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Introdução à Ecologia Básica

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Introdução à Ecologia 
O que é Ecologia? 
“O estudo científico da distribuição e abundância de organismos 
e das interações que determinam essa distribuição e 
abundância” 
É uma ciência 
integrativa/ 
multidisciplinar 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Ecologia Animal (1927) 
A Ecologia das Invasões por Animais e Plantas (1958) 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Histórico da ecologia 
Níveis de organização e a Ecologia 
Sistemas 
Ecológicos 
As sub-disciplinas da Ecologia 
 Ecologia fisiológica: estuda a influência do ambiente e da biota sobre a 
fisiologia do indivíduo, bem como as adaptações deste para o seu 
ambiente. 
 Ecologia comportamental: estuda as bases ecológicas e evolutivas do 
comportamento animal e as regras do comportamento que capacitam os 
animais a se adaptarem aos seus nichos ecológicos. 
 Ecologia de população: estuda a dinâmica populacional da espécie e a 
interação desta população com os fatores ambientais. 
 Ecologia de comunidade: estuda as interações entre as populações de 
diferentes espécies. 
 Ecologia da paisagem: estuda as interações entre elementos da 
paisagem. 
 Ecologia de ecossistemas: estuda o fluxo de energia e matéria nos 
ecossistemas. 
 Ecologia global: aborda questões ecológicas globais, frequentemente 
questões macroecológicas. 
Questões ecológicas 
 Ecologia do Organismo: Como a estrutura, a fisiologia e o 
comportamento refletem na sobrevivência e reprodução do indivíduo? 
 
 Ecologia da População: O que determina o número de indivíduos e sua 
variação no espaço e no tempo? Quais fatores regulam o crescimento das 
populações? 
 
 Ecologia de Comunidade: O que determina a diversidade e a abundância 
relativa das espécies? Existem padrões na distribuição da diversidade? 
 
 Ecologia do Ecossistema: Como a energia e a matéria se movem entre a 
biota e o ambiente? 
 
 Ecologia Global: Como o ar, a água, a energia e as substâncias químicas 
circulam globalmente? 
E as sobreposições… 
1) As adaptações são ajustes dos organismo para viverem em seu 
ambiente... resultantes de mudanças evolutivas (por seleção 
natural)... O que implica em substituição de um tipo de organismo 
por outro dentro de uma população. 
 
2) Variações em número podem ser influenciadas por interações entre 
diferentes organismos... que é um ponto em comum entre as 
abordagens de populações e comunidades. 
 
3) Muitas das interações entre espécies incluem relações alimentares... 
que são responsáveis pelo movimento de energia e matéria dentro 
do ecossistema. 
 
... 
 
 
Questões de escala... 
O espaço... 
Questões de escala... 
O tempo... 
Anos 
Ao longo do ano… 
Primavera 
Verão 
Outono 
Inverno 
 
Espaço X Tempo 
São dimensões correlacionadas… 
 
 
 
Tempo 
Es
p
aç
o
 
Princípios básicos que governam os 
sistemas ecológicos 
1) Sistemas ecológicos são entidades físicas. 
 
 A vida se constrói sobre as propriedades físicas e as 
reações químicas da matéria. 
 E por conta disso, todos os processos obedecem a 
essas leis. Exs: difusão de O2; transmissão de 
impulsos nervosos. 
 Mesmo assim, dentro de amplos limites, os 
organismos apresentam muitas opções... 
Princípios básicos que governam os 
sistemas ecológicos 
2) Sistemas ecológicos existem em estados estacionários 
dinâmicos. 
 
 As unidades trocam matéria e energia com seus arredores, 
mas mantém suas características constantes. 
 Isso porque... Ganhos e perdas são + ou – equilibrados em 
todos os níveis de organização: 
 
 Indivíduo: alimento e energia assimilados /decomposição metabólica; 
 População: nascimentos/mortes; 
 Comunidade: diversidade se mantém extinção/colonização; 
 Ecossistemas e Biosfera: energia do Sol/perda de energia térmica por 
irradiação. 
Princípios básicos que governam os 
sistemas ecológicos 
3) A manutenção dos sistemas vivos demanda 
energia. 
 
 O organismo existe em equilíbrio com o meio 
externo... Para se manter vivo, há perda de energia... 
E energia ou matéria devem ser assimilados para 
substituir essas perdas. 
Princípios básicos que governam os 
sistemas ecológicos 
4) Os sistemas ecológicos sofrem mudanças evolutivas 
através do tempo. 
 As estruturas e funções dos organismos são produtos 
da mudança evolutiva numa população em resposta 
às características do ambiente com as quais cada 
organismo deve se defrontar. 
 Ex. Animais que têm predadores visuais; plantas de 
ambiente seco → adaptações. 
 
 
SELEÇÃO NATURAL 
Métodos de estudo em ecologia 
Como os ecólogos trabalham???? 
Métodos de estudo em ecologia 
• Observação e descrição do fenômeno 
– Constata-se um PADRÃO. Ex. Alterações na abundância de 
uma ou mais espécies no tempo, ou no espaço, ou em 
ambos. 
– Como explicar???? 
 
• Desenvolvimento de hipóteses 
– Idéias sobre o funcionamento do sistema… 
 
• Teste de hipóteses 
– Experimentação 
– Monitoramento 
– Modelos matemáticos 
Exemplo… 
• Observação e descrição do fenômeno 
• Sapos machos cantam em noites quentes após chuvas. 
• Diversas observações = constatou-se um padrão. 
 
• Desenvolvimento de hipóteses 
Os machos cantam após as chuvas porque é quando as fêmeas 
procuram por acasalamentos. 
(i) O canto do macho atrai as fêmeas e conduz ao acasalamento. 
(ii) As fêmeas somente buscam os machos após as chuvas. 
(iii) O canto impõe um custo, de modo que os machos só cantem 
no período chuvoso. 
 
• Teste de hipóteses 
 
 
Estatística e rigor científico 
“Você pode provar qualquer coisa com 
estatística” 
 
A estatística não se propõe a isso… ela simplesmente 
agrega um nível de confiança às conclusões . 
Ao final de um teste estatístico, obtém-se um valor 
de P ou nível de probabilidade. 
Estatística e rigor científico 
Alta abundância de insetos-praga no verão está 
associada a temperaturas altas na primavera 
anterior? 
 
Dados: 
 abundância de insetos de verão 
 temperaturas médias de primavera 
 
Uma análise estatística permite concluir se há uma 
associação ou se não existem motivos para se 
acreditar em um associação. 
Hipótese Nula: não existe associação entre abundância de insetos e temperatura. 
Hipótese alternativa: existe associação entre abundância de insetos e temperatura 
Estatística e rigor científico 
1o Passo: Teste de Hipótese 
O teste estatístico gera uma probabilidade (valor de P) que permite saber, a partir de 
um conjunto de dados, se a hipótese nula está correta. 
Por convenção: 
P < 0.05 = são significativos → rejeita-se a Ho 
P > 0.05 = não há base estatística para evidenciar que o efeito exista → aceita-se 
Ho. 
Temperatura média da primavera (°C) 
A
b
u
n
d
ân
ci
a 
(n
ú
m
e
ro
 p
o
r 
m
2
) 
P = 0.50 P = 0.001 
P = 0.10 P = 0.04 
Não há associação Há associação 
Resultados insignificantes??? 
Alguns efeitos são NATURALMENTE fortes e outros 
fracos… 
• Forte: massa corporal X altura 
• Fraco: massa corporal X risco de doença cardíaca 
 
Para dar suporte a um efeito fraco é necessário maior 
quantidade de dados do que a um efeito forte… 
 
Conclusão ÓBVIA mas muito importante resulta disso: um 
valor de P > 0.05 pode significar: 
• Não existe efeito de importância ecológica 
• Os dados não são suficientes para sustentar tal efeito. 
Erros-padrão e Intervalos de confiança 
Erro-padrão: estabelece uma faixa ao redor da 
média estimada, dentro da qual pode ser 
esperada a ocorrência da verdadeira média, 
com uma probabilidade determinada. 
 
Há uma probabilidade de 95% de que a 
verdadeira média situe-se dentro de ~ dois 
erros-padrão = I.C. 
Local A Local B Local A Local B N
o
. m
éd
io
 d
e 
se
m
en
te
s 
p
o
r 
p
la
n
ta
 
P < 0.05 P > 0.05 
Dados mais variáveis 
Pequena quantidade de dados 
Dados menos variáveis 
Grande quantidadede dados 
Planejamento da coleta de dados 
1) As estimativas devem ser acuradas (não 
tendenciosas) 
2) As estimativas devem ser precisas (com 
limites de confiança bem estreitos) 
3) Tempo, $$$, esforço. 
 
Densidade de uma certa erva daninha em uma 
lavoura de trigo… 
 
 
Para evitar tendenciosidade… 
Amostra ao acaso 
Para evitar tendenciosidade… 
Amostra estratificada ao acaso 
Para evitar tendenciosidade… 
Grupo 1 Grupo 2 
Separar em subgrupos e direcionar o esforço 
Homem: parte importante da biosfera 
População humana: crescente aumento. 
Consome energia e recursos, e produz rejeitos, 
muito além das necessidades… 
Impactos: (i) alterações nos sistemas naturais, 
incluindo a interrupção dos processos 
biológicos e a extinção de espécies; (ii) 
deterioração do ambiente. 
A truta marrom na Nova Zelândia 
Salmo trutta: Peixe exótico, introduzido 
em riachos da Nova Zelândia a partir 
de 1867. 
Desde então, a truta tem colonizado 
alguns riachos, mas outros não. 
 
Estudo abrangendo vários níveis da 
hierarquia biológica (indivíduos, 
populações, comunidades e 
ecossistemas). 
 
Nível individual 
• Consequências do comportamento alimentar 
de invertebrados 
Dia 
Noite 
Galaxias Truta 
Atividade alimentar 
Truta: visão 
Galaxias: estruturas mecânicas E
fe
m
e
ro
p
te
ra
 
Nível de comunidade 
• A truta marrom causa uma cascata de efeitos 
N G T N G T 
B
io
m
as
sa
 d
e 
in
ve
rt
eb
ra
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o
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(g
/c
m
2
) 
B
io
m
as
sa
 d
e 
al
ga
s 
(µ
g
/c
m
2
) 
P = 0.026 P = 0.02 
Nível de ecossistema 
• A truta marrom altera o fluxo energético 
G T 
P
ro
d
u
çã
o
 
Referências 
RICKLEFS, R. E. 2009. A economia da natureza. 5ª ed. 
Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 504p. 
 
TOWNSEND, C. R.; BEGON, M. & HARPER, J. L. 2010. 
Fundamentos em ecologia. 3ª ed. Porto Alegre: 
Artmed Editora S.A. 576p.

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