os seus estomas durante o dia e abrem-nos durante a noite para absorver e fixar CO2, que utilizam durante o dia. 5) Tricomas

6) Revestimentos com ceras que reflectem a luz 7) Sementes dormentesFonte - http://www.mrothery.co.uk/transport/transportq3.htm

Classificao das plantas de acordo com a sua relao com a gua: 1) Xerfitas espcies de plantas que vivem em habitats onde h pouca disponibilidade de gua 2) Mesfitas habitam regies com condies intermdias de gua; inclui a maioria da plantas 3) Hidrfitas plantas que vivem na superfcie ou submersas em gua

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Plantas em habitats salinos: A salinidade limita a quantidade de gua que as plantas podem absorver. Estas plantas so chamadas halfitas.

2.2.2. Balano de gua em animais

Os sistemas de controlo de gua nos animais tendem a ser mais complexos e mais caros energeticamente. Os organismos aquticos que vivem em gua doce tm um problema grave, porque tm maior concentrao de sal nos seus organismos que do no meio circundante. O problema impedir que entre demasiada gua, ou eliminar a gua em excesso. Os organismos terrestres obtm gua directamente por ingesto, e indirectamente em reaces metablicas. Perdem gua pela urina, fezes, evaporao, respirao, suor, etc.

Fonte - http://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Featured_picture_candidates/Osmotic_pressure_on_blood_cells_diagram

Fonte - http://www.answers.com/topic/osmosis

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Animais gua e salinidade O problema da salinidade sobretudo importante em animais aquticos. A maior parte dos vertebrados marinhos possui uma concentrao de sais mais baixa do que a gua do mar

Exemplos: Baleias

Glndula do sal de aves marinhas

2.3. Luz Do total de radiao solar que atinge a atmosfera da terra: - Luz visvel - comprimentos de onda de entre 400 a 700nm - Ultravioletas - Infravermelhos A luz que chega superfcie da terra no tem a mesma composio do que a que atinge a atmosfera. Cerca de metade da luz solar que atinge a superfcie terrestre visvel, quase outra metade so infravermelhos e, devido camada de ozono presente no topo da atmosfera, apenas uma pequena quantidade de radiao ultravioleta atinge a superfcie do nosso planeta.

Fonte Smith &Smith, 2002

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A luz interceptada pelo planeta reflectida, absorvida ou transmitida atravs de objectos. Importncia da luz:

os organismos encontram-se entre as pontas de um dilema no que se refere luz A exposio directa do protoplasma luz provoca a morte; porm, a luz a fonte fundamental de energia, sem a qual a vida no poderia existir. Sabe-se que, acerca da luz, so ecologicamente importantes os seguintes parmetros:

Sabe-se que tanto as plantas como os animais respondem a diferentes comprimentos de onda de luz.

Os efeitos da gua na penetrao da luz: Quais as implicaes desta modificao?

Comprimento de onda (nm)Fonte Smith &Smith, 2002

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A relao entre a intensidade da luz e a fotossntese:

Fonte Smith &Smith, 2002

2.3. Solo O solo no apenas um factor do ambiente. Porqu? De que resulta o solo?

Nos espaos entre as partculas encontramse gases e gua A textura e a porosidade do solo so muito importantes e determinam a disponibilidade de nutrientes.

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O solo constitudo por camadas que so distintas e muitas vezes tm cores diferentes. Estas camadas designam-se por horizontes do solo e a sua sequncia designa-se por perfil do solo. Horizonte O

Horizonte A

Horizonte B

Horizonte C

Horizonte R

Fonte http://foossolvesunified.com/Lessons/EnvSci/ESLessonPlan4.htm

2.4 Fogo O fogo um factor importante. No se ter reconhecido que os ecossistemas podem estar adaptados ao fogo teve como resultado um mau ordenamento dos recursos naturais. Atravs de comportamentos descuidados, o Homem moderno aumentou o efeito do fogo, resultando num meio ambiente destrudo ou degradado. preciso considerar que h diferentes tipos de fogos. Exemplos so: i) O fogo de superfcie tem efeito selectivo, favorece o desenvolvimento de organismos tolerantes ao fogo. Benefcios?

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ii) O fogo de copa destri toda a vegetao; limitante para a maior parte dos organismos. Resultado?

iii) Fogo subterrneo (no solo) ocorre abaixo da superfcie do solo

Em Portugal:

1991 : 1,820 km (2% do territrio) 2003 : 4,249 km (4,6% do territrio; 20 vtimas mortais) 2004 : 1,205 km (1,3% do territrio) 2005 : 2,864 km (3,1% do territrio; 17 vtimas mortais) 2006 : 724 km (0.8% do territrio; 10 vtimas mortais)

Tipos principais de fogos, em todos os casos a ocorrer em floresta de Picea mariana. A) Fogo subterrneo. B) Fogo de superfcie. C) e D) Sub-tipos de fogo de copa. Fonte - http://www.wzw.tum.de/vegoek/publikat/berichte/blv1/blv1.html

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Exemplos: Pinus palustris As mais antigas referncias ao uso de fogo controlado em Portugal datam de 1836, altura em que Frederico Varnhagen, 1 Administrador Geral das Matas do Reino, defendeu a possibilidade de utilizao desta tcnica com a finalidade de diminuir o risco de incndio em povoamentos de pinheiro bravo. Efeitos do fogo A) Sobre plantas: i) A eliminao da biomassa morta junto ao solo ii) Aumento da intensidade da luz

iii) Algumas plantas dependem mesmo do fogo para a sua reproduo. B) Sobre o meio ambiente: i) Aumento da intensidade da luz junto ao solo. ii) A perda da folhagem faz diminuir as perdas de gua por evaporao (transpirao), podendo originar temporariamente lenis de gua. No entanto, mais desprotegido, o solo apresenta maiores perdas de gua por evaporao directa. iii) A superfcie do solo fica exposta aos extremos de temperatura e de vento. iv) A composio qumica do solo alterada. Como? C) Sobre os animais - de uma forma geral, h sempre uma elevada mortalidade provocada quer pelo calor, quer por asfixia.

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Frequncia dos fogos

O clima: O clima tem influncia directa porque: i) determina a durao e ocorrncia de perodos de seca durante os quais a manta morta e a vegetao secam o suficiente para arder, ii) a frequncia com a qual ocorrem tempestades elctricas, especialmente aquelas de raios secos (no acompanhadas por chuvas). iii) tipo de vegetao que cresce, a quantidade produzida de biomassa e a velocidade com a qual a manta morta se forma Em regies quentes e secas? Em regies quentes e hmidas? Em climas frios, a produo de biomassa baixa. Alm disso, a humidade tende a permanecer elevada, pelo que a manta morta raramente seca.

O fogo mais frequente, com intervalos entre um a vrios anos, em climas intermdios, nos quais a rpida formao de combustvel, a seca e os raios combinados proporcionam as condies ideais. Exemplo: Outros factores, como a geografia, existncia de montes prximos, vento, lagos, rios, tambm so determinantes da frequncia dos fogos.

Quando se deve e no deve recorrer aos incndios pode levantar dvidas; dado que o homem tende a incrementar, pela sua negligncia, os incndios selvagens, necessrio realizar uma forte campanha de proteco contra o fogo. O cidado dever reconhecer que, como indivduo, nunca dever iniciar ou provocar fogos em qualquer parte da natureza. Contudo, tambm dever reconhecer que a utilizao do fogo, como um instrumento e por pessoas treinadas, constitui uma parte do bom ordenamento da terra.

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2.5 Sais biognicos macro e micronutrientes Os organismos vivos necessitam de 30-40 elementos qumicos para o seu crescimento, desenvolvimento e metabolismo.

Macronutrientes Micronutrientes

A que se referem micro e macro?

A linha divisria entre os macro e os micro no estrita para todos os grupos de organismos.

Fonte Smith & Smith, 2002

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2.6. Correntes e presses As correntes de gua influenciam a concentrao de gases e nutrientes e por si s actuam como factores limitantes. Muitas plantas e animais de um curso de gua esto especificamente adaptados morfologica e fisiologicamente manuteno da respectiva posio na corrente. Em ambientes terrestres o mesmo ocorre com o vento. Exemplo: Plantas

Em regies secas, o vento um factor limitante para as plantas. Porqu? A presso hidrosttica muito importante nos oceanos, dado o grande gradiente de presso desde a superfcie at o fundo. Na gua, a presso aumenta uma atmosfera por cada 10 metros. Na parte mais funda do oceano, atinge-se uma presso de 1000 atmosferas. Em geral, as grandes presses que se encontram nas profundezas do oceano resultam em ritmos deprimidos mais lentos.

2.7 Poluio A poluio Efeitos da poluio: Exemplos - Casos histricos de poluio: i) ii) Poluio do ar causada pela queima de carvo, prejudicial sade humana e no s. Envenenamento por chumbo acontecia na Roma antiga devido utilizao de loua de chumbo na cozinha e instalao de canos para transporte de gua feitos deste material. Alguns casos tpicos de poluio: i) ii) iii) Poluio do ar Poluio das guas Chuva cida - um fenmeno qumico resultante do contacto entre o vapor de gua, o dixido de enxofre e xidos de azoto existentes no ar. A reaco que ocorre origina os cidos sulfrico, sulfuroso, sulfdrico e ntrico, que se precipitam para o solo juntamente com chuva, neve, granizo, orvalho ou geada. Resultados?

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iv) Poluio trmica v) Camada de ozono

vi) Aquecimento global / Efeito de estufa

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