Aula 9 - Ecologia e Ecossistemas

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Dr. Cleto Kaveski Peres 
 
Desenvolvimento Rural e Segurança Alimentar - 
UNILA 
 Ecologia 
 Def.: (grego) ⇨ Oikos = casa, Logos = estudo 
 
 Estudo do “ambiente da casa”, a qual inclui todos 
os organismos contidos nela e todos os processos 
funcionais que a tornam “habitável” 
 É o estudo do “lugar onde se vive” com ênfase 
sobre a “totalidade ou padrão de relações entre os 
organismos e seu ambiente” 
 
 Onde estão os organismos? 
 
 Quantos indivíduos ocorrem? 
 
 Por que eles estão ou não estão lá? 
Biosfera 
processo 
global 
Ecossistema 
Fluxo de Energia 
Ciclo de Nutrientes Comunidade 
Interação entre 
populações 
População 
Dinâmica de 
populações 
 
Organismo 
Reprodução e 
sobrevivência 
Unidade da Evolução 
Unidade da seleção natural 
Propriedades Emergentes 
 
Propriedades Coletivas 
 Unidade mais fundamental da ecologia 
 Nenhuma unidade menor na biologia (órgão, 
célula ou molécula) tem uma vida separada no 
ambiente (exceto organismos unicelulares) 
 Neste nível os estudos ecológicos enfatizam a 
adaptação dos organismos aos seus ambientes 
 Questão recorrente é: como a forma, a fisiologia e 
o comportamento de um indivíduo o ajuda a 
sobreviver no ambiente? 
 
 Ecologia comportamental 
 Fundamentado na avaliação do custo-benefício 
 Todo animal tem apenas uma quantidade limitada de 
tempo e E para realizar suas atividades ⇨ não realizam 
comportamentos se o custo total for maior que a soma 
dos benefícios 
 Não é consciente ⇨ moldado pela seleção natural em 
muitas gerações 
 
 Animais fazem “Trade-offs”: 
 Ex.: forrageamento vs reprodução 
 
 Teoria do forrageamento ótimo 
 Quanto tempo procurar o alimento antes de mudar 
de lugar? 
 Quando existem muitas presas, quais capturar e 
quais ignorar? 
 Tamanho, valor nutricional, palatabilidade, 
riscos… 
 Táticas de acasalamento 
 Conjunto de escolhas: 
 Escolha de um parceiro da mesma espécie 
 Decisões adicionais ⇨ recursos que ele controla: 
alimento, locais de nidificação, áreas de fuga… 
 Abundância de espermatozóides e escassez de 
óvulos ⇨ determina o comportamento de 
acasalamento! 
 Óvulo tem custo de produção caro ⇨ portanto: 
 Fêmeas escolhem!! 
 Machos tendem a aumentar o sucesso reprodutivo 
acasalando com muitas fêmeas! Como fazem isso? 
 Métodos para atração das parceiras ⇨ defesa de 
territórios com alimento, locais de nidificação, etc. 
 
 
 Tipos de atos sociais 
 
Cooperativo 
(+/+) 
 
Egoísta 
(+/-) 
 
Altruísta 
(-/+) 
 
Maléfico 
(-/-) 
Como pode evoluir o altruísmo por seleção natural? 
+ = benefícios 
- = custos 
Termos não denotam 
motivação consciente! 
Muito raro na 
natureza! 
 Populações: são potencialmente imortais (mortes 
e nascimentos), exceto em caso de extinção 
 A abordagem no estudo de população se preocupa 
com o número de indivíduos e suas variações 
através do tempo e do espaço, incluindo mudanças 
evolutivas dentro das populações 
 Por que uma espécie é comum ou rara? 
 O que determina os limites de distribuição 
geográfica de uma espécie 
 Taxa de crescimento e capacidade de suporte 
Esgotamento do 
suprimento 
alimentar, aumento 
de predadores ou 
de doenças 
 Tipos de interações entre espécies: 
 Competição – dois organismos mutuamente 
prejudicam-se (p.ex. usam os mesmos recursos 
limitados) 
 Predação ou Parasitismo – benefício para um mas 
prejuízo para outro 
 Mutualismo – ambos se beneficiam 
 Comensalismo – uma é beneficiado e o outro não é 
afetado 
 Amensalismo – um é prejudicado e o outro não é 
afetado 
 
 Ecossistema: 
 Def.: “Qualquer unidade abrangendo todos os 
organismos que funcionam em conjunto em uma 
determinada área de espaço físico e que interajam 
com o ambiente com fluxos de energia que 
produzem estruturas bióticas definidas e ciclagem 
de materiais entre as partes vivas e não vivas” 
 Modelo de Ecossistema 
 Modelo do Fluxo de Energia Segundo ODUM 
 
 A cada elo na cadeia alimentar parte da energia se 
torna indisponível 
 
 Pirâmides de Energia 
 Biomas mundiais 
 Padrões de distribuição de espécies 
 É um conjunto de ecossistemas terrestres com 
vegetação característica e fisionomia típica, onde 
predomina certo tipo de clima 
 Regiões da Terra com latitudes coincidentes, em 
que prevalecem condições climáticas parecidas, 
apresentam ecossistemas semelhantes e mesmos 
tipos de bioma 
 Tundra 
 Floresta Boreal ou Taiga 
 Fl. Temperada Decídua 
 Pradaria Temperada 
 Deserto Frio 
 Deserto Quente 
 Mediterrâneo 
 Savana Tropical 
 Fl. Tropical Decídua 
 Fl. Tropical Perenifólia 
 Ciclos dos materiais nos ecossistemas 
 Ciclagem de Nutrientes 
 
 Ciclos Biogeoquímicos 
 Ciclagem de nutrientes 
 
 
 Fluxo de energia vs Ciclagem de nutrientes 
 
 
 Compartimento de 
Ciclagem 
 
 Compartimento 
Reservatório 
 Transformação dos nutrientes 
 
 Oxidação vs Redução 
 
 Processos assimilativos 
 
 Processos desassimilativos 
 
Modelagem a partir de série de compartimentos 
Modelo geral de compartimento do 
ciclo dos elementos nos ecosistemas 
Ciclo da água 
 Modelo de reciclagem dos elementos 
 Direção do movimento nos ecossistemas: 
 Evaporação 
 Transpiração 
 Precipitação 
 Energia ⇨ luz (separação das moléculas) 
 Atmosfera ⇨ capacidade limitada de retenção de 
vapor 
 Nos solos 2600 anos 
 Relacionado ao fluxo de energia 
 Energia do sol ⇨ força motriz 
 Complexo 
 Três classes de processos: 
 Reações assimilativas e desassimilativas 
 Tempo médio em moléculas biológicas: 31 anos 
 Troca de CO2 entre atmosfera e oceanos 
 Sedimentação de carbonatos (reações) 
 Fonte ⇨ N2 na atmosfera 
 Não ocorre em rochas 
 Muitas formas oxidadas e reduzidas 
 Três processos: 
 Amonificação 
 Nitrificação (Nitrobacter, Nitrosococcus e Nitrosomonas) e 
denitrificação (Pseudomonas) 
 Fixação de N 
 
Denitrificação 
(Pseudomonas) 
Fixação do Nitrogênio 
Mais oxidados que o ambiente 
O nitrogênio 
sai do compartimento 
de ciclagem 
 Limitante em muitos ecossistemas 
 Plantas assimilam o PO4
3- 
 Relativamente simples  não passa por reações de 
oxirredução 
 Compartimentos: solo e água 
 Pode ligar com Fe ⇨ precipitação 
 Muitas formas oxidadas e reduzidas 
 
 SO4
2-  forma mais oxidada 
 H2S, FeS e orgânicas  formas mais reduzidas 
 
 Condições aeróbicas vs anaeróbicas 
 
 Thiobacillus ⇨ H2SO4 
Decomposição 
Excreção