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FATORES LIMITANTES Cap. 3, Towsend et al. Condição: características físicas e químicas do ambiente (fatores abióticos), que podem ser alteradas, mas não consumidas. Aspectos importantes: Ciclos diários e anuais e a frequência de eventos extremos Recurso: são fatores bióticos e abióticos que podem ser usufruídos (consumidos) pelos organismos durante seu crescimento e reprodução. Mais comumente utiliza-se o termo para alimentos e nutrientes. Fator limitante: qualquer condição ou recurso que se aproxime ou exceda os limites de tolerância de um organismo. Lei do mínimo de Liebig: Deve-se a Liebig (1840) o enunciado da “Lei do Mínimo”: o crescimento dos vegetais é limitado pelo elemento cuja concentração é inferior ao valor mínimo. Válida apenas em condições de equilíbrio ou constantes. Interação de fatores. Ex: bióticas - pressionam os limites do nicho de forma tanto positiva quanto negativa, ampliando ou reduzindo suas dimensões. FATORES LIMITANTES Nicho ecológico: resumo das tolerâncias e exigências de um organismo (ou espécie). Charles Elton (1933): primeiro a dar a conotação de nicho = modo de vida de um organismo. Evelyn Hutchinson (1957): conceito moderno de nicho = hipervolume n- dimensional, onde cada dimensão (n) representa a faixa de tolerância a diferentes condições. Assim fica claro que nicho não é o local onde a espécie ou organismo ocorre. • A área geográfica onde uma espécie ocorre é o seu HABITAT • É praticamente impossível contar quantas dimensões tem o nicho. • Pode-se dizer que cada tipo de alimento, temperatura, pH, competidores, etc são tipos diferentes de dimensões do nicho (recursos e condições!). • O espaço n-dimensional pode ser limitado ou expandido devido as interações com outros organismos, que envolve todas as respostas fisiológicas às condições do meio, depende da disponibilidade de recursos e como os organismos os usufruem, além do impacto causado por estes no meio em que vivem. Camarão da areia Organismo aquático hipotético Nicho Fundamental: Nicho com os limites máximos possíveis, que uma espécie pode ocupar na ausência de interações prejudiciais, baseado nas condições abióticas e na sua resposta fisiológica à estes fatores. É uma situação teórica. Nicho Realizado ou Efetivo: É o nicho verdadeiro do organismo, sendo limitado ou expandido pelas interações com outros organismos, da mesma ou de outra espécie. Ex: veneno Curvas de tolerância e resposta: três tipos básicos de resposta. Fonte: Dajoz, 1983 Amplitude de tolerância: Esteno (estreito) x Euri (largo) Não confundir com organismos pecilotérmicos x homeotérmicos Ótimos ambientais A distribuição de uma espécie vegetal revela seu ótimo ambiental. Distribuição de espécies arbóreas na região costeira norte da Califórnia difere progressivamente num gradiente de umidade mínima disponível no solo. Árvores de folhas aciculadas Árvores de folhas largas Sequóia costeira Como proceder para determinar um fator limitante? Observar a área de distribuição da espécie de interesse. 1. Realização de experimentos: acréscimo (enriquecimento) ou variação na concentração de um fator possivelmente limitante. retirada / acréscimo de uma espécie para avaliar o efeito de fatores bióticos http://www.fao.org/docrep/007/y5720e/y5720e0i.jpg • Salvinia molesta originária do Brasil, aparecendo na Austrália em 1952 • 1978: Lago Moon Darra 50.000 toneladas em 400 ha • 1980: besouro introduzido em gaiolas (1500 adultos) e depois em outras áreas • 1981: 1 tonelada de Salvinia molesta Protista Besouro Temperatura x taxa de crescimento ou desenvolvimento (relação linear) ácaro Temperatura influenciando o resultado da competição. As 2 espécies coexistem em altitudes intermediárias na ilha Hokkaido, Japão e só S. malma vive em altitudes mais elevadas e S. leucomaenis em altitudes mais baixas. Ambas as espécies são capazes de viver em cada temperatura isoladamente. Camarão P. pugio vive melhor em salinidades mais baixas e P. vulgaris em salinidades mais elevadas Gasto metabólico padrão Fig. 2.12. Distribuição espectral da luz direta do sol no topo da atmosfera e no nível do mar. A diferença entre as duas, a qual é proporcionalmente maior na região ultravioleta, representa a luz absorvida pela atmosfera. Segundo D.M. Gates, Biophysical Ecology (1980). Radiação solar Recurso crítico para produtores Apenas 44% do espectro da radiação Holanda Uganda Radiação solar Atenuação com a profundidade em sistema aquático Resposta fotossintética à variação da intensidade luminosa em várias espécies de plantas sob temperatura ótima. Nutrientes Elemento Função Nitrogênio (N) Componente estrutural de proteínas e ácidos nucléicos Fósforo (P) Componente estrutural de ácidos nucléicos, fosfolipídios e ossos Enxofre (S) Componente estrutural de muitas proteínas Potássio (K) Principal soluto em células animais Cálcio (Ca) Componente estrutural de ossos e de materiais entre as células de plantas lenhosas; regulador da permeabilidade celular Magnésio (Mg) Componente estrutural da clorofila; envolvido na função de muitas enzimas Ferro (Fe) Componente estrutural da hemoglobina e de muitas enzimas Sódio (Na) Principal soluto em fluidos extracelulares de animais Principais nutrientes essenciais para os organismos e algumas de suas principais funções Fig. 6.7. A fertilização estimula o crescimento vegetal nos habitats naturais. Resposta dos arbustos de chaparral Adenostema (uma planta típica de chaparral), Ceanothus (que abriga bactérias fixadoras de nitrogênio) e gramíneas e harbáceas anuais para fertilização com nitrogênio, fósforo ou ambos. Segundo G.S. McMaster, W.M.Jow, e J. Kummerow, J. Ecol. 70: 745-756 (1982). CO2 como recurso Musgo Sphagnum Fig. 19.4. Os recursos frequentemente agem juntos para limitar o crescimento. A influência conjunta dos níveis de luz e fertilizante no crescimento de Impatiens. Segundo W.J.H. Peace e P.J. Grubb, New Phytol 90: 127-150 (1982). Dados de Granéli et al. (1990). Fig. 5-13. Resposta de fecundidade do copépode Acartia tonsa a diferentes concentrações de alimento (clorofila a > 5µm), com diferentes razões carbono:nitrogênio. Dados de J.W.Ambler, adaptado de Smith (1991).
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