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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MOÇAMBIQUE CENTRO DE ENSINO À DISTÂNCIA Manual de Licenciatura em Ensino de Biologia Ecologia Geral- B0036 Introdução à Ecologia Geral Universidade Católica de Moçambique (UCM) Centro de Ensino à Distância (CED) Direitos de autor (copyright) Este Manual é propriedade da Universidade Católica de Moçambique, Centro de Ensino à Distância (CED) e contém reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste manual, no seu todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (electrónicos, mecânico, gravações, fotocópias ou outros), sem permissão expressa de entidade editora (Universidade Católica de Moçambique – Centro de Ensino à Distância). O não cuprimento desta Advertência é possível a processo judicial. Elaborado por: dr. Mauane Manuel Licenciado em Ensino de Biologia pela Universidade Pedagógica – Delegação da Beira. Coordenador e docente na área de Biologia no Centro de Ensino à Distância pela Universidade Católica de Moçambique (UCM). Formado em Educação à Distância pela Universidade Livre de Amesterdão (Holanda) e cooperação com o SAIDE e SLO. Universidade Católica de Moçambique Centro de Ensino à Distância -CED Rua Correia de Brito Nº 613-Ponta-Gêa Moçambique – Beira Telefone 23326405 Cel: 825018440 Fax: 23326406 E-mail:ced@ucm.ac.mz Website: www.ucm.ac.mz Agradecimentos A Universidade Católica de Moçambique – Centro de Ensino à Distância e o autor do presente manual, dr.Mauane Manuel, agradece a colaboração dos seguintes indivíduos e Instituições na elaboração deste manual. Pela contribuição de desenho do plano temático dr.Inácio Vurande, docente da Universidade Pedagógica (UP) - Beira Pela contribuição pela maquetização e censura dos conteúdos dr. Osório João Bacar e dr.Carlos Penicela, docentes na UniZambeze e Universidade Católica de Moçambique, (UCM-CED) respectivamente. i , Introdução à Ecologia Geral Índice Ecologia Geral- B0036 1 Visão geral 1 Bem-vindo a Ecologia Geral Introdução à Ecologia Geral ............................................... 1 Unidade n°.01-B0036 9 Tema: História da Ecologia ............................................................................................ 9 Unidade n°.02-B0036 19 Tema: Inteirações entre organismos e factores ambientais. ........................................ 19 Unidade n°.03-B0036 41 Tema: Interações entre os organismos ........................................................................ 41 Unidade n°.04-B0036 67 Tema: Transferência de Energia no Ecossistema .......................................................... 67 2a parte do Módulo (2as sessões presencias). 74 Unidade n°.05-B0036 74 Tema: A produtividade dos ecossistemas. ................................................................... 74 Unidade n°.06-B0036 80 Tema: ciclos biogequímicos ......................................................................................... 80 Unidade n°.07-B0036 107 Tema: Sistemas Ecológicos da Biosfera ...................................................................... 107 Unidade n°.08-B0036 114 Tema: Limnociclo ou água doce ................................................................................. 114 3ª parte do módulo,3ªs sessões presenciais. 118 Unidade n°.09-B0036 118 ii , Introdução à Ecologia Geral Tema: Epinocicle ....................................................................................................... 118 Unidade n°.10-B003 145 Tema: Problemas ambientais e acção antropogenica ................................................ 145 Unidade n°.11-B0036 173 Tema: População ....................................................................................................... 173 1 , Introdução à Ecologia Geral Visão geral Bem-vindo a Ecologia Geral Introdução à Ecologia Geral Caro estudante, a Ecologia Geral é uma ciência de ramo da Biologia que estuda a interação entre os seres vivos e o meio ambiente. Ele oferece um conhecimento sobre a interdependência entre os seres vivos e também estuda a importância da mesma para o Homem. Um facto importante é que a natureza depende do Homem, mas também o Homem depende completamente da natureza. Por isso que cada país tem ecologistas a estudar todos os aspectos do ambiente. Nesta cadeira serão discutidos os seguintes aspectos: História da Ecologia, Interação entre os seres vivos, Transferência de energia, ciclo Bio geoquímico e sistema ecológico da Biosfera. 2 , Introdução à Ecologia Geral Objectivos do curso Quando terminar o estudo de Ecologia Geral, o estudante deve ser capaz de: Objectivos Compreender as interações dos seres vivos com o meio em que vivem; Interpretar enorme biodiversidade existente na terra e sua regulação apoiando-se muitas vezes na teoria evolutiva; Conhecer a biodiversidade animal e vegetal; Interpretar modelos de dinâmica e de interações populacionais; Interpretar fenómenos e processos ecológicos provenientes da população humana na sua interação ecossistemática com o meio. Quem deveria estudar este módulo Este Módulo foi concebido para todos aqueles que estão a frequentar o 3º ano no curso de Licenciatura em Biologia e para aqueles que querem consolidar os seus conhecimentos com vista a melhorar o trabalho de docência na sala de aulas. 3 , Introdução à Ecologia Geral Como está estruturado este módulo Todos os módulos dos cursos produzidos pela universidade Católica de Moçambique – Centro de Ensino à Distância (UCM- CED) encontram-se estruturados da seguinte maneira: Páginas introdutórias Um índice completo. Uma visão geral detalhada do curso / módulo, resumindo os aspectos-chave que você precisa conhecer para completar o estudo. Recomendamos vivamente que leia esta secção com atenção antes de começar o seu estudo. Conteúdo do curso / módulo O curso está estruturado em unidades. Cada unidade incluirá uma introdução, objectivos da unidade, conteúdo da unidade incluindo actividades de aprendizagem, um sumario da unidade e uma ou mais actividades para autoavaliação. Outros recursos Para quem esteja interessado em aprender mais, apresentamos uma lista de recursos adicionais para você explorar. Estes recursos podem incluir livros, artigos ou sites na Internet. Tarefas de avaliação e/ou Autoavaliação Tarefas de avaliação para este módulo encontram-se no final de cada unidade. Sempre que necessário, dão-se folhas individuais para desenvolver as tarefas, assim como instruções para as completar. Estes elementos encontram-se no final do modulo. Comentários e sugestões Esta é a sua oportunidade para nos dar sugestões e fazer comentários sobre a estrutura e o conteúdo do curso / módulo. Os seus comentários serão úteis para nos ajudar a avaliar e melhorar este curso / módulo. 4 , Introdução à Ecologia Geral Ícones de actividade Ao longo deste manual irá encontrar uma série de ícones nas margens das folhas. Estes ícones servem para identificar diferentes partes do processo de aprendizagem. Podem indicar uma parcela específica de texto, uma nova actividade ou tarefa, uma mudança de actividade, etc. Acerca dos ícones Os ícones usados neste manual são símbolos africanos, conhecidos por adrinka. Estes símbolos têm origem no povo Ashante de África Ocidental, datam do século 17 e ainda se usam hoje em dia. Habilidades de estudo Caro estudante, procure olhar para você em três dimensões nomeadamente: O lado social, profissional e estudante, daí ser importanteplanificar muito bem o seu tempo. Procure reservar no máximo 2 (duas) horas de estudo por dia e use ao máximo o tempo disponível nos finais de semana. Lembre-se que é necessário elaborar um plano de estudo individual, que inclui, a d, o dia, a hora, o que estudar, como estudar e com que estudar (sozinho, com colegas, outros). Evite estudo baseado em memorização, pois é cansativo e não produz bons resultados, use métodos mais activos, procure desenvolver as suas compêtencia mediante a resolução de problemas específicos, estudos de casos, reflexões etc. Os manuais contêm muitas informações, algumas chaves e outra complementares, daí ser importante saber filtrar e apresentar a informação mais relevante. Use estas informações para a resolução dos exercícios, problemas e desenvolvimentos de actividades. A tomada de nota desempenha um papel muito importante. 5 , Introdução à Ecologia Geral Um aspecto importante a ter em conta é a elaboração do plano de desenvolvimento pessoal (PDP) onde você reflecte os seus pontos fracos e fortes e perspectivas o seu desenvolvimento. Lembre-se que o seu sucesso depende da sua entrega, você é o responsável pela sua própria aprendizagem e cabe a si planificar, organizar gerir, controlar o seu próprio progresso. Precisa de apoio? Caro estudante, temos a certeza de que por uma outra situação, o material impresso, lhe pode suscitar alguma dúvida (falta de clareza, alguns erros de natureza frásica, prováveis erros ortográficos, falta de clareza conteudística, etc). Nestes casos, contacte o tutor, via telefone escreva uma carta participando a situação e se estiver próximo do tutor contacte- o pessoalmente. Os tutores têm obrigação, monitorar a sua aprendizagem, daí o estudante ter a oportunidade de interagir objectivamente com o tutor usando para o efeito um dos mecanismos apresentados acima. Todos os tutores têm obrigação de facilitar a interação, em caso de problemas específicos ele deve ser o primeiro a ser contactado, numa fase posterior contacte o coordenador do curso e se o problema for de natureza geral, contacte a Direcção do CED, pelo número 825018440. Os contactos só se podem efectuar nos dias úteis e nas horas normais de trabalho de expediente. As sessões presenciais são um momento em que você, caro estudante, tem a oportunidade de você interagir com todo o staff do CED. Neste período pode apresentar dúvidas, tratar de questões Administrativas e entre outras. O estudo em grupo com os colegas é uma forma a ter em conta, busque apoio com os colegas discutam juntos, apoiem-se mutuamente, reflictam sobre estratégias de superação, mas produza de uma forma independente o seu próprio saber e desenvolva as suas competências. Juntos na Educação à Distancia, vencendo a distância 6 , Introdução à Ecologia Geral Tarefas (avaliação e autoavaliação) O estudante deve realizar todas as tarefas (exercícios, actividades e autoavaliação), contudo nem todas as tarefas deverão ser entregues, mas é importante que sejam realizadas. As tarefas devem ser entregues antes de período presencial. Para cada tarefa serão estabelecidos prazos de entrega, e o não cumprimento dos prazos de entrega, implica a não classificação do estudante. Os trabalhos devem ser entregues ao CED e os mesmos devem ser dirigidos aos tutores/ docentes. Podem ser utilizados diferentes fontes e matérias de pesquisa, contudo os mesmos devem ser devidamente referenciados respeitando os direitos do autor. O plágio deve ser evitado, transcrição fiel de mais de 8 palavras de um autor, sem o citar é confederado plágio. A honestidade, humildade científica e o respeito pelos direitos do autor devem marcar a realização dos trabalhos. Avaliação Você será avaliado durante o estudo independente (80% do curso) e o período presencial (20%). A avaliação do estudante é regulamentada com base no Regulamento de avaliação. Os trabalhos de campo por si desenvolvidos, durante o estudo individual, concorrem para os 25% do cálculo da média de frequência da cadeira. Os testes são realizados durante as sessões presenciais e concorrem para os 75% do cálculo da média de frequência da cadeira. Os exames são realizados no final da cadeira e durante as sessões presencias, eles representam 60%, o que adicionado aos 40% da média de frequência, determinam a nota final com a qual o estudante conclui a cadeira. 7 , Introdução à Ecologia Geral A nota de 10 (dez) valores é a nota mínima de conclusão da cadeira. Nesta cadeira, o estudante deverá realizar 2 (dois) trabalhos, 1 (um) teste e 1 (exame). Não estarão previstas quaisquer avaliações orais. Algumas actividades práticas, relatórios e reflexão serão utilizadas como ferramentas de avaliação formativa. Durante a realização das avaliações, os estudantes devem ter consideração: a apresentação, a coerência textual, o grau de cientificado, a forma de conclusão dos assuntos, as recomendações, a indicação das referências utilizadas, o respeito pelo direito do autor, entre outros. Os objectivos e critérios de avaliação estão indicados no manual. Consulte-os. Alguns feedbacks imediatos estão apresentados no manual 9 , Introdução à Ecologia Geral Unidade n°.01-B0036 Tema: História da Ecologia Introdução Caro estudante, nesta unidade é convidado a uma discussão a volta da história ou do surgimento da Ecologia.Vai abordar dos primeiros pensadores nesta área e a importâcia da disciplina. Vai se falar também nesta unidade falar da origem da plavra Ecologia e quando começou a ser divulgada como Ciência. Ecologia: Palavra de origem grega “oikos”, que significa casa e “logos” que significa estudo, ou seja: Ecologia é o estudo da casa, do ambiente. Aqui a significado da palavra casa seria - o local onde os seres vivem. http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspe os%20gerais%20da%20Ecologia%20aula1.pdf. A definição mais aceita para Ecologia é: Estudo das condições de existência dos seres vivos e as interações, de qualquer natureza, existente entre esses seres vivos e o seu meio. Ao completar esta unidade / lição, você será capaz de: Objectivos Definir o conceito Ecologia Conhecer a evolução da história da Ecologia Geral Conhecer os cientistas que contribuíram para o surgimento da Ecologia Saber a importância da Ecologia 10 , Introdução à Ecologia Geral “oikos” significa casa ou ambiente “lógia” significa estudos ou Ciência 1. História da Ecologia O Homem sempre se interessou pela Ecologia, de uma forma prática desde os primeiros tempos da sua história. Na sociedade primitiva, cada indivíduo para sobreviver, precisaria de ter conhecimento concreto sobre o ambiente, isto é, das forças da natureza, das plantas e dos animais que o rodeavam. A civilização começou, de facto, quando o homem aprendeu servir-se do fogo e de outros instrumentos para modificar o seu ambiente. Esta modificação foi influenciando a vida do Homem ao longo dos tempos do primitivo para cá. As consequências das queimadas, poluição, da industrialização, da agricultura, da pesca, da guerra e todos outros actos do Homem sobre a Natureza foram criando as tais modificações. A palavra ecologia deriva do grupo “oikos” que significa casa ou mais em geral ambiente e “lógia” significa estudos ou Ciência. Neste caso a Ecologia é uma Ciência que estuda as relações existentes entre os seres vivos e o seu meio ambiente. 11 , Introdução à Ecologia Geral Começa com as obras de Hipócrates, Aristóteles e outros filósofos da cultura grega contêm matéria da natureza claramente Ecológica. Sem dúvidas os gregos não tiveram uma palavra própria para a designar.A palavra “ecologia” é de aquisição recente e foi proposta pela primeira vez pelo biólogo Alemão Ernest Heackel em 1869. Antes disso muitos dos homens do renascimento biólogo do sec XVIII e XIX tinham contribuído para o tema embora designação de “ecologia” não fosse ainda utilizada. Por exemplo, AntonVan Leeuwenhoek mais conhecido como pioneiro da microscopia dos princípios dos anos 70, foi também pioneiro de estudo das “ cadeias alimentares” e da regulação da população, duas áreas importantes da Ecologia moderna. Como um domínio específico aceite da Biologia, a ciência surge por volta de 1900, passando a fazer parte do vocabulário geral apenas no século passado. Hoje toda a gente está ciente que as ciências do ambiente constituem um instrumento indispensável para manter e criar a civilização humana. Em consequência, a ecologia está tornando rapidamente um ramo da ciência mais importante para a vida quotidiano de todo o homem, mulher e criança. 1.2 Divisão da Ecologia A Ecologia divide-se em três grupos: Auto ecologia, Sineeocologia e Demoecologia. a) Autoecologia- trata do estudo do organismo individual ou de uma dada espécie geralmente destacam-se as biologias e o comportamento como meios de adaptação ao meio ambiente, 12 , Introdução à Ecologia Geral representa o organismo ou indivíduo com o ambiente, (um indivíduo com o seu ambiente). b) Sinecologia – Trata de grupos de organismos que se encontram associados uns aos outros formando uma unidade, relações entre as populações com o meio ambiente. c) Demoecologia – relação entre indíviduo de uma população com o meio ambiente. Para além da divisão já referida acima a ecologia devide ainda em - Ecologia animal: que trata da vida dos animais; http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20 da%20Ecologia%20aula1.pdf Ecologia vegetal, trata das plantas ou vegetais http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da%2 0Ecologia%20aula1.pdf 13 , Introdução à Ecologia Geral Ecologia geral, dos demais temas, incluindo a vida do ser humano e sua relação com o meio. http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da% 20Ecologia%20aula1.pdf Melhor que a classificação acima, a ecologia pode ser dividida pelos três níveis de Biosfera: Mar – Ecologia Marinha http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da%2 0Ecologia%20aula1.pdf 14 , Introdução à Ecologia Geral Terrestre – Ecologia Terrestre http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da%2 0Ecologia%20aula1.pdf Água doce – Ecologia Límnica http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais% 20da%20Ecologia%20aula1.pdf 15 , Introdução à Ecologia Geral Ao longo deste módulo, o estudo vai estar em volta destes três níveis da Bioesfera. Irão ser abordadadas as relações entre os seres vivos, e dos seres vivos com e o meio ambiente em que eles vivem. Conhecer as displinas relacionadas com a Ecologia é importante para compreender e interpreitar os fenómenos que decorrem na natureza ligadaos a ecologia. 1.3 Interdisciplinaridade da ecologia Agrupa Ciências Naturais e Sociais, ela estuda a natureza como um todo, abordagem unitaria é que faz dela, uma matéria mais vasta. O teu tema Central é a interdependência dos seres vivos. Assim fazem parte da Ecologia as seguintes disciplinas: Física, Antropologia Evolução, Genética, Historia, política, Química Tecnologia, Economia, Microbiologia Humana, Sociologia, Geografia, Zoologia e etc. Sumário Ecologia é uma Ciência que estuda as relações existentes entre os seres vivos e o seu meio ambiente. Foi o cientista alemão Ernesto Haverdes, em 1869, quem primeiro usou este termo para designar a parte da Biologia que estuda as relações entre os seres vivos e o ambiente em que vivem, além da distribuição e abundância dos seres vivos no planeta. Como um domínio específico aceite da Biologia, ciência surge por volta de 1900, passando a fazer parte do vocabulário geral apenas no século passado. Hoje toda a gente está ciente que as ciências do ambiente constituem um instrumento indispensável para manter e criar a civilização humana. Em consequência, a ecologia está tornando rapidamente um ramo da ciência mais importante para a vida quotidiano de todo o homem, mulher e criança. 16 , Introdução à Ecologia Geral Alemão, Ernst Haeckel (1834-1919), o cientista quem propôs a palavra Ecologia , a Ciência que estuda as relações entre organismos. http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais% 20da%20Ecologia%20aula1.pdf 17 , Introdução à Ecologia Geral Exercícios Sobre a evolução da História da Ecologia: 1. Definir o conceito Ecologia 2. Fale em poucas palavras da História da Ecologia, como que ela surge. 3. Comente sobre a importância de estudo da Ecologia. 4. Quais as sub divisões da Ecologia? 5. Fale da interdisciplinaridade da Ecologia, quais as outras ciências que se interliga a ela e porque? NB: Resolver e entregar todos os exercícios. Autoavaliação Qual é o objecto de estudo da ecologia O objecto do da Ecologia é de estudar as relações entre os animais e o meio ambiente em que vivem. Quem é o cientista que chamou Ecologia como ciência pela primeira vez? O cientista que chamou Ecologia pela primeira vez foi o Alemão Ernest Heackel em 1869. 19 , Introdução à Ecologia Geral Unidade n°.02-B0036 Tema: Inteirações entre organismos e factores ambientais. Introdução Nesta unidade iremos falar dos factores ambientais que influenciam os seres vivos. Iremos também tratar dos factores bióticos e abióticos. Iremos aprofundar sobre como os factores bióticos e abióticos influenciam nas plantas e nos animais, é claro que eles também influem no ecossistema, ecossistema este que o conjunto dos organismos e ambiente. Por exemplo num terreno de pastagem onde há queimadas existem plantas e animais diferentes de um terreno natural como uma floresta. A pastagem e as queimadas limitam a vegetação e por isso as árvores e os arbustos das pastagens são resistente ao fogo e o capim e as ervas são resistente ao sol forte. Ao contrário, na floresta existem muitas árvores com folhas grandes e o capim e as ervas que têm folhas frágeis porque as árvores garantem uma protecção contra o sol forte e garante também uma humidade elevada 20 , Introdução à Ecologia Geral Os Factores ambientais são elementos que podem influenciar os organismos de uma forma de recta ou indirecta e que podem ser divido em dois (2) grupos: Abióticos e Bióticos. Ao completar esta unidade / lição, você será capaz de: Objectivos Identificar os factores abióticos e bióticos; Explicar a lei do mínimo; Conhecer o conceito tolerância; 2. Interações entre organismos e factores ambientais 2.1 Lei do Mínimo e noção de factores limitantes 2.1.1 Factores ambientais Os factores ambientais podem ser divididos em dois grupos que são factores ambientais abióticos e bióticos . a) Fatores abióticos: Os factores abiótico são aqueles que influenciam os seres vivos (seres que não tem vida.). Dentro de ecossistema, cada organismo depende dos factores abióticos ( seres sem vida), por sua vez pode se dividir em factores físicos e factores químicos. 1 Factoresfísicos são como por exemplo, o sol o tipo de estrutura do solo a chuva, a nuvem, o vento, a temperatura (o clima). 21 , Introdução à Ecologia Geral 2 Factores Químicos são como por exemplo a quantidade de H2O, CO2, O2 e sais minerais no solo e no ar. As plantas no ecossistema, quer as culturas como mandioca e milho, quer as ervas daninhas, depende do sol, dióxido e da água a fim de realizar a fotossíntese. É através de fotossíntese que o ecossistema produz substancia orgânicas que contém a energia química que entra no ecossistema na forma de luz solar. Para a síntese de lipidos e proteínas as plantas verdes precisam também de sais minerais. É por isso que os camponeses devem por adubo na machamba. b) Factores bióticos Os factores bióticos são relações entre os seres vivos. Como por exemplo a competição entre as plantas, relação de predatismo, parasitismo, etc. 2.1.2 Tolerância Todos factores que actuam directamente no organismo e possuem certas limitações. Dentro destas limitações o organismo pode crescer e reproduzir e esta capacidade é conhecida por Tolerância. Neste caso, Tolerância é reacção do organismo na sua variabilidade. “Lei” da tolerância de Shelford. A existência e o sucesso de um organismo depende do integral de complexo de condições. 22 , Introdução à Ecologia Geral A ausência ou insucesso de organismo poder ser provocado pela dificiencia ou excesso qualitativo ou quantitativo relativamente a qualquer dos diversos factores que aproximam os limites de tolerância para esse organismo. Ora vejamos Não apenas a exiguidade de qualquer coisa pode constituir factor limitante como propôs Liebig, mas também o excesso, como no caso de factores como calor, luz, água, eteríssima os organismos têm um máximo e um mínimo ecológico, que representa os limites de tolerância, entre ambos. Alguns autores subsidiariam a “lei” da tolerância enunciando da forma seguinte: 1) Os organismos podem, ter uma amplitude larga de tolerância um factor e uma amplitude para outro. 2) Os organismos com amplitudes largas de tolerância para todos os factores são aqueles que têm mais possibilidades de se encontrarem mais amplamente distribuídos. 3) Verifica-se com frequência que os organismos não vivem na natureza efectivamente nos níveis óptimos em relação a um dado factor físico particular. Em tais casos verifica-se que outro factor ou outros factores tem maior importância. Exemplo de algumas orquídeas tropicais desenvolve-se bem em plena luz do sol do que a sombra com condição de manter fresca, na natureza crescem, porém apenas na sombra uma vez que não podem a tolerar a luz do sol directa. O período de reprodução é usualmente um período crítico durante o qual é mais provável que os factores do ambiente sejam imitantes. Os limetes de tolerância são usualmente mais estreitos para as fases reprodutivas, semente, ovos embriões e 23 , Introdução à Ecologia Geral larvas, do para as plantas e nos animais adultos nas fases somáticas. 2.1.3 Potência Potencia é forma específica com que o organismo reage sob diferentes factores (capacidade de reacção). Significa que cada organismo reage de uma forma um pouco diferente dos outros condicionado por vários factores: idade, sexo, estado fisicamente. Existem três tipos de esteno potência: oligo-estenopotencia , Mesoestenopotencia e poli-estenoponcia. a) oligo estenopotencia- é uma intensuidade baixa de um factor, isto é, o organismo reage com uma intensidade baixa de um factor. Exemplo de oligo- estenopotencia do factor temperatura Clamydomona nivalis ---------0 oC ----40 oC ----optimo crescimento b) Meso-esteno potenciar o organismo reage com baixa e altas intensidades ou melhor reage com uma intensidade normal (óptima) de um factor. Exemplo de meso estenopotencia do factor temperatura. Tritucum sativum (trigo)----18oC---20oC---Óptima colheita. (péssima ) 13oC 27 oC (Péssima) 24 , Introdução à Ecologia Geral c) Poli-estenopotencia –o organismo reage com uma intensidade alta de um factor. Exemplo de poli-estenopotencia do factor temperatura Synechococcus spec------------65C-------75C ----óptimo crescimento. “Lei“ do mínimo de Justus Von Liebig (1840) Para ocorrer e prosperar numa dada situação, um organismo precisa de contar com materiais essenciais ao seu crescimento e a sua reprodução. Estes requisitos básicos variam com a espécie e a situação. Em condições em “estado constantes ou de equilíbrio, o material essencial disponível em quantidade que mais se aproxime do mínimo crítico indispensável tende a ser o material limitante. Esta “lei” do mínimo é menos aplicável sob condições de “estado transitório” quando os quantitativos e se os efeitos de muitos constituintes se alteram rapidamente. A ideia de que um organismo não é mais forte que o elo mais fraco da sua cadeia ecológico de requisito foi expressa claramente pela primeira vez por Justus Leibig em 1840. Liebig foi o pioneiro no estudo do efeito dos vários factores no crescimento das plantas.Verificou, tal como fazem hoje os agricultores, que a produção das culturas era com frequência limitada não por nutriente necessários em quantidades, como o dióxido de carbono e água, uma vez estes encontram-se em abundante na natureza, mas por alguma matéria prima como o boro por exemplo necessários em quantidades pequenas embora muito escassas no solo. O seu enunciado de que” o crescimento de uma planta depende da quantidade da matéria 25 , Introdução à Ecologia Geral alimentar que lhe é facultada em quantidades mínimas “ passou a ser conhecido por “lei” do mínimo de Liebig. Outros autores ampliaram o enunciado incluindo para além de nutrientes outros factores como temperatura e o elemento tempo. A lei do mínimo não é mais que um aspecto de factores limitantes o qual, de sua parte, não é mais de que um control dos organismos pelo ambiente. 2.2. Factores ambientais primários ou ecológicos 2.2.1. Calor. Calor é uma forma de energia que não sofre transformações em muitas outras formas de energia. A energia radiante distribuída na Biosfera não é a mesma para todos os pontos. A forma de terra e sua posição em relação ao sistema solar afectam a distribuição de radiação solar na superfície do nosso planeta, lugares diferentes recebem quantidades diferentes de radiação. Para uma superfície activa a energia necessária é de 4,2J. cm2 ; .min-1 significa que a temperatura influi directa ou indirectamente a todos os processos do organismo. Ao longo de um ano, as regiões próximas do equador recebem mais energia, as regiões polares recebem menos. Isto ocorre devido a dois factores; a) Espessura de camada atmosférica: 26 , Introdução à Ecologia Geral Parte da energia solar é absorvida ao atravessar a atmosfera e quando maior for a espessura da camada atmosférica, maior é a quantidade de energia absorvida. Os raios que incidem verticalmente na superfície terrestre atravessam menos atmosfera que os demais e por isso, as partes da terra onde a luz incide verticalmente recebem mais energia. b)Ângulo de incidência da radiação solar. A radiação solar que não incide verticalmente na superfície terrestre sofre dispersão. Uma lanterna pode ser usada para mostrar isso. Quando sua luz incide verticalmente sobre uma superfície, vemos um círculo brilhante. Se inclinarmos a lanterna, vemos uma superfície oval e ligeiramente mais opaca, isto porque a luz se dispersou em uma área maior A medida que a terragira ao redor do sol a inclinação do seu eixo provoca insolação diferente conforme a latitude. Isto significa que ao meio-dia 21de Junho, a radiação solar incide verticalmente na superfície terrestre até um ângulo de 23º 27º, ao norte do equador (ao longo do trópico de Câncer) e a 21 de Dezembro incide em um ângulo de 23º 27º, ao sul do equador (ao longo do trópico de Capricórnio). O sol nunca está incidindo verticalmente em nenhum ponto ao norte ou ao sul dessas latitudes; nos pólos nunca está a mais de 23º 27, acima do horizonte. 27 , Introdução à Ecologia Geral Assim, a radiação solar recebida pela terra é maior entre os trópicos e decresce rapidamente em direcção aos pólos. http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da%20E cologia%20aula1.pdf A posição da Terra em relação ao Sol influi na intensidade de radiação que chega à Terra. 2.2.2. Luz A Luz está na base do aparecimento da vida à superfície terrestre mesmo que, alguns casos indirectamente. No entanto, há seres vivos com maior ou menor dependência de luz. É o caso de algumas plantas, como as árvores o girassol, etc. que necessitam de muita luminosidade – plantas de sol ou heliófilas. Outros seres, como fetos, preferem locais mais sombrios – são plantas de sombra ou esquiófilas. Este é um dos aspectos de luz que é a sua duração que pode ser um dador do tempo (Zeitgeber). Zeitgeber – dador ou orientador do tempo. 28 , Introdução à Ecologia Geral Esta duração da luz favorece o crescimento, o desenvolvimento, a diferenciação e a orientação dos organismos. 2.2.3. Agua A água é um bem essencial sem o qual a vida é impossível. Apresenta-se na natureza nos estados sólidos, líquidos, e gasoso, e é mobilizada através de um ciclo hidrológico contínuo. Neste caso, os organismos terrestres reagem com base a estas relações das águas (Humidade, gelo, vapor). Os oceanos são a principal fonte de vapor de água para o meio terrestre e é trazido para a terra pelo ar circulante. Por isso, compreender a circulação do ar atmosférico é muito importante para compreender também as condições de temperatura e humidade da terra, e estas, por sua vez, são os dois factores mais importantes para se entender a distribuição dos organismos. A água aquecida evapora-se mais depressa do que a água fria. O ar aquecido contém mais vapor de que água do que o ar frio. Assim, o ar quando passa sobre águas oceânicas aquecidas, absorve muito vapor de água e quando o ar esfria, o vapor de água cai como chuva ou neve. A precipitação pode ocorrer quando o ar passa de uma área oceânica aquecida para uma área terrestre mais fria e o vapor de água pode precipitar-se ao encontrar massa de ar mais fria. 29 , Introdução à Ecologia Geral Um exemplo disso, são as penetrações da massa equatorial continental, no verão provocam fortes aguaceiros, principalmente no sul do Brasil. a) Corrente de ar planetário “El Nino” El Nino – Oscilação sul, constitui um fenómeno de dois componentes: uma da Natureza oceânica, no caso do El Nino, e outra de Natureza atmosférica, representada pela Oscilação Sul. A denominação El Nino remota ao séc. XVIII e foi utilizado pela 1ª vês por pescadores peruanos para designar uma corrente de água quente que surgiu no oceano Pacifico na Costa de América do sul, no final do mês de Dezembro. Em alusão ao natal e ao “ Menino Jesus”, essa corrente de água quente foi chamada de El Nino, expressão Espanhola que significa “Menino”. Para aqueles pescadores o El Nino indicava o final de estação de pesca uma vez que as agua quentes significavam a atenuação de ressurgências de águas frias e ricas em nutrientes do fundo do oceano e, com isso, afastavam os peixes da região. Desde alguns anos, notava-se que essas águas eram mais quentes do que o normal e esses eram os anos de excessos de chuvas em regiões geralmente secas, como do peru e do Equador. Quando o componente atmosférico, os trabalhos do Gilbert Walker, no inicio do séc. XX, demonstraram uma correlação inversa entre a pressão na superfície sobre os oceanos pacíficos e Indico, denominada Oscilação sul: quando a pressão é alta no Oceano pacífico, ela tende a ser baixa no Oceano Indico. Esses 30 , Introdução à Ecologia Geral trabalhos tentavam correlacionar a Oscilação sul com as monções na Índia. b) Classificação das chuvas Nas regiões de baixa pressão chove mais (Equador) e nas regiões de alta pressão chove menos (Regiões Polares). Assim podemos classificar as chuvas em três grupos: Chuvas orográficas (de relevo) Chuvas de Convecção e Chuva das frentes frias. 1º Chuvas orográficas Nestas chuvas, o ar sobe pelas encostas das montanhas. Á medida que vai subindo, arrefece. Este arrefecimento provoca o aumento da humidade relativa podendo atingir o ponto de saturação. E só chove nas vertentes. 2º Chuvas de convecção: Nestas chuvas o ar húmido em é contacto com a superfície muito aquecida, aquece, torna-se mais leve expande-se e sobe. O ar arrefece e satura-se produzindo-se a condensação de vapor de agua. Estas chuvas são bravas e abundantes. 3º Chuvas das frentes frias ou ciclónicas. São produzidas quando há passagem de fontes frias. O encontro de duas massas de ar com temperatura e humidade diferentes, provoca sempre a subida do ar mais quente por ser mais leve, o que resulta o seu arrefecimento e consequentemente a formação de chuvas. 2.3. Factores Químicos. 31 , Introdução à Ecologia Geral Os factores químicos são por exemplo, a quantidade de H2O, CO2, O2 e sais minerais no solo e no ar. A composição destes factores no ar é seguinte: 78,1% de N2 fixação biológica, 108 toneladas por ano; 20,99% de O2 O3, isto é transforma-se em ozono; 0,945% de ar; 0,03% de CO2 entra no processo de fotossíntese. a) Oxigénio. Quanto mais baixa for a temperatura da água, maior será absorção do O2 ou a quantidade de O2. Este é um gás utilizado pelos organismos vegetais e animais no processo da respiração. b) Dióxido de Carbono O dióxido de carbono é um gás solúvel em água por isso, as plantas aquáticas absorvem-no com facilidade. Significa que é um gás utilizado pelas plantas no processo de fotossíntese. A formação de bicarbonato de cálcio esta directamente ligada a actividades biológicas. Ca CO3+H2 CO3 Ca(HCO3)2 O bicarbonato de cálcio representa o CO2 fixado, e em águas calcarias encontramos 1,8 vol. % CO2. Essas águas geralmente são azuis e apresentam vários organismos vegetais, além das águas. c) Água A maior parte da água do nosso planeta situa-se nos oceanos e uma pequena porção nos rios e nos lagos. 32 , Introdução à Ecologia Geral Por isso, existem dois tipos de água: água salgada, com uma alta concentração de NaCl, e água doce, rica em bicarbonato de cálcio – Ca(HCO3)2. As águas continentais podem ser quimicamente muito diferente em relação as oceânicas porque aquelas sofrem muitas mudanças, são menos estáveis, possuem uma temperatura variável e sofrem vários factores ecológicos. b) Solo O solo é o produto da decomposição superficial das rochas que constituem a crosta terrestre. Para os agrónomos, o solo é apenas a camada superficial espalhada pelos sistemas radiculares, que tem uma profundidade de 0,5 a 2 metros. Para o geólogo, o solo é toda a camada superficial da crosta que foi desintegrada e decomposta. Perfil do Solo Os solos evoluídos possuem normalmente várias camadas sobrepostas, designadaspor horizontes. Estas camadas são formadas pela acção simultânea dos processos físicos, químicos e biológicos e distinguir-se entre si através de determinadas propriedades, como por exemplo a cor, a textura e o teor em argila. 33 , Introdução à Ecologia Geral Fonte: http://www.dct.uminho.pt/pnpg/gloss/gifs/perfil.jpg O solo constitui um ecossistema e como tal, é formado por dois tipos de componentes: abióticos (sem vida) e bióticos (com vida). 1º Componentes abióticos do solo A formação do solo esta na dependência de vários factores, dependendo primariamente da rocha-mãe e depois do clima e ainda, esta na dependência de vegetação que influi sobre o tipo de solo. Há uma íntima dependência entre solo e vegetação. A rocha-mãe sofrendo um intemperismo, vai se desintegrando ou se decompondo. Os tipos de intemperismo são: físico, químico e biológico. 34 , Introdução à Ecologia Geral 1) Intemperismo físico: O intemperismo físico provoca normalmente a desintegração do solo e a variação da temperatura provoca dilatação e contracção. Ocorre mais nas regiões secas e frias. 2) Intemperismo químico: Este leva a decomposição da rocha. Pode ocorrer por: - Hidrólise de substâncias; - Dissolução á custa de H2 CO3; - Dissolução á custa de HNO3; - Oxidações dos minerais que formam a rocha; Ocorre mais nas regiões húmidas e quentes: Equador e Trópicos. 3-) Intemperismo biológico Pela penetração das raízes nas fendas das rochas, há pequenas que produzem substâncias ácidas que decompõem a rocha. 2º Composição gosnulometrica ou textura É a composição de rocha quanto ao tamanho de seus grãos. Assim sendo podemos distinguir: 1) Solo arenoso: Quando as partículas são maiores, atingindo um tamanho de 0,02 a 2mm. 2) Solo siltoso: Tamanho entre 0,02 a 0,002mm. 3) Solo argiloso: 35 , Introdução à Ecologia Geral Menor que 0,002mm. 3º Importância do solo O solo é importante sob 3 aspectos fundamentais: 1) Como substrato a fixação: Solos pouco expressos não oferecem condições para fixação: solos muito delgados (litossolo), também não dão boa fixação para a planta pois as raízes são obrigadas a crescerem horizontalmente. Assim como solos de pouca consistência oferecem problemas á fixação. 2) Como reservatório de agua: Quando chove o solo retém parte da água e outra parte e drenada (água de drenagem ou gravitacional) A retenção da água depende de dois processo: absorção e capilaridade. Lixiviáção – é lavagem do solo pela água da chuva, pois esta é rica em iões de H2. chegando a ter contacto com as partículas do solo que possuem nutrientes, a água vai lentamente retirando os catiões nutrientes do solo e substituindo-os pelo H+ o que torna um solo mais pobre em nutrientes e, ainda um solo ácido. Um bom PH para o solo está entre 6 e 6,5 e abaixo desse valor é impróprio para a lavoura. 2) Como fonte de nutrientes O húmus constitui substâncias formadas no solo num processo conhecido por humificação (decomposição incompleta). 36 , Introdução à Ecologia Geral Na huminificação formam-se dois tipos de substâncias: humina ou ácido húmico e lignina que são substâncias que não sofrem a decomposição. O húmus é rico em nutrientes tais como sai de Zn+ K+, Ca+, etc. 4º Componentes bióticos do solo No solo encontramos grandes quantidades de organismos vivos chamados edatonos ou edaphon, como algas, bactérias, fungos, organismos isolados ou associados, vivendo em simbiose, como micorrizas, bacteriorizas, grande quantidade de nomátodos, aracnídeos e anelídeos. 2.4. Factores químicos antropogénicos. O Homem utiliza para a sua sobrevivência grande quantidade de substâncias químicas poluindo as aguas e o solo tais como: detergentes, adubos, pesticidas, insecticidas, hesercidas, nematicidades, metais, etc. A agricultura não se reduz á simples obtenção do produto biológico, nas compostas também a manutenção e o reforço da fertilidade do solo através do recurso a adubos e a pesticidas. Os adubos são necessários para repor no solo os elementos que foram retirados pelas plantas enquanto que os pesticidas são utilizados com o intuito de eliminar determinadas populações animais ou vegetais. E é de salientar que de aplicação dos pesticidas aniquilam organismos nocivos para a prática agrícola e também organismos benéficos, como por exemplo polinizadores. De forma a evitar esta acção indiscriminada dos bicudas (substancias químicas capazes de provocar a morte) e a reduzir 37 , Introdução à Ecologia Geral formas de poluição química começam a instituir-se praticas de combate combates biológicos, por exemplo, a eliminação de pragas de pulgões tem sido levada a cabo por um predador natural destes organismos, as Joaninhas por exemplo. Os pesticidas evidenciam ainda, nomeadamente, não são bio degradáveis e são transmitidos dos níveis trópicos inferiores para os superiores, traduzindo-se num efeito conhecido por bio acumulação. Na agua por, exemplo os detergentes contém fosfatos, o que constitui um óptimo alimentos para as algas que, graças a eles, passam a proliferar rapidamente, cobrindo a superfície dos lagos e dos rios. A espessa camada de algas impede a penetração de luz solar, e as plantas que ficam abaixo da superfície não podem realizar a fotossíntese e morrem. São bem conhecidos os efeitos do D.D.T. (dicloro difenil tricloretano) um insecticida usado para eliminar insecto parasita e hoje o D.D.T. é proibido em todos os países. Existem resíduos industriais acompanhados por metais pesados que também podem provocar uma poluição. 2.5. Factores mecânicos e físicos Hoje novos factores aparecem resultantes do aparecimento, no meio, de resíduos radioactivos dos reactores e explosões nucleares. Essas substâncias voltam para o solo junto com as poeiras e as chuvas, podendo algumas delas virem a serem absorvidas pela vegetação. O consumo dessas plantas pelo homem e outros animais leva a acumulação dessas substâncias 38 , Introdução à Ecologia Geral em órgãos diversos, onde poderão vir a desencadear perturbações graves. Um outro factor (factor térmico) consiste fundamentalmente, na elevação da temperatura da água ocasionada pelo lançamento de águas de refrigeração de máquinas utilizadas em muitas indústrias. As próprias centrais atómicas despejam águas quentes utilizada na refrigeração de reactores. O aquecimento da água faz diminuir a quantidade de gases dissolvidos como por exemplo o O2 e o CO2. Quando parte da fauna e flora nomeadamente seres aeróbicos muito sensíveis a essas mudanças de concentração, podem morrer. Nos factores físicos, há ainda a considerar o factor mecânico resultante do lançamento de detritos sólidos como resíduos das serrações e das minas que pode dificultar a penetração dos raios solares, por esse motivo determina a diminuição da flora fotossintética e também a da quantidade de O2 dissolvido na agua, resultando dai a morte de inúmeros animais. As queimadas são outros factores que provocam destruição dos vegetais. Estas queimadas podem ser provocadas pelo homem ou pelo calor e raios solares (queimadas naturais). Existem dois tipos de queimadas: queimadas frias e queimadas quentes. 1º Queimadas frias: Estas queimadas realizam-se quando o solo é húmido, principalmente de manhã ou num dia com pouco vento e pouco material orgânico. 2º Queimadas quentes: 39 , Introdução à Ecologia Geral Estas queimadas realizam-se quando o solo é seco, principalmente ao meio-dia ou na época seca e quando há muito vento e muito material orgânico.As queimadas frias são mais vantajosas porque em relação as quentes porque as primeiras conservam as raízes e húmus enquanto que as ultimas queimam tudo, incluindo raízes e húmus. Significa que um solo fértil torna-se num solo árido e o pasto demora a rebentar. Sumário Sobre a inteiração entre organismos e os ambientais, é importante referir que desde muito tempo os estudiosos se preocuparam em saber do crescimento óptimo dos organismos. Conhecer a tolerância e a potencia dos organismos, factores pelos quais os organismos toleram uma certa situação de stress e a capacidade de reagir diferentes variações ambientais. Portanto uma espécie tem a sua forma de reagir as variações do ambiente e o seu sua capacidade de tolerar as variações do ambiente. Exercícios 1- Anuncie a lei do mínimo. 2- Fale dos factores abióticos e bióticos. 3- Como que os factores mecânicos prejudicam os animais aquáticos? 4- Sobre água, explique o fenómeno de precipitação. 40 , Introdução à Ecologia Geral NB: resolver e entregar todos os exercícios. Autoavaliação O que pode se entender por lixiviáção Lixiviáção – é lavagem do solo pela água da chuva, pois esta é rica em iões de H2. Chegando a ter contacto com as partículas do solo que possuem nutrientes, a água vai lentamente retirando os catiões nutrientes do solo e substituindo-os pelo H+ o que torna um solo mais pobre em nutrientes e, ainda um solo ácido. Um bom PH para o solo está entre 6 e 6,5 e abaixo desse valor é impróprio para a lavoura. 41 , Introdução à Ecologia Geral Unidade n°.03-B0036 Tema: Interações entre os organismos Introdução Caro estudante, nesta unidade vamos falar sobre a interaçao entre os organismos e vão se abordar as várias formas de inteiração tais como: associação, colónia, canibalismo, predatismo, Parasitismo, comensalismo e amensalimo e outro. Ainda abordaremos sobre as relações inter e intra-especificas dos organismos. Ao completar esta unidade / lição, você será capaz de: Objectivos Conhecer as Inteirações entre os organismos; Diferenciar as relações intra-especificas da enterespecífica Conhecer as características típicas de uma sociedade 3. Interações entre os organismos. O funcionamento de uma comunidade depende das diversas relações entre os organismos que a compõem. Uma abelha, por exemplo, depende do néctar para se alimentar, mas a própria planta passa a depender de abelha para o transporte de grão de pólen para a reprodução. As inteirações entre os organismos é muitas vezes de natureza alimentar, mas também 42 , Introdução à Ecologia Geral podem se relacionar com o abrigo, protecção, reprodução, dispersão, etc. As interações podem ocorrer entre seres: -da mesma espécie – relações intra-espécificas ou homóticas; -de espécies diferentes-relações enterespecíficas ou heterospécificas. Todas essas relações são comumente classificadas em: Positivas ou harmónicas – quando não há prejuizo para nenhumas das espécie ou nenhum indivíduos associados. -Negativa ou desarmoniosa – quando pelo menos um dos indivíduos é prejudicado na associação, ou seja quando pelo menos uma espécie tem poucas chances de sobrevivência ou acesso reprodutivo (medido pelo numero médio de filhotes). -Neutralismo-quando duas ou mais espécies vivem no mesmo habitat sem que uma seja afectada por outra.Podemos esquematizar as associações que serão estudadas nesta unidade da seguinte maneira. - Intra-especificas -Sociedade -Colónia Relações harmónicas - Mutualismo -Inter especifica -Comensalismo -Protocoopração . - Canibalismo -Entra-específica -Competição inter especifica - Competição entra especifica Relações-desarmonicas . - Amensalismo -Inter específica - parasitismo Predatismo 43 , Introdução à Ecologia Geral - Predatismo 3.1 Sociedade São vários casos de indivíduo da mesma espécie vivem agrupados provisoriamente, para obter alguma vantagem. Muitas aves se reúnem em locais de reprodução o que facilita o encontro de machos e fêmea, assim como a protecção da prole. Estes agrupamentos chamam-se reuniões ou bandos, são instáveis e podem se desfazer quando as condições que os agrupam deixam de existirem. O viver em grupo oferece muitas vantagens aos animais, deixa os mais unidos. Este agrupamento chama se sociedades. As sociedades caracterizam-se por divisão de trabalho e por uma grande solidariedade dos seus membros, sendo comum, entre os insectos sociais, gorilas e própria espécie humana. Entre os insectos as formigam, as espécies de abelhas o nível de divisão de trabalho é maior. Por exemplo, várias espécies de abelhas formam sociedades altamente organizadas. http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da%20Eco logia%20aula1.pdf 44 , Introdução à Ecologia Geral A população de uma colméia: rainha, operárias e zangões Nas abelhas têm os chamados operários que são fêmeas estéreis com o aparelho reprodutivo atrofiado. As operárias são as únicas que possuem aparelho bucal e patas especializadas para a colheita do pólen. Elas são encarregues em colher o néctar das flores, alimenta as larvas e produzir a cera para a colmeia, a consecução e limpeza da colmeia também está a sua responsabilidade. A rainha, a única fêmea fértil na colmeia, tem a função é ser fecundada e botar ovos. O zangão, os machos da colmeia fecunda a fêmea, logo depois de fecundar a fêmea perde a generaliza e morre, mas antes de morrer até o dia da fecundação os zangões são alimentados pelas operárias. 45 , Introdução à Ecologia Geral 33. Colónias Colónia é uma associação formado por protozoários, em algas e invertebrados inferiores, em que o sistemas nervoso inexistente ou pouco desenvolvido neles. Nestes seres portanto não tem grande capacidade de criar fortes “amizades” entre os membros de uma espécie, como ocorre nas sociedades. Mesmo assim as vantagens da vida podem ser conseguidas através da união anatómica dos organismos, formam-se assim colónias. E mutualismo é outro tipo de associação em que espécies deferentes estão intimamente associados, vivendo um no corpo do outro e realizando trocas de alimentoe de produtos do metabolismo que beneficiam a ambos. Em protozoários, em algas e invertebrados inferiores o sistemas nervoso inexistente ou pouco desenvolvido. Nestes seres portanto não tem grande capacidade de criar fortes “amizades” entre os membros de uma espécie, como ocorre nas sociedades. Mesmo assim as vantagens da vida podem ser conseguidas através da união anatómica dos organismos, formam-se assim colónias. As colónias podem ser de dois tipos: Homotípicas ou homeomórficas – não há diferenças morfológicas entre os seus membros nem divisão de trabalho; Heterotipicas ou heteromóficas-há diferencia e divisão de trabalho entre os indivíduos. Um exemplo típico de homeomorfica ocorre em protozoários, alga e corais. 46 , Introdução à Ecologia Geral Nesses casos como todos os indivíduos são iguais, todos realizam o mesmo trabalho. Isto não acontece com alguns cnidários como a caravela. Suas colónias (heteromórficas) são formadas por indivíduos com formas e indivíduos diferentes e funções diferentes. Há indivíduos especializado na reprodução, na nutrição, na defesa e no ataque. Todos estão interligados e suspenso na água por uma bolsa de gás. Entre outros cnidarios como obelia também existe a formação de colónias com indivíduos especializados. 3.4 Mutualismo Na natureza, há casos em que dois seres, mesmo sendo de espécies diferentes estão intimamente associados, vivendo um no corpo do outro e realizando trocas de alimento e de produtos do metabolismo que beneficiam a ambos. A dependência entre os dois seres é tamanha que vivendo em separado, se tornaria muito difícil ou mesmo impossível. Esse tipo de associação entre espécies diferente, com benefício, mútuos e grande interdependência, é chamado mutualismo ou mutualismo obrigatório. Alguns autores também denominam esta associação de simbiose, outros porém, utilizam esse termo no seu sentido etimológico original (sim=junto; bio= vida), para indicar qualquer associação e permanente harmónica ou desarmónico entre organismo, comensalismo, etc. 47 , Introdução à Ecologia Geral a) Leguminosas e bactérias Certas bactérias vivem no interior das raízes das leguminosas fornecendo-lhes o nitrogénio que será utilizado na produção de proteínas. Pesquisas recentes indicam que as leguminosas são capazes de produzir as hemoglobinas e que possivelmente este é o principal produto fornecido pelas bactérias. Essa bactérias são sensíveis ao oxigénio livre da atmosfera que, por ser altamente oxidante que podendo destruir as enzimas que fixam o nitrogénio, a hemoglobina tem então a função de absorver o oxigénio porotegendo bactéria e suas enzimas. Além disso, o oxigénio já na forma combinada poder ser usada para a respiração pelas bactérias, aumentando a sua eficiência energética. b) Algas e fungos: líquen A associação entre certos fungos e algas clorofilinas cianobactérias costuma ser tão íntima que ambos formam um novo tipo de organismo: Líquen. A alga, sendo autocrática, fornece ao fungo parte orgânica que produz, recebendo por sua vez protecção, humidade e sais minerais absorvidos pelos fungos. Estes dois seres formam assim um pequeno ecossistema, em que alga é produtor e o fungo é consumidor e de compositor. Essa troca de favores dá ao líquen uma extraordinária auto- suficiência, que lhe permite viver em variados lugares. Ele pode ser encontrado sobre tronco de árvores, sobre pedras, nas montanhas e até no gelo. 48 , Introdução à Ecologia Geral Indicador da poluição-Líquen Apesar de serem resistentes `as variações de temperatura, os líquidos são muitos sensíveis a poluição do ar, funcionado como verdadeiros sinais de alerte da poluição: Indicadores da poluição atmosférica ao serem analisados. Por não terem raízes e folhas, estruturas que os vegetais funcionam como filtro contra poluição. Os líquenes absorvem os polui ente por toda a superfície, onde decorrem as trocas de água e sais minerais. A figura ilustra associação de fungo e algas (líquen). Fonte da fig.: molbiol.ru/pictures/82126.html 3.5 Canibalismo Canibalismo, é quando um animal mata e devora outro animal da mesma espécie. Entre alguns insectos, por exemplo os animais mais fracos ou doentes pelos sadios. Entre a algumas aranhas, a fêmea devora o macho apôs o acto sexual. Na história da humanidade, os canibais mais conhecidos são os astecas que sacrificavam e comiam os guerreiros prisioneiros de guerra de outras tribos. O canibalismo perante a lei é crime e o canibal praticante pode ser processado por mutilação e 49 , Introdução à Ecologia Geral profanação de cadáver, além de desrespeitar o ser humano. Armin Meiwes também conhecido como “o canibal de Rotenburg” era um alemão que usava a internet para procurar jovens a fim de esquartejá-los e comê-los. O caso que chocou todo o mundo e foi o de Bernd Jurgen Armando Brandes que era sadomasoquista. Bernd entrou em contato com Armin e combinaram que Armin cortaria o corpo de Bernd e o mataria em seguida. A primeira parte a ser cortada foi o pênis, Bernd ainda vivo participou dos preparativos do prato e em seguida ajudou Armin a comer seu próprio órgão. Obcecado pela dor, Bernd queria que Armin arrancasse seu pénis a dentada, mas Armin preferiu tirar o órgão usando uma faca. Bernd perdeu a consciência e então Armin o esfaqueou no pescoço e o pendurou com um gancho de açougueiro e então começou a cortálo. Segundo informações, o corpo de Bernd foi mantido refrigerado por meses e servido diariamente nas refeições de Armin. Quando o corpo de Bernd acabou, Armin colocou um novo anúncio na internet, mas foi preso pela polícia. 3.6 Protocooperação Em muitos casos, indivíduos de espécies diferentes obtém benefícios mútuos sem que haja grandes dependências entre eles. Isto é contrariamente em que ocorre no mutualismo, os indivíduos podem sobreviver quando isolados, esta associação é chamada protocooperação, cooperação ou mutualismo facultativo, alguns autores usam mutualismo em sentido amplo, significando qualquer associação em que os dois organismos sejam beneficiados. 50 , Introdução à Ecologia Geral Outro exemplo é do boi e do Anum, pois é comum a cena nas pastagens: bois pastando e sobre estes, pássaros negros, como se estivessem pastando sobre o boi. Os bois e vacas são comumente atacados por parasitas externos (ectoparasitas), pequenos artrópodes conhecidos vulgarmente por carrapatos. E o anum preto (Crotophaga ani) tem como refeição predileta estes pequenos parasitas. A relação é benéfica para ambos (o boi se livra do parasita e o anum se alimenta). Ver a figura abaixa. Fenómeno de Protocooperação, o boi livrando-se de carraças e aos aves alimentando – se de carraças. Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/relacoesecologicas2.php Exemplo2: Pulgas e formigas Algumas formigas cuidam de pulgões como um pastor cuida o seu rebanho. Os pulgões alimentam se de seiva das árvores e elimina o excesso da comida pelos ânus na forma de liquido açucarado e as formigas aproximam e sugam aquele secreção. Esta associação chama-se sinfilia. Os pulgões também são beneficiados, as formigas os protegem dos seus inimigos naturais, como joaninha. 51 , Introdução à Ecologia Geral 3.6 Comensalismo Quando duas espécies se associam com benefício apenas para uma delas e sem causar prejuízos dizemos que há comensalismo. Nos mais casos clássicos de comensalismo, uma espécie usa os restos alimentares de outra espécie. No entanto, pode-se considerarcomensalismo qualquer tipo de benefício recebido. Assim, consideramos comensalismo: transporte de espécie por outra (foresia); o uso de outra espécie como abrigo (inquilinismo), o uso de uma espécie como suporte para a fixação de uma planta (epifitismo) ou de um animal (ezoismo). Exemplo1: rêmora e tubarão Exemplo clássico de comensalismo é o caso da rêmora ou peixe – piolho que se prende ao corpo do tubarão por meio de uma nadadeira dorsal transformada por uma ventosa de fixação. Além de obter comida, a rêmora consegue um meio de transporte. Outros exemplos desse tipo de relação ao peixe-piloto, que acompanha o tubarão, muitas vezes aproveitam restos alimentares desse predador, a hiena que se alimenta de resto da comida de leão. 3.8 Competição Intra-espécica. Todo ser vivo compete com outros por alimento e energia. Entre os vegetais a competição se dá principalmente por luz, 52 , Introdução à Ecologia Geral água e sais minerais. Entre os animais, a competição é mais variada na luta por matéria orgânica (alimento), espaço vital, posse da fêmea defesa por prole etc. A competição intra- especifica, por sua vez tem como consequência o controle do tamanho da população porque se dá de indivíduos da mesma espécie. Em aves e mamíferos, por exemplo, é comuns indivíduos estabelecer pelo menos durante a época reprodutivas, uma região ou um território em que não permite a entrada de estranhos. Exemplo 1: combate entre dois machos por posse de uma fêmea ou território. Muitas vezes não a verdadeira luta: cada um apenas ‘exibe’ a sua força ou suas armas. O território pode ser demarcado de várias maneiras. Entre os lobos e os coelhos, a urina as vezes possuem substâncias com o cheiro característico do grupo. Entre os insectos, ocorre também um mecanismo semelhante, através de substâncias odoríferas (feromônios). Da mesma forma, o canto de muitos pássaros é justamente um aviso de que aquela região já tem “dono”. Esse comportamento dos animais demarcar e defender um espaço ocupado chamado territorialidade. A luta para ocupar e defender um espaço vital impede a reprodução de indivíduos excedentes, consistindo assim num importante factor de selecção natural. Favorece os indivíduos mais adaptados e elimina ou causa emigração dos menos adaptados. 53 , Introdução à Ecologia Geral Finalmente, na competição ambos os indivíduos são prejudicados: durante e enquanto durar a competição, cada individuo reduz os recursos que o outro poderia utilizar além disso, mesmo que um dos indivíduos vença a competição, seria mais vantajoso se ele não precisasse lutar pelo recurso, economizando tempo e energia. 3.9 Competição inter específica Quando duas espécies diferentes vivendo na mesma área usam o mesmo tipo de alimento ou disputam algum recurso, estabelece-se uma competição que pode eliminar uma das espécies da comunidade. Isto foi comprovado em laboratórios pelo cientista russo G. F. Gause, em 1934, como veremos a seguir. 3.10 O princípio da exclusão competitiva Gause estudou o efeito da competição inter específica, utilizando duas espécies de paramécias: o Paramecim aurélia e o Paramecium caudatum. Criadas separadamente e com alimentos suficiente, estes protozoários em geral crescem até um nível que aparentemente equivale ao limite da capacidade de sustentação do ambiente. No experimento de gause, as duas espécies foram cultivadas juntas, com suprimento de alimento constante. O Peramecium caudatum, maior e de produção mais lenta, declinava até se extinguir, enquanto o Paramecium aurélia continuava a crescer até se estabilizar. 54 , Introdução à Ecologia Geral Gause concluiu que duas ou mais espécies que competem pelo mesmo recurso ambiental não podem coexistir no mesmo lugar. Uma delas é mais eficiente na conquista desse recurso e se reproduz mais rapidamente, enquanto a outra é eliminada pela competição. Esse princípio ficou conhecido como competitiva ou princípio de Gause. Outra maneira de formular o princípio de Gause consiste em dizer que duas espécies não ocupam o mesmo nicho por muito tempo, pois a competição será tão grande que apenas uma das duas mais se adaptará e sobreviverá. A outra é eliminada ou tem que emigrar para outro habitar ou se adaptar a um novo nicho. Como vimos anteriormente o nicho de uma espécie é a soma total de suas actividades: que tipo de recursos alimentares usa para sua sobrevivência, como os usa, a que horas do dia são activa, como se reproduz, etc. por isso, duas espécies diferentes dificilmente terão o mesmo nicho. Mas podemos dizer que, quanto mais parecidos forem seus nichos, mais intensa será a competição 3.12 Amensalismo No amensalismo, uma espécie é prejudicada sem que a outra seja prejudicada. O caso mais comum é o da destruição de plantas, insectos e pequenos animais do solo esmagados pela passagem de animais grandes – uma manada de búfalos ou de elefantes, por exemplo. Outro caso de amensalismo ocorre durante o fenómeno da maré vermelha, que é a proliferação excessiva de certas espécies de algas unicelulares (do grupo dos dinoflagelados), conferindo uma coloração avermelhada há água. Essas algas produzem toxinas capazes de provocar a morte de peixes que 55 , Introdução à Ecologia Geral as ingerem ou que alimentam dos zooplânctones (a toxina se concentra ao longo da cadeia alimentar). Esse fenómeno costuma acontecer durante a primavera e o verão, quando a proliferação das algas é muito maior que seu consumo pelo zooplâncton, ou então quando o ecossistema aquático recebe um excesso de nutrientes (como veremos adiante). Alguns autores consideram como exemplo de amensalismo a produção de antibióticos por certos fungos. Os antibióticos inibem o crescimento das bactérias, facto que tem sido amplamente empregado em medicina no combate as infecções. Nesse caso o fenómeno pode ser chamado também de antibiose. No entanto outros autores acreditam que o fungo se beneficia com a produção do antibiótico, por inibir o crescimento de espécies que poderiam competir pelos mesmos recursos utilizados por eles. Nesse caso, a antibiose não poderia ser considerada como um exemplo de amensalismo e sim como uma associação á parte, na qual o fungo lucraria com o prejuízo causado á outra espécie. 3.13. Predatismo Nesse tipo de relação, um organismo chamado predador mata outro, a presa para se alimentar. O predatismo é um fenómeno bastante frequente na natureza. Um caso bem conhecido ocorre entre mamíferos carnívoros (predadores) mamíferos herbívoros (presas). Assim como a selecção natural favorece o predador mais eficiente, ela também favorece os 56 , Introdução à Ecologia Geral seres vivos que desenvolvem mecanismo de defesa contra os predadores, como mostra a figura: Fonte:http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/relacoesecologicas2.php. Consumidor primário sendo predado por um consumidor carnívoro, topo de cadeia alimentar, e sua prole. a) As defesas dos vegetais Alguns vegetais, como os cactos, são providos de espinhos, dificultando que o seu corpo seja atacado por animais herbívoros. Esses espinhos mantêm as reservas internas de água, muitos cobiçados pelos animais das regiões secas. Outros vegetais produzem substâncias tóxicas contra os herbívoros. A dedaleira (género digitais), por exemplo, reproduz um alcalóide, a digitalina, que chega a causar ataques cardíacos. A espirradeira produz uma substância semelhante a digitalina e a ingestão de uma única folha pode matar um homem.Muitas dessas substâncias são utilizadas pelo homem como medicamentos. É o caso da quinina, usada contra a 57 , Introdução à Ecologia Geral malária, ou da digitalina, empregadas em medicamentos para o coração. Muitas dessas substâncias têm sabor desagradável, por isso, nas plantas utilizadas pelo homem, foi feita uma selecção artificial, perpetuando-se mutantes desprovidos de tais substâncias. Com isso, esses vegetais passaram a ficar sensíveis a uma série de predadores e pragas. b) As defesas dos animais. Os dentes caninos bem desenvolvidos dos animais carnívoros, o veneno da cobra e até mesmo o uso de armas pelo homem são apenas alguns exemplos de uma infinidade de recursos que os predadores possuem para facilitar a captura da presa. Do mesmo modo, a corrida do cavalo ou da zebra, o chifre do rinoceronte ou as presas do elefante, os espinhos dos ouriços ou a carapaça da tartaruga são defesas das presas contra seus predadores. Muitos artrópodes produzem secreções irritantes contra seus predadores, como é o caso de besouro – bombardeio, que lança pelo abdómen um liquido ácido e quente (quase 100ºC). Há, em fim, uma grande variedade de artifício usados pelas presas e predadores. Mas três desses artifícios, devido a sua importância ecológica, merecem ser vistos mais detalhadamente: a camuflagem a coloração de advertências e o mimetismo. 3.14 Camuflagem caso em que o animal se confunde, no aspecto ou na cor com o ambiente em que vive. Para a presa, a camuflagem serve de defesa, pois a ajuda de se defender de 58 , Introdução à Ecologia Geral predador. No caso de predador, serve para facilitar a sua aproximação até que se dê o ataque. Novamente contamos com uma infinidade de exemplos espalhados pelo reino animal, como: o urso polar que se confunde com a neve; o leão, com o capim seco; os pássaros de cor verde com a vegetação. O fenómeno da camuflagem atinge alto grau de aperfeiçoamento nos insectos, entre os quais podemos ver impressionantes imitações de folhas, galhos de árvores espinhos etc. Alguns animais, como o camaleão, aprimoraram a arte da camuflagem a ponto de mudar de cor. Isso é feito com o auxílio dos cromatóforos, certas células da pele que contém pigmentos e que se podem contrair ou distender de forma a mudar a tonalidade da pele. - Coloração de advertências. É a maneira que presa através dos seus aspectos ou cor, adverte o predador de que possui defesas. Essas defesas podem ser as secreções irritantes ou certos tipos de veneno. Mesmo possuindo defesas como essas, o animal não está totalmente seguro se não possuir a coloração de advertências. Isto porque os predadores só “aprendem” que essas defesas existem, e passam a evitar esses animais. As cores vivas facilitam a aprendizagem do predador, que reconhece mais facilmente as presas que não podem ser comidas: basta apenas um encontro para predador passar a evitar o animal. 3.15 Mimetismo Ocorre quando os indivíduos de uma espécie assemelham-se aos de outra, obtendo alguma vantagem com 59 , Introdução à Ecologia Geral a semelhança (mimesis = imitação). Alguns autores usam o termo mimetismo também para os casos de camuflagem. Existem animais, por exemplo, que não tem gosto ruim, não eliminam substâncias irritantes nem são venenosas, mas apresentam a forma ou a cor daqueles que têm essas defesas. Através desses artifícios, o animal é poupado, pois engana o predador que já teve experiências desagradáveis com o modelo copiado. Esse tipo de mimetismo é chamado mimetismo batesiano, em homenagem a seu descobridor, o naturalista inglês Henry Bates. Já o mimetismo mulleriano ocorre quando várias espécies, todas venenosas ou de gosto ruim para o predador, evoluem e passam a apresentar a mesma aparência. Com isso, uma espécie e beneficiada pela experiência desagradável que o predador teve com outra espécie. O fenómeno foi descrito pelo zoólogo alemão Fritz Muller (1831 – 1897), dai o nome desse tipo de mimetismo. 3.15 Parasitismo Muitos organismos instalam-se no corpo de outros seres para deles extrair alimentos. Esses organismos são chamados parasitas, e os seres que lhes servem de alimento e moradia são conhecidos como hospedeiros. Apesar de não causar a morte, pelo menos imediata, de seu hospedeiro, o parasita o enfraquece e prejudica suas funções orgânicas, sendo responsável por várias doenças. Ex.: piolho um parasita do ser humano. 60 , Introdução à Ecologia Geral http://www.rc.unesp.br/ib/biologia/ebpa/arquivos/art%20marin/Aspectos%20gerais%20da%2 0Ecologia%20aula1.pdf Piolho como um exemplo de um parasita humano. Como citamos, o exemplo do piolho, que vive como parasita no couro cabeludo de seres humanos e animais domésticos. Eles retiram do seu hospedeiro o sangue, alimento fundamental para a sua sobrevivência. Outro exemplo bem conhecido é a ténia, que vive no sistema digestório dos seres humanos. Os parasitas podem ser classificados da seguinte forma: Parasitas Completos: vivem no hospedeiro durante a vida toda. Parasitas Incompletos: vivem no hospedeiro durante um certo período da vida. Endoparasitas: vivem na parte interna do hospedeiro. Exemplos: tênias, vermes e alguns microorganismos. Ectoparasitas: vivem na parte externa do animal ou planta. Exemplos: fungos, piolhos, pulgas e carraças. Lombriga (Ascaris lumbricoides) e mosquito são outros exemplos de parasitismo. Encontramos representantes de parasitas nos mais variados grupos de organismos, como vírus, bactérias, protozoários, fungos, vermes, insecto e até mesmo alguns vegetais. 61 , Introdução à Ecologia Geral O cipó-chumbo, por exemplo, é uma planta sem clorofila, que obtêm seu alimento retirando de outro vegetal a seiva elaborada, isso é, as substâncias orgânicas fabricadas nas fotossínteses. Já a erva-de-passarinho é uma planta clorofilada, capaz de realizar fotossínteses. Mas, para isso, absorve de outros vegetais a seiva bruta (água e sais minerais retirados do solo). Dizemos, por isso, que essa planta é uma bemiparasita (bemi = pela metade), enquanto o cipó-chumbo é chamado, por comparação, bolo parasita (bolo = interno). Outra forma de parasitismo ocorre com os cucos-pássaros que depositam os ovos no ninho de outras espécies para que esta os crie. Os ovos dos cucos são, na maioria das espécies muitos parecidos com os ovos da espécie hospedeira, mas, a medida que se desenvolve, o filhote torna-se diferente, mesmo assim, continua a receber alimento da sua “mãe adoptiva”. Adaptação dos parasitas A adaptação de parasita depende de uma série de adaptações tais como órgãos de fixação, (ventosas e espinhos) e grandes capacidades de reprodução. Esta característica compensa a alta taxa de mortalidade que ocorre principalmente quando o parasita passa do corpo do hospedeiro para outro. Além disso, muitos parasitas são hermafroditas ou se reproduzem assexuadamente, contornando situações em que é difícil o encontro de dois parceiros sexuais. As características que não conferem nenhuma vantagem ao parasita geralmente estão atrofiadas: os órgãos dos 62 , Introdução à Ecologia Geral sentidos, os sistemas de locomoção e o aparelho digestivo são rudimentares ou até mesmo estão ausentes. Resumo O quadro a seguir resume as diversas relações estudadas. O sinal “+” indica benefício: “-“ prejuízo e “0” nenhum efeito. Sociedade – grupo de indivíduos que cooperam entre si (+/+). Ex:: insectos sociais. Sociedade – grupo de indivíduos que cooperam entre si (+/+). Ex:: insectos sociais Relações
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