Evolucao e Sucessao Ecologica

Prévia do material em texto

21/08/2013
1
Ecossistemas, Evolução e Sucessão 
Ecológica
Ecossistemas
TópicosTópicos
••Níveis de Níveis de 
OrganizaçãoOrganização
••EscalaEscala
••DefiniçãoDefinição
••Estrutura Estrutura 
BásicaBásica
••Ambientes Ambientes 
TerrestreTerrestre
••Ambientes Ambientes 
AquáticosAquáticos
••LimitesLimites
Ecossistemas
Níveis de OrganizaçãoNíveis de Organização
Fonte: (Odum, 1988)
Ecossistemas
Definindo as escalasDefinindo as escalas
• Indivíduos: sinônimo de organismo
• Populações: grupo de indivíduos da mesma espécie
• Comunidades: consiste de um maior ou menor número de 
populações
• Ecossistemas: compreende a comunidade junto com seu 
ambiente físico
• Biosfera: compreende todos os meios ambientes e 
organismos na superfície da Terra.
21/08/2013
2
Ecossistemas
Definindo o EcossistemaDefinindo o Ecossistema
Componentes:
• Ambiente inerte (abiótico);
• Organismos vivos (comunidades) atuando reciprocamente com 
o meio físico;
• Fluxo de energia;
• Ciclagem de materiais;
• Estrutura trófica.
• Estrato autotrófico
-Plantas ou partes de plantas que contém clorofila.
-Fixação de energia luminosa.
-Utilização de substância inorgânicas simples e construção de
substâncias orgânicas complexas
• Estrato heterotrófico
-Utilização, rearranjo e decomposição de materiais complexos
Ecossistemas
Definindo o EcossistemaDefinindo o Ecossistema
Estrutura:Estrutura:
••Estrutura TróficaEstrutura Trófica
••Ponto de Vista BiológicoPonto de Vista Biológico
••Ponto de vista FuncionalPonto de vista Funcional
Substâncias inorgânicas
• C, N, CO2, H2O, e outros – Ciclos de materiais
Compostos orgânicos
• Proteínas, carboidratos, lipídios, substâncias húmicas, entre outros., ligam o abiótico 
ao biótico
Fatores físicos
• Ambiente atmosférico, hidrológico, substratos, regime climático, entre outros.
Produtores
• Organismos autotróficos
Macroconsumidores ou fagotrófos
• Organismos heterotróficos, animais que ingerem outros organismos ou material 
particulado
Microconsumidores ou saprótrofos; decompositores ou osmotrófos
• Organismos heterotróficos, bactérias e fungos (obtém energia degradando tecidos 
mortos ou absorvendo MOD de plantas ou animais
Ecossistemas
Definindo o EcossistemaDefinindo o Ecossistema
Estrutura:Estrutura:
••Ponto de Vista BiológicoPonto de Vista Biológico
Dinâmica dos componentes do ecossistema:
• Transferência de materiais 
• Transferência de energia
• Ciclagem de nutrientes
• Mudança na composição dos organismos ao longo do tempo
Ecossistemas
Definindo o EcossistemaDefinindo o Ecossistema
Estrutura:Estrutura:
••Ponto de Vista FuncionalPonto de Vista Funcional
21/08/2013
3
Ecossistemas
Estrutura Básica de um EcossistemaEstrutura Básica de um Ecossistema
Ecossistemas
Sistema TerrestreSistema Terrestre
Ecossistemas
Ambiente AquáticoAmbiente Aquático
EcossistemasEcossistemas
Os Limites do Ecossistema: Escalas EspaciaisOs Limites do Ecossistema: Escalas Espaciais
A delimitação do ecossistema depende do nível de detalhamento do estudo.
21/08/2013
4
Sucessão Ecológica
TópicosTópicos
••DefiniçãoDefinição
••ProcessosProcessos
••FasesFases
••Mecanismo e Mecanismo e 
modelosmodelos
••Clímaces Clímaces 
transitóriostransitórios
••Clímaces Clímaces 
CíclicosCíclicos
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
EstudoEstudo
A redução de áreas ocupadas por vegetação nativa tem
levado à taxas alarmantes de perda de biodiversidade e
ao empobrecimento dos recursos genéticos (Myers et
al.,2000).
A restauração é definida como: “restituição de um
ecossistema ou uma população silvestre degradada o
mais próximo possível de sua condição original”.
Sucessão Ecológica X Restauração de áreas degradadas
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
DefiniçãoDefinição
• Sucessão é o processo ordenado
de mudanças no ecossistema,
resultante da modificação do
ambiente físico pela comunidade
biológica, culminante em um tipo
de ecossistema persistente – o
clímax;
• Sucessão é parte natural da
dinâmica da comunidade;
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
QuestionamentosQuestionamentos
•• OO queque determinadetermina quandoquando cadacada espécieespécie sese
tornatorna estávelestável apósapós umum dadodado distúrbio?distúrbio?
•• OO queque determinadetermina quandoquando cadacada espécieespécie
deixadeixa aa sequênciasequência sucesssionalsucesssional??
21/08/2013
5
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
ProcessosProcessos
Várias características podem ser abordadas no
processo de sucessão ecológica como:
• Ciclo de nutrientes;
• Relações energéticas;
• Composição de espécies e estrutura da comunidade;
• Estabilidade do processo e estratégia.
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
FasesFases
• EceseEcese:: comunidade pioneira onde os
primeiros organismos a se instalarem no
ambiente são: liquens, musgos, gramíneas
e insetos;
• SereSere:: comunidade intermediária é
representada por vegetação arbustiva e
herbácea. Nessa etapa ocorrem
profundas alterações no ambiente e na
diversidade das espécies;
• ClímaxClímax:: comunidade estabilizadora.
Nessa fase, a comunidade atinge a
estabilidade, com elevado número de
espécies e de nichos ecológicos e
apresenta grande biomassa.
As seresseres classificam-se em
dois grupos de acordo com
suas origens:
• Seres primárias: são aquelas que
ocorrem em locais previamente
desocupadas, habitats recém-
formados;
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
Fases: SereFases: Sere
• Seres secundárias: são aquelas 
que ocorrem em locais ocupadas 
anteriormente, por uma 
comunidade logo após uma 
pertubação.
Sucessão Ecológica
••
FacilitaçãoFacilitação
••
TolerânciaTolerância
•• InibiçãoInibição
Espécies pioneiras da sucessão possam alterar as
condições e/ou a disponibilidade de recursos em um
habitat de maneira que favoreça a entrada e o
desenvolvimento de novas espécies.
MecanismosMecanismos
Habilidade de diferentes espécies em tolerar as
condições do ambiente conforme elas mudam agraves
da sucessão e em minimizar os efeitos de outras
espécies sobre seu assentamentos. Espécies tolerantes
excluem outras da sere por competição.
As espécies tardias da sucessão são mais capazes de
suportar baixos níveis de recursos que as espécies
oniciais. Assim, elas podem invadir e crescer na presença
das espécies que as precedem na colonização de um
substrato.
21/08/2013
6
Sucessão EcológicaSucessão Ecológica
Clímax e Clímax e DisclímaxDisclímax
• ComunidadeComunidade ClímaxClímax:: ponto final da sucessão;
Sistema Fechado X Sistema Aberto
• ComunidadeComunidade DisclímaxDisclímax:: distúrbio;
(O efeito do distúrbio é remeter a comunidade a um estágio inicial de sucessão)
Sucessão e Evolução
Sucessão e EvoluçãoSucessão e Evolução
SucessãoSucessão
SucessãoSucessão éé umum fenômenofenômeno fundamentalfundamental emem
ecologia,ecologia, éé umauma ferramentaferramenta essencialessencial parapara
sese entenderentender comocomo funcionafunciona oo fenômenofenômeno dada
evoluçãoevolução..
Sucessão e EvoluçãoSucessão e Evolução
ConceitosConceitos
•• ParaPara MargalefMargalef,, aa biosferabiosfera éé oo queque impulsionaimpulsiona aa
evoluçãoevolução ee osos ecossistemasecossistemas sãosão aa máquinamáquina dada
evoluçãoevolução..
•• SucessãoSucessão ee evoluçãoevolução andamandam sempresempre juntas,juntas, porqueporque
sese asas espéciesespécies mudammudam éé porqueporque mudoumudou oo
ecossistemaecossistema ouou porqueporque asas espéciesespécies mudammudam dede
consumoconsumo..
21/08/2013
7
Sucessão e EvoluçãoSucessão e Evolução
DiferençasDiferenças
• Sucessão, comportamento dinâmico dos 
ecossistemas .
• Evolução, resultado do funcionamento dos 
ecossistemas.
→A sucessão tem sido muito eficaz em estimular e 
dirigir a evolução das espécies. 
Sucessão e Evolução
ExperimentosExperimentos
→ MacArthur & Wilson revisaram
estágios de colonização de ilhas, que
compararam com estágios na sucessão
ecológica em continentes.
• Registraram que espécies ↑ taxas de
reprodução e crescimento são mais
prováveis de sobreviverem no início da
sucessão.
• Em contraste, a pressão da seleção
favorece as espécies com crescimento ↓,
mas, com melhor capacidade para
sobrevivência competitiva
Sucessão e Evolução
• Espécies que apresentam menor capacidade
de dispersão e crescimento lento tornam-se
dominantes nas fases finais da sucessão. (sp. de
áreas já estabelecidas)
• Enquanto que as espécies que tem
crescimento rápido e altas taxas de dispersão
são aquelas que predominam nas fases iniciais
da sucessão. (sp.Pioneiras)
Sucessão e Evolução
Interpretação evolutiva da Interpretação evolutiva da 
sucessãosucessão
1) Uma determinada população pode estar
bem adaptada a um determinado conjunto
de condições, podendo não estar adaptada
a outras condições. Há um limite entre
largura do nicho e do habitat que uma
população pode realmente explorar. A
seleção preserva essa única adaptação e
favorece a junção da população com o
ambiente.
21/08/2013
8
Sucessão e Evolução
Interpretação evolutiva da Interpretação evolutiva da 
sucessãosucessão
2) A sucessão produz um complexo gradiente
de ambientes físicos e bióticos, análogos ao
gradiente espacial, para o qual as espécies
respondem no tempo ecológico e evolutivo.
A seleção ajusta as populações no gradiente
sucessional da mesma forma que são
ajustados os gradientes espaciais.
3) A estratégia evolutiva que envolve duração
do ciclo de vida, período reprodutivo e o
grau de recombinação são os determinantes
básicos para se afirmar a posição das
espécies nos gradientes espacial e
sucessional.
Sucessão e Evolução
Interpretação evolutiva da Interpretação evolutiva da 
sucessãosucessão
44)) OsOs sinaissinais dede diferentesdiferentes sucessõessucessões ambientaisambientais
estãoestão mudandomudando continuamentecontinuamente dede tamanho,tamanho,
posiçãoposição ee relaçãorelação geográficas,geográficas, conformeconforme oo
regimeregime dede distúrbiodistúrbio.. IssoIsso apresentaapresenta umum padrãopadrão
dinâmicodinâmico dede seleçãoseleção queque pressionapressiona aa
paisagem,paisagem, permitindopermitindo umauma variedadevariedade dede
espéciesespécies emem diferentesdiferentes posiçõesposições sucessionaissucessionais..
Exemplos
EmEm 27 de Agosto de 1883, a ilha de Cracatoa
explodexplode após meses de atividade vulcânica.
• Cinzas na atmosfera
• Níveis mais frios
• Ondas enormes
Ilha de CracatoaIlha de Cracatoa
Exemplos
Plantas pioneiras Plantas pioneiras 
eram espécies eram espécies 
dispersadas pelo dispersadas pelo 
mar que crescem mar que crescem 
nas encostas.nas encostas.
1886 1886 –– Existiam de Existiam de 
10 a 24 espécies.10 a 24 espécies.
Algumas espécies Algumas espécies 
eram dispersadas eram dispersadas 
pelo ar.pelo ar.
Ilha de CracatoaIlha de Cracatoa
21/08/2013
9
Exemplos
Aos poucos, Aos poucos, 
apareciam algumas apareciam algumas 
espécies arbóreas.espécies arbóreas.
1920 1920 –– Algumas Algumas 
florestas fechadas. florestas fechadas. 
Espécies pioneiras Espécies pioneiras 
foram expulsas foram expulsas 
para habitats para habitats 
marginais ou marginais ou 
desapareceram da desapareceram da 
ilha.ilha.
Ilha de CracatoaIlha de Cracatoa
Morcegos e aves Morcegos e aves 
são atraídos. são atraídos. 
Ocorre dispersão Ocorre dispersão 
zoocórica de outras zoocórica de outras 
espécies de espécies de 
árvores e arbustos.árvores e arbustos.
Exemplos
Ilha de CracatoaIlha de Cracatoa
Exemplos
Floresta de Carvalho Floresta de Carvalho -- DesmatamentoDesmatamento
7 anos7 anos 15 15 
anosanos
95 95 
anosanos
30 30 
anosanos
150 anos 150 anos --
ClímaxClímax
Exemplos
SUCESSÃO SUCESSÃO 
PRIMÁRIA: PRIMÁRIA: 
gramínea gavieirogramínea gavieiro
Envio de rizomas Envio de rizomas 
subterrâneos. subterrâneos. 
Estabilizam a Estabilizam a 
superfície e superfície e 
adicionam detritos adicionam detritos 
orgânicos à areia.orgânicos à areia.
DunasDunas
21/08/2013
10
Exemplos
SUCESSÃO SUCESSÃO 
SECUNDÁRIASECUNDÁRIA
•• cerejacereja--dede--areiaareia
••salgueirosalgueiro--dede--dunaduna
••uvauva--ursinaursina
DunasDunas
CLÍMAXCLÍMAX
••pinheiropinheiro
••carvalhocarvalho
••bordobordo
••cicuta cicuta 
Problemática
FIM