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16/05/2017 1 Diversidade Biológica (Ecologia) Conceitos Básicos e Relações Ecológicas O que é Ecologia? • É a parte da Biologia que estuda as relações dos seres vivos entre si e com o ambiente. 2 Conceitos Básicos • Espécie • População • Comunidade • Fatores Abióticos e Bióticos • Ecossistema • Biosfera • Hábitat • Nicho Ecológico 3 Espécie Conceito: Indivíduos morfologicamente semelhantes que são capazes de se cruzar e gerar descendentes férteis. 4 Conceito de reconhecimento de espécie: uma espécie é um conjunto de organismos que podem reconhecer uns aos outros como potênciais parceiros. Mesmo que estes dois sapos tenham sido impedidos de acasalar, o fato de eles poderem reconhecer um ao outro como parceiro em potencial os tornam da mesma espécie no âmbito do conceito de reconhecimento de espécie. Espécie Conceito fenotípico de espécies: uma espécie é um grupo de organismos que são fenotipicamente similares e que parecem diferentes de outros grupos de organismos. Segundo esse conceito, similaridade fenotípica é tudo o que importa no reconhecimento de espécies distintas. Desde que os sapos mostrados na figura acima tenham a mesma aparência — e mesmo que sejam impedidos de se acasalarem — eles seriam considerados da mesma espécie de acordo com o conceito fenotípico de espécie. Espécie 16/05/2017 2 Conceito Filogenético de espécies: Uma espécie é uma “ponta” em uma filogenia, ou seja, o menor conjunto de organismos que compartilham um ancestral e podem ser distinguidos de outros grupos de organismos. Segundo esta definição, uma espécie em anel é uma única espécie que engloba uma grande variação fenotípica. Espécie Neste exemplo, As linhagens A e B de salamandras Ensatina são espécies distintas. Cada uma tem um ancestral comum que indivíduos de outras espécies não têm. Mesmo que tenha se diversificado muito, a linhagem C é uma espécie única, de acordo com o conceito filogenético de espécies. Nenhuma das subespécies da linhagem C tem um único ancestral em comum separado de outras subespécies. Espécie População • Indivíduo da mesma espécie presentes em uma mesma área. • Ex.: população humana na Praça. 9 Comunidade • Indivíduos de diferentes espécies presentes em uma área. • Ex.: animais presentes em num jardim 10 11 16/05/2017 3 Ecossistema • Relação que ocorre entre a comunidade e os fatores abióticos. • Podem ser pequenos (cavidade bucal) ou enormes (floresta amazônica). 13 Biosfera • O maior ecossistema da Terra, parte vida do planeta. 14 Habitat • “Endereço” do indivíduo. • Local onde sempre podemos encontrar certa espécie. • Ex.: Lombriga intestino de crianças. Escorpião locais desertos e cheios de pedras 15 Nicho Ecológico • Papel que o indivíduo desempenha na natureza. • “Profissão” do indivíduo. 16 Quando falamos em nicho ecológico, estamos descrevendo o modo de vida de um ser vivo, suas relações com o ambiente, sua alimentação, seu tipo de reprodução, seus hábitos, seus predadores naturais, suas estratégias para sobrevivência, sua forma de predar etc. Resumindo, o nicho pode ser definido como o papel ecológico de uma espécie em determinada comunidade. Ex: Ao falarmos da hiena, sobre sua alimentação e sua rivalidade com leões, estamos falando do seu nicho Exercícios –Conceitos de Ecologia 1. O conjunto de todas as populações que vivem em uma mesma área constitui: a) Uma comunidade b) Uma espécie c) Um nicho ecológico d) Um ecossistema e) Um hábitat 17 2. Em um coqueiral vivem fungos, ratos, cobras e gaviões que, em conjunto, constituem: a) Uma comunidade com quatro populações b) Uma comunidade com cinco populações c) Um ecossistema com quatro populações d) Um ecossistema com cinco populações e) Uma população com cinco comunidades 18 16/05/2017 4 3. O conjunto de todos os ecossistemas forma um (a): a) Hábitat b) Comunidade c) Biosfera d) Nicho ecológico 19 4. Um ecossistema caracteriza-se por: a) Somente fatores abióticos b) Somente fatores bióticos c) Fatores bióticos e abióticos d) Apenas por comunidades e) Apenas por decompositores 20 AS COMUNIDADES BIOLÓGICAS As interações entre as populações Relações Ecológicas • Os seres vivos de diferentes espécies, além de interagirem com o meio abiótico em que vivem, também se interagem com os outros seres vivos presentes num mesmo local. • Essa interação entre os seres vivos é chamada de relação ecológica. 22 RELAÇÕES ECOLÓGICAS • Relações Harmônicas ou interações positivas : são aquelas em que não há prejuízo para nenhum dos indivíduos envolvidos. • Intraespecíficas: se estabelecem entre indivíduos da mesma espécie. • Mutualismo: Ambos se beneficiam • Comensalismo: Um é beneficiado e o outro não é afetado • Amensalismo: Um é prejudicado e o outro não é afetado 16/05/2017 5 Tipos de interações Harmônicas (intraespecífica): • Colônias (celenterados, biofilmes), unidos fisicamente • Sociedades (abelhas e formigas) (interespecífica): Protocooperação (facultativas) ex: pássaro palito e crocodilo Mutualismo ou Simbiose: (obrigatória) ex: liquens (alga+fungo), rizobium e leguminosas, micorrizas; Cupins +protozoários; boi +bactérias e protozoários; Comensalismo (rêmora e o tubarão) Inquilinismo (peixe agulha se esconde dentro do pepino do mar); Epifitismoplantas epífitas (orquídeas e samambaias, usam a planta como suporte) COLÔNIA (+/+) • Colônia : Associação anatômica entre indivíduos da mesma espécie, formando uma unidade estrutural e funcional. • Vivem agrupados interagindo de forma mutuamente vantajosa. Não é obrigatória. • Ex. corais, caravelas, algas, bactérias, protozoários,... Harmônicas Intraespecíficas Colônia isomorfa • Quando os indivíduos de uma colônia são semelhantes. • Volvox sp. Harmônicas Colônia heteromorfa • Quando os indivíduos da colônia são diferentes. • Ex.: Obelia sp., Physalia sp.,... Harmônicas Intraespecíficas • As caravelas ou Physalia sp. Formam colônias onde há 3 tipos de indivíduos. O pneumotóforo ou flutuador, a gonozóide ou reprodutor e o gastrozóide ou alimentador. Harmônicas Intraespecíficas SOCIEDADE (+/+) • União permanente entre indivíduos de uma mesma espécie, em que há divisão de trabalho. • Os indivíduos apresentam alto grau de cooperação, comunicação e divisão de trabalho, conservando relativa independência e mobilidade. • Não é anatômica e é obrigatória. • Ex. insetos sociais (abelhas, cupins e formigas), humanos, Harmônicas Intraespecíficas 16/05/2017 6 Sociedades (divisão de tarefas) (+/+) Harmônicas Intraespecíficas Habitantes da colméia • Uma abelha operária é do sexo feminino, nasce de um ovo fecundado mas é incapaz de realizar postura de ovos fecundados por não realizar acasalamento e possuir orgãos reprodutores atrofiados. • Vive entre 1 a 120 dias, e são responsáveis por todas as tarefas da colmeia. Harmônicas Intraespecíficas • A abelha rainha é única dentro da colméia. • Nasce de um ovo fecundado, mas em berço especial chamado realeira a qual possui amplo espaço para o livre desenvolvimento de seu abdomem e dos orgãos de reprodução. É alimentada com geléia real, o que a diferencia dos outros componentes da colmeia. • Vive por volta de cinco anos, copula uma única vez com até uma dezena ou mais de zangões. Harmônicas Intraespecíficas • O Zangão é o elemento masculino da família da abelhas. • Nasce de um ovo não fecundado,não possui ferrão e sua única função é fecundar uma rainha virgem, morrendo logo após. • Por nascer de um óvulo não fecundado ele não possui pai, trazendo como herança genética as características da mãe e avós maternos. A este fenômeno chama-se partenogênese. Harmônicas Intraespecíficas HABITANTES DA COLMÉIA Harmônicas Intraespecíficas A COLMÉIA Harmônicas Intraespecíficas 16/05/2017 7 HABITANTES DO FORMIGUEIRO Harmônicas Intraespecíficas RELAÇÕES HARMÔNICAS • Interespecíficas: são relações estabelecidas entreindivíduos de espécies diferentes. MUTUALISMO (+/+) • Associações obrigatórias em que ambos se beneficiam. Ex. líquens, ruminantes e protozoários, cupins e protozoários, micorrizas,... Harmônicas Interespecíficas PROTOCOOPERAÇÃO (+/+) • Associação facultativa, em que ambos se beneficiam. Ex. anêmona e paguro, pássaros e mamíferos,... Harmônicas Interespecíficas COMENSALISMO (+/0) • Associação em que um deles, denominado comensal (+), aproveita restos do alimento ingerido pelo outro sem prejudicá-lo (0). Ex. Tubarão e peixe-piloto, leões e hienas, urubus e onças,... Harmônicas Interespecíficas 16/05/2017 8 INQUILINISMO ou EPIFITISMO (+/0) • Associação em que um deles se fixa ou se abriga no outro, beneficiando-se sem prejudicar o outro. Ex. fierasfer e pepino-do-mar, orquídeas e tronco de árvores, bromélias e árvores, ... Harmônicas Interespecíficas Fierásfer e holotúria Harmônicas Interespecíficas FORÉSIA (+/0) • Relação em que uma espécie proporciona algum transporte para outra espécie. • Ex. carrapicho no pêlo de animais,... Harmônicas Interespecíficas RELAÇÕES DESARMÔNICAS • São aquelas em que pelo menos um indivíduo da associação sai prejudicado. Tipos de interações (desarmônicas) Intraespecíficas: • Competição (por espaço, por alimento, pela fêmea; ex: territorialidade em cães, lobos, etc, favorece a seleção natural = Evolução) • Canibalismo (fêmea do louva a Deus come o macho) Interespecíficas: • Competição (exclusão competitiva de Gause, ex: Paramecium, ver Figura) • Predação (forma de regular tam. Populacional ex; lince e coelho, ver gráfico e curva de crescimento) • Amensalismo ou Antibiose (algas vermelhas liberam toxinas na água, fungos que liberam antibióticos) • Parasitismo (usado como controle biológico) • Esclavagismo (formigas vermelhas escravizam formigas foscas) COMPETIÇÃO INTRAESPECÍFICA (- / - ) • Disputa entre indivíduos da mesma espécie por um ou mais recursos do ambiente. • Se são da mesma espécie, ocupam o mesmo nicho ecológico. • Importante mecanismo regulador da densidade populacional. • Impede a exaustão dos recursos e auxilia no descarte de indivíduos com características desvantajosas. 16/05/2017 9 Experimento de Gause (1930) CANIBALISMO (+/-) • Relação em que um indivíduo mata outro da mesma espécie para se alimentar. Ex. alguns insetos e aracnídeos, peixes, roedores... • Na espécie humana, quando existe, recebe o nome de antropofagia. RELAÇÕES DESARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS Ocorre entre indivíduos de espécies diferentes. AMENSALISMO ou ANTIBIOSE (+/- ou 0/-) • Indivíduos de uma população produzem substâncias tóxicas que inibem ou impedem o desenvolvimento de outras. Ex. maré- vermelha, fungos e bactérias,... SINFILIA ou ESCLAVAGISMO(+/- ou +/0) • Sinfilia: Indivíduos de uma espécie mantêm em cativeiro indivíduos de outra espécie para obter vantagens. (pode ser considerado um caso especial de protocooperação) Ex. formigas e pulgões. Pulgões: a) pulgão-da-espiga-do- trigo, Sitobion avenae; b) pulgão-verde-dos- cereais, Schizaphis graminum; c) pulgão-da- aveia, Rhopalosiphum padi; d) pulgão-da-folha-do- trigo, Metopolophium dirhod um 16/05/2017 10 PREDATISMO (+/-) • Predatismo: Um animal (predador)(+) captura e mata indivíduos de outra espécie (presa)(-) para se alimentar. Ex. Cobra e rato, onça e cutia, sapo e inseto, ... • Presa x predador Gráfico predador x presa HERBIVORISMO (+/-) • É o tipo de interação entre uma espécie animal (a espécie herbívora) (+) e uma ou mais espécies vegetais (-), das quais a espécie animal se alimenta. • Essa interação é considerada a mais importante entre os diversos tipos de interações bióticas, pois é por meio dela que se dá a principal conexão entre produtores (organismos autotróficos, as plantas em geral) e consumidores primários (organismos heterotróficos, animais herbívoros). Além disso, a herbivoria apresenta diversas características bastante particulares. PARASITISMO • Parasitismo: Indivíduos de uma espécie vivem no corpo de indivíduos de outra espécie, dos quais retiram alimentos. Ex. lampréia e tubarão, cipó-chumbo,... • O cipó-chumbo é um holoparasita porque mata seu hospedeiro. • Este parasita não faz fotossíntese porque não tem clorofila. • Por isso suga a seiva elaborada produzida pela planta. 16/05/2017 11 • A erva-de-passarinho é um hemiparasita porque não mata seu hospedeiro. • Este parasita tem folhas clorofiladas e suga a seiva bruta da planta hospedeira. COMPETIÇÃO INTERESPECÍFICA • Competição interespecífica: Disputa entre indivíduos de espécies diferentes por recurso do meio que não existe em quantidade suficiente para todos. • Exemplo: bois e gafanhotos, carrapatos e pulgas, paramécios,... Princípio de Gause ou Princípio da Exclusão Competitiva A competição entre duas espécies que exploram o mesmo nicho ecológico pode levar a três diferentes situações: • A) uma das espécies se extinguir; • B) uma ou ambas espécies ser expulsa do território; • C) uma ou ambas espécies adaptarem seus nichos ecológicos em função da competição Exercícios –Relações Ecológicas 1. A competição interespecífica é maior quando as espécies: a) Tem o mesmo nicho ecológico b) Fazem parte da mesma comunidade c) Vivem num mesmo hábitat d) Ocupam o mesmo ecossistema 65 2. Os pulgões alimentam-se da seiva elaborada das plantas, introduzindo um tromba sugadora nos vasos liberianos. As formigas por sua vez, aproveitam-se dos excrementos dos pulgões no interior dos formigueiros. As relações ecológicas, observadas entre planta-pulgão e pulgão- formiga são respectivamente: a) Desarmônica interespecífica e harmônica interespecífica b) Harmônica intra-especifica e desarmônica interespecífica c) Harmônica intra-especifica e desarmônica intra- especifica d) Harmônica interespecífica e harmônica intra-especifica e) Desarmônica intra-especifica e harmônica intra- especifica 66 16/05/2017 12 3. A rêmora ou peixe-piloto fixa-se no corpo do tubarão, deslocando-se com ele e aproveitando os restos de suas presas. Esse é um exemplo típico de: a) Predatismo b) Parasitismo c) Comensalismo d) Mutualismo 67 4. O cupim vive associado a protozoários capazes de digerir a celulose, tornando o alimento acessível a ambos indivíduos. Esse tipo de associação é conhecido como: a) Parasitismo b) Predatismo c) Mutualismo d) Canibalismo 68 5. Em lagos públicos ou simples espelhos d´água é conveniente manter uma população de peixes larvófagos para combater a proliferação de larvas de mosquitos. Esse procedimento não poluente é um exemplo de: a) Simbiose b) Comensalismo c) Predatismo d) Parasitismo e) Amensalismo 69 6. Um tipo de relação ecológica, em que apenas um dos participantes se beneficia sem causar prejuízo ao outro, é a que ocorre entre: a) Ectoparasitas e seus hospedeiros b) Predadores e suas presas c) Os tubarões e os peixes-piloto que se alimentam dos restos alimentares deles d) As bactérias e os fungos que impedem a multiplicação delas produzindo antibióticos e) Os ruminantes e as bactérias que vivem em seu tubo digestivo digerindo a celulose. 70 71
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