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Economia da natureza
Cap. 1
Ecologia – Investigação das relações totais dos organismos tanto com seu ambiente orgânico quanto inorgânico. Também pode ser considerado o estudo de todas as inter- relaçoes complexas da luta pela existência.
Sistema ecológico – Subconjunto de um próximo maior. A unidade fundamental dos sistemas ecológicos é o organismo, o qual é delimitado por algum tipo de cobertura através do qual troca matéria e energia com o meio ambiente.
se livrar de rejeitos
Organismos transformam energia e processam materiais}
Adquirir energia e nutrientes
- Todos os ecossistemas estão interligados
Populações - tendem a ser imortais. Têm fronteiras geográficas, densidade e variações no tamanho ou composição. Populações de diferentes tipos em um mesmo lugar formam uma comunidade biológica. Estudo dos Organismos – Adaptações, que são modificações na estrutura e função que melhor ajustam o organismo para viver em seu ambiente. Estudo das populações - Nº de indivíduos e sua variação através do tempo (taxas de nascimento e de morte)
Estudo de Comunidades – Compreensão da diversidade e abundância relativa de diferentes organismos que vivem no mesmo lugar. Estuda as interações entre as populações. Estudo de Ecossistema – movimento da energia e matéria no ambiente.
Habitat – lugar onde o organismo vive Nicho – papel do organismo no sistema ecológico Cada organismo se especializa a um intervalo de habitat no qual pode viver e ao nico que ele pode ocupar no habitat
Compreensão do sistema de hipóteses e experimentos: Microcosmo – reprodução das características essenciais de um sistema em laboratório ou montagem de campo simplificados Construção de modelos matemáticos – prevê como o sistema funciona através de equações
Cap. 2
Água - Abundante na maior parte da superfície terrestre
- Poderoso solvente
- excelente meio para ocorrência de processos químicos
- permanece líquida ao longo de um amplo intervalo de variação de temperatura
Adaptações à água (salgada) – organismos utilizam meios para reduzir sua densidade ou retardar sua taxa de afundamento.
- Formas hidrodinâmicas
- Peixes – bexiga natatória
- Kelps – bulbos preenchidos por gás
- Algas unicelulares – contém gotículas de óleo
- outras adaptações- lipídios acumulados, para aumentar a flutuabilidade Os tubarões e raias não apresentam bexiga natatória, mas a ausência de esqueletos ósseos (são mais pesados!) compensa a falta de bexiga natatória.
Campos elétricos – Pressas perturbam campo elétrico ao redor do fornecedor. Contato físico - Barbatanas (ex. bagre) e pêlos.
Cap 3
A capacidade das moléculas de ága se atraírem é responsável pela retenção de água nno solo. -Potencial Hídrico -Plantas C3, C4 e CAM
Peixes de água doce – São hiperosmóticos. Ganham continuamente água por osmose através da superfície da boca e brânquias. Para contrabalancear, eliminando o excesso de água na urina e seus rins retém seletivamente os íons dissolvidos (tiram da urina e reinserem na corrente sanguínea). Peixes marinhos – Hiposmóticos. Tendem a perder água para o mar, assim tendo que beber água do mar para substitui-la. O sal que vem com a água é excretado pelas brânquias e rins por um processo custoso. Tubarões e raias retêm a uréia na corrente sangüínea em vez de excretá-la na urina. Assim, a uréia eleva o potencial osmótico do sangue até o nível da água do mar sem realizar qualquer movimento resultante de água através da superfície do tubarão, ou seja, não rpecisam beber água adicional!
Maioria dos carnívoros precisa eliminar o nitrogênio excedente (parte das proteínas e ácidos nucléicos de sua presa). Animais aquáticos produzem amônia e a eliminam numa urina diluída e abundante antes que ela atinja uma concentração perigosa no corpo. Animais terrestres produzem subprodutos menos tóxicos que a amônia, os quais podem acumular em níveis mais altos no sangue. Nos mamíferos este subproduto é a uréia; mas aves e répteis o nitrogênio é excretado na forma de ácido úrico.
Homeostase – Capacidade do organismo de manter condições internas constantes em face de um ambiente externo variante. Torpor – Condição voluntária e reversível de abaixamento da temperatura corporal e inatividade.
Cap. 4
O ambiente físico varia largamente ao longo da Terra, noldando a distribuição e adaptação de plantas, animais, micróbios, etc. Células de Hadley
Cap 5
- O clima, topografia e solo determinam o caráter de mudança da vida animal e vegetal sobre a Terra
- Os biomas são unidades biológicvas baseadas em suas formas vegetais dominantes
- Além das condições físicas do ambiente, 2 fatores nfluenciam a distribuição de espécies e formas de crescimento: (1) interações entre as espécies (2) probabilidade e história
- A temperatura e umidades estão entre os fatores físicos mais importantes dos ambientes terrestres
- Tolerância ecológica – intervalo de condições em que cada espécie pode sobreviver
- As características do solo que influenciam a distribuição de plantas são chamadas fatores edáficos.
- Nos climas intermediários entre os biomas de florestas e desertos o fogo, o solo e sazonalidade determinam se um campo, bosque ou arbustos irão se desenvolver
- biomas aquáticos não existem da mesma forma que os terrestres, sendo baseados em características físicas como salinidade, movimento da água e profundidade. Dentro da água as correntes de riffles são onde a água corre mais rápido sobre um substrato rochoso e as poças são fendas mais profundas onde a água se move mais lentamente. Nos riffles a água é bem oxigenada e nas poças tendem a acumular silte e matéria orgânica
- material alóctone –matéria orgânica que entra no sistema aquático vindo de fora; material autóctone – material de produção interna.
- zona litoral – é a zona entre marés (alta e baixa), criam zoneamento entre os organismos; zona nerítica – se estende a profundidades de cerca de 200m. Possui alta produtividade pois as camadas superficiais não se encontram longe da regeneração de nutrientes nos sedimentos do fundo; zona oceânica –situada além da zona nerítica, é onde o mar cai
- A percentagem de energia transferida de um nível trófico para o outro é chamada de eficiência ecológica.
- Eficiência de assimilação é a razão entre a assimilação e a ingestão
- Eficiência de produção bruta – produto da eficiência de assimilação pela eficiência de produção líquidaF 0E 0 eficiência energética total da produção de biomassa em um nível trófico.
- Eficiência de produção líquida – razão entre a energia contida na produção do organismo e a energia total assimilada.
- Espécies aquáticas direcionam a energia para crescimento, reprodução e equilíbrio salino
- A maior parte da produção de plantas terrestres é consumida como detrito, estabelecendo duas cadeias alimentares paralelas: herbívora e detritívora. A energia dos detritos tende a se mover muito mais lentamente na cadeia alimentar
- Eficiência de exploração – proporção da produção de um nível trófico que é consumida por um organismo no nível trófico superior.
- A taxa de transferência de energia entre os níveis tróficos (inverso: tempo de residência) proporciona um 2º índice de dinâmica energética de um ecossistema. Quanto maior o tempo, maior a acumulação de energia
Tempo de residência = energia armazenada
Taxa de acumulação de biomassa = biomassa
Lindelman – construiu o 1º balanço energético para uma comunidade biológica inteira. 1 – a eficiência de assimilação aumenta nos níveis tróficos superiores. 2 – As eficiências de produção líquida e brut diminuem nos níveis tróficos superiores 3 – A eficiência ecológica é, em média, 10%
Cap. 7
- 97% da água se encontra nos oceanos
- Na superfície da terra a precipitação excede a evaporação e a transpiração. Nos oceanos, a evaporação excede a precipitação por uma quantidade semelhante Ciclo do carbono: 3 processos fazem o carbono circular: (1) reações assimilativas e desassimilativas; (2) troca de CO 2 entre^ atmosfera^ e^ oceanos;^ (3)^ sedimentação^ de carbonatos. Fontes de carbono – Vulcões, combustão, respiração e metanogênese. Tempo de carbono na atmosfera é cerca de 5 anos. A quantidade de CO 2 acaba sendo muito sensível à taxa de produção de CO (^) 2.
Outro processo de reciclagem de carbono- dissolução de compostos carbonados na ága e sua precipitação como sedimentos: é um processo lento, sendo mais impotante só a longo prazo. A dissolução e dissociação podem ser afetadas localmente pelas atividades dos organismos.
Nitrogênio
- descargas elétricas convertem N 2 em formas como amônia, mas a maior parte entra nas
vias biológicas através do ciclo do N:
Plantas obtem N do solo (como amônio ou nitrato) e ocorre a amonificação (decomposição de proteínas em seus componentes aminoácidos por hidrólise e oxidação do carbono naqueles AA), resultando na produção de amônia. Nitrificação – a amônia é convertida em nitrito (NO - 2) e do nitrito para nitrato (NO - 3)
pelas bactérias especializadas, liberando energia química. A nitrificação é uma oxidação, ocorrendo somente na presença de agentes oxidantes poderosos como o oxigênio molecular. Porém em solos e sedimentos anaeróbicos alagados e outros deplecionados em oxigênio, o nitrato e o nitrito estão mais oxidados que o ambiente circundante, podendo eles mesmos atuarem como agentes oxidantes. Assim, o nitrogênio pode ser reduzido a óxido nítrico (NO) – denitrificação. Esse processo é importante pra a decomposição da matéria orgânica em solos e ambientes deplecionados em oxigênio, mas tambpem resulta na perda de nitrogênio dos solos, porque alguns óxidos
Uma população cresce em proporção ao seu tamanho. “todo ser orgânico naturalmente cresce numa taxa tão alta que se não destruído, a Terra logo seria coberta pela progênie de um único casal” Crescimento exponencialF 0E 0 Quando os indivíduos jovens são adicionados á população continuamente. N= Noer Onde N é numero de indivíduos após T tempo; e, logaritmo natural e r é a taxa de crescimento exponencial Este tipo de crescimento gera uma curva que acelera ou desacelera rapidamente. A taxa que os indivíduos são adicionados à população é derivada da equação: dN = rN dT onde dN/dT é a taxa de variação no tamanho da população; r é a contribuição de cada indivíduo para o aumento da população e N o numero de indivíduos
Acréscimos na população realizados em intervalos discretos (normalmente com variações sazonais) é denominado de crescimento geométrico. A taxa desse crescimento é representado pela razão do tamanho da população num ano para o ano precedente. λ = N (t+1)/N(t) Para saber o crescimento da população em muitos intervalos de tempo: N (t0 = No λ t A contribuição individual para o crescimento populacional é a diferença entre a taxa de natalidade (b) e a taxa de mortalidade (d) R = b-d A velocidade de crescimento da população depende de sua estrutura etária, porque esta interfere diretamente no número de nascimentos e mortos por velhice. Distribuição etária estável (população cresce e decresce na mesma taxa) e taxa de crescimento dependem das taxas de sobrevivência e natalidade de seus indivíduos l 2 = So.S 1 onde l 2 é a probabilidade dos indivíduos estarem vivos na idade 2; So é o numero de indivíduos inicial e S 1 é a probabilidade de os indivíduos chegarem até a idade 1
Tábua de vida de coorte – segue o destino de um grupo de indivíduos nascidos ao mesmo tempo até a morte do último F 0E 0 normalmente feita com plantas e animais sésseis, porque indivíduos marcados podem ser recapturados por toda a vida. Tábua de vida estáticaF 0E 0 considera a sobrevivência de indivíduos de idade conhecida durante um único intervalo de tempo. Taxa intrínseca de crescimento (r (^) m)F 0E 0 Taxa exponencial de crescimento assumido por uma população com distribuição etária estável.
- O desempenho de crescimento real de uma população depende das suas condições passadas. Assim, a taxa intrínseca de crescimento mostra como a população cresceria se as condições ambientais fossem constantes. Taxa reprodutiva líquida – número total esperado de filhotes de um indivíduos ao longo do curso de sua vida. É dado por:
Ro [ sobrevivência dos recém-nascidos até idade x.^ fecundidade na idade x]
Idade média que os indivíduos dão filhotes (tempo de geração) = Σ (^) xlxbx Σlxbx
- Taxa intrínseca de crescimento depende de como os indivíduos se desempenham naquele ambiente da população. r = ro (1- N ) K
[taxa de cresc. Pop] = [taxa de cresc intríseco em N].^ [tamanho da pop]^. [redução na taxa de
crescimento devido ao adesnsamento] Coisas que podem influenciar as taxas de crescimento da população:
- Fatores dependentes de densidadeF 0E 0 colocam a população sob controle. Ex. suprimento de alimentos, lugares para viver, parasitas, doenças, etc.
- Fatores independentes de densidade F 0E 0 não regulam o tamanho da população, só influencia o crescimento. Ex. temperatura, precipitação, eventos catastróficos, etc. Há situações em que a taxa de crescimento aumenta com o aumento da densidade da população, o que ocorre porque: (1) aumenta a probabilidade de encontrar parceiros conjugais; (2) aumenta a diversidade, o que diminui a incidência de mutações deletérias; (3) maior capaidade da população de manejar população de suas presas.
Parasitóide – se assemelham aos parasitas, mas inevitavelmente matam seus hospedeiros
- Dependendo da parte da planta que comam, os herbívoros podem atuar como predadores ou parasitas. O consumo de parte dos tecidos de uma planta é denominado pastagem ou desfolhação. Os detritívoros, por consumir material orgânico morto não promovem efeitos diretos nas populações que produzem esses recursos. São extremamente importantes na reciclagem de nutrientes em um ecossistemas. Predação: 1- Predadores
- Possuem adaptações para explorar a presa
- À medida que o tamanho da presa aumentar em relação ao predador, ela se torna mais difícil de capturar, e os predadores se tornam mais especializados em perseguir e subjugá- los. Quando são menores que sua presa podem atuar cooperativamente na caça.
- A forma e função estão relacionadas com sua dieta 2- Presas
- Possuem adaptações para escapar dos seus predadores
- Desenvolvem aparência camuflada e posições de repouso para evitar a caça
- Coloração críptica – presas palatáveis. Gicam semelhantes com o ambiente ao seu redor; Coloração de advertência – presas produzem químicos nocivos e a anunciam com um padrão de cor notável.
- Mimetismo batesiado – presas palatáveis se tornam semelhantes às impalatáveis; Mimetismo Mülleriano – espécies impalatáveis se assemelham uma com as outras.
Parasitismo -Parasitas são muito menores que o hospedeiro
- Desenvolvem ciclos de vida complexos para se dispersar e enfrentar o ambiente
- Equilíbrio entre populações de parasitas e hospedeiros é influenciada pela virulência do parasito e pela imunorresposta e outras defesas do hospedeiro.
Parasita hospedeiro } Coevolução Evitam mecansmos imunológicos Imunorresposta
Herbivoria: Plantas produzem compostos tóxicos e defesas estruturais. Ex (^) 1.;^ tanino^ ligam-se^ ás proteínas e inibem sua digestão; Ex (^) 2Compostos secundários – interferem na via metabólica
e processos fisiológicos dos herbívoros. Os herbívoros podem contra-atacar os efeitos tóxicos com a modificação de sua fisiologia e bioquímica.
- Químicos defensivos que se mantém e altos níveis o tempo todo nos vegetais F 0E 0 defesas constitutivas
- defesa induzida F 0E 0 se inicia após um ataque de herbivoria
- Herbívoros controlam populações de plantas
Cap. 18
- Ciclos populacionais de predadores e presas podem estar altamente sincronizados.
- consumidores podem limitar população-recursoF 0E 0 evita o crescimento exagerado até a capacidade suporte
- Comprimento do ciclo de predador-presa parece estar relacionado também com o habitat: espécies de floresta têm ciclos mais longos que espécies de tundra
- Maioria das interações predador-presa tem retardo de resposta devido ao tempo exigido para produzir filhotes.
- Densidade da população de hospedeiro afeta a taxa de transmissão da doença. Populações aglomeradas - F 0E 1 dissiminação
- Modelo Lotka-Volterra F 0E 0 a predação varia na proporção direta do produto das populações de presas e predadores e predadores, proporcionando a um encontro randômico entre predador e presa. Assim, a taxa decrescimento da população presas é dada por: dR = rR – crP dT onde C é a eficiência de captura ou [taxa de variação na população de presas] = [ taxa decrescimento intríseco da população] – [remoção das espécies de presas por predadores]
b) limitação dependente de densidade do predador ou da presa por fatores externos á sua relação c) recursos alimentares alternativos para o predador d) refúgios da predação e densidades de presa baixa e) retardos de tempo reduzidos na resposta do predador às mudanças na abundância de presas.
- A população pode ter duas ou mais pontos de equilíbrio F 0E 0 estados estáveis múltiplos.
Cap 19
- É qualquer uso ou defesa de um recurso por um indivíduo que reduz a disponibilidade daquele recurso para outros indivíduos. Pode ser intra-específica (regula o tamanho da população e está intimamente relacionado com a mudança evolutiva) ou inter-específica (reduz população de ambas as espécies, porém se intensa pode levar à extinção de uma das sp)
- O resultado da competição entre 2 espécies depende das eficiências relativas cm as quais os indivíduos exploram os recursos compartilhados.
- Recurso: qualquer substância ou fator que é consumido por um organismo e que sustenta taxas de crescimento populacional crescentes à medida que sua disponibilidade no ambiente aumenta. (1) o recurso é consumido (2) o consumidor usa o recurso para sua própria manutenção e crescimento (3) quando a disponibilidade do recurso é reduzido, os processos biológicos são afetados de forma a reduzir o crescimento populacional. Recurso não renováveis – não são regenerados ex. espaço Recursos renováveis – São constantemente renovados Ex. nascimento numa população de presas suprem itens alimentares para predadores a) Recursos externos ao sistema: luz do sol, precipitação b) Recursos internos do sistema: suprimento de presas, plantas e hospedeiro. É sempre regenerado c) Recursos regenerados dentro do sistema, mais estão ligados indiretamente ex. ciclo do nitrogênio Lei do mínimo de Liebig F 0E 0 cada população cresce até que o suprimento de algum recurso limitante não mais satisfaça as necessidades da população por ele – recursos que tenham dependência do consumidor.
Recursos sinérgicos – atuam juntos sobre a população
Competição de plantas F 0E 0 depende dos níveis de nutrientes no solo. Competição é maior onde os recursos são menos abundantes.
- Competição de exploração F 0E 0 indivíduos competem diretamente através de seus efeitos mútuos sobre os recursos compartilhados
- Competição de interferência F 0E 0 consumidores^ defendem^ recursos^ lucrativos^ e^ os competidores interagem através de vários comportamentos antagonistas.
- Alelopatia F 0E 0 competição química. Ex. eucalipto
Cap. 20
Interação entre espécies ao longo do tempo F 0E 0 coevolução
- Através da seleção natural e da evolução, os predadores modelam as adaptações de suas presas para a fuga e também suas próprias adaptações para perseguir e capturar suas presas.
- Em resposta a estresses físicos semelhantes no ambiente organismos podem desenvolver adaptações semelhantes F 0E 0 convergência evolutiva
- Freqüência de genes tendem a oscilar ao longo do tempo, de maneira parecida com o ciclo predador-presa. Duas espécies coexistindo numa mesma área geográfica são chamadas de simpátricas; quando suas distribuições se sibrepõem F 0E 0 alopátricas
- Deslocamento de caractere
- Mutualismo – interação benéfica entre os participantes. Quando a associação é tão íntima que os membros formam uma unidade distinta, é chamado simbiose
Cap. 20
- o conjunto de plantas, animais e micróbios conectados entre si por suas interações e relações alimentares formam uma comunidade biológica.
- espécies assumem diferentes papéis nas comunidades Conceito holístico F 0E 0 A comunidade é vista como um superorganismo e seu funcionamento só pode ser compreendido quando é considerado uma entidade completa.
Teias funcionais – A importância de cada população na manutenção da integridade de uma comunidade está refletida na sua influência da taxa de crescimento de outras populações. Estabilidade da teia alimentar – capacidade de resistir à perturbações ambientais Cascata trófica – efeitos indireto nas interações consumidor-recurso estendido aos níveis tróficos adicionais da comunidade Controle top-down – quando os níveis tróficos mais altos determinam o tamanho dos níveis tróficos abaixo deles. Quando a situação se inverte é chamada de controle bottom-up.
- A abundância de cada espécies parece refletir a comunidade e abundância dos recursos disponíveis para ela, assim como as influências dos competidores, dos predadores e doenças.
- Índices de diversidade- Avalia a contribuição de cada espécie a partir de sua abundância relativa. Índice de Simpson: D = I Σp 2 i D pode variar de 1 a 5; S é o número determinado de espécies de uma amostra pi é a proporção de cada espécie
Índice de Shannon-Wiener: H = Σp (^) i.loge pi Onde H é a medida logarítima da diversidade
- um problema dos ecólogos é que a diversidade de espécies tende a crescer cm o número de indivíduos amostrados Rarefação – subamostras de indivíduos, equalizadas pelo tamanho são retirados ao acaso da amostra total.
Cap. 22
- Aparência e composição da maioria das comunidades não varia ao longo do tempo, a não ser que o habitat seja perturbado. Ex. queimadas, furacões.
- A seqüência de mudança iniciada pela perturbação é chamada de sucessão e a associação última de espécies atingidas é chamada de comunidade clímax. Espécies colonizadoras mudam o ambiente e o torna apto para a ocupação por outras espécies e muitas vezes os colonizadores iniciais são expulsos.
Sucessão 1 – assentamento e desenvolvimento de comunidades de plantas em habitats recentemente formados Sucessão 2 – regeneração da comunidade clímax após a perturbação Texto azul: abertura maior – espécies não boa colonizadoras, mas competidoras fortes; abertura menor – espécies competidoras fracas, mas boas colonizadoras.
O conceito de clímax como sistema fechado tem sido rejeitado pelos ecólogos, pois as comunidades são sistemas abertos cuja composição varia continuamente ao longo de gradientes ambientais. Facilitação – uma seqüência do desenvolvimento no qual cada estágio pavimenta o caminho para o próximo – Diversidade das espécies intensifica a qualidade do sítio para o assentamento e estabelecimento de outras. Inibição de uma espécie pela presença de outra: fenômeno comum. Na sucessão, espécies clímax inibem as espécies colonizadoras iniciais. Tolerância - espécies invadem novo habitat e se estabelecem independentemente da presença ou ausência de outras espécies. Sucessão cíclica – criada por condições ambientais estressantes Importância da sucessão- realça a natureza dinâmica das comunidades biológicas, por colocar em cheque seu equilíbrio natural. A perturbação revela forças que determinam a presença ou ausência numa comunidade e os processos que regulam sua estrutura.
Cap. 23
- Número de espécies varia de acordo com as condições físicas e heterogeneidade de habitat. Habitats mais produtivos geralmente têm mais espécies, mas a complexidade de habitat também influencia. PET diversidade F 0E 0 PET mede a entrada de energia total do ambiente. Quanto maior a entrada de energia, maior o número de espécies. Diversidade local (α) – número de espécies numa pequena área de habitat homogêneo Diversidade regional (γ) – número total de espécies observadas em todos os habitats dentro de uma área geográfica que não inclui fronteiras significativas Diversidade (β) – diferença ou substituição nas espécies de um habitat para outro
