Introdução Geral Ecologia

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3/29/2011
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Ecologia? 
O que é isso?q
I. O que é ecologia?
II. Objetivos da Ecologia 
Algumas questões básicas:
III. Por que estudar ecologia?
IV. Onde estudar ecologia?
V. Como os ecólogos trabalham? 
VI. Como aprenderemos sobre 
ecologia?
O que é ecologia?
ORIGEM ETIMIOLÓGICA
Do Grego: Oikos = casa 
Logos = estudo
Definições:
• E. Haeckel (zoólogo alemão) 1870: “Por ecologia, entendemos como um conjunto de 
conhecimentos em relação à economia da Natureza - a investigação das relações 
entre os animais com seu ambiente inorgânico e orgânico.”
• Burdon-Sanderson (anos 1890): Elevou a Ecologia a uma das três divisões naturais 
da Biologia: Fisiologia - Morfologia – Ecologia
• Odum (1963): “A estrutura e a função da Natureza.”
• Krebs (1972): “Ecologia é o estudo científico dos processos que regulamentam a 
distribuição e a abundância de seres vivos e as interações entre eles, e o estudo de 
como esses seres vivos, em troca, intercedem no transporte e na transformação de 
energia e matéria na biosfera (ou seja, o estudo do planejamento da estrutura e 
função do ecossistema).”
ECOLOGIA é a ciência que estuda como os organismos 
(animais, plantas e micróbios) interagem entre si e com o 
ambiente abiótico (incluindo fatores como luz solar, 
temperatura, umidade, e nutrientes)
Objetivos da Ecologia
• Entender os princípios de operação dos 
sistemas naturais; 
• Prever suas reações às mudanças das 
interações entre organismos, populações, 
comunidades e ecossistemas.
• Mostrar a variação histórica da natureza e 
demonstrar que as ações antrópicas se 
estendem as mais remotas regiões da 
Terra.
Interação – Meio Abiótico e Biótico
Quais são as principais partes de nosso planeta que podem interagir 
como sistemas?
Essencialmente toda a matéria (sólida, 
líquida e gasosa) e todos os processos 
que movimentam energia de materiais 
de uma parte para a outra do planeta 
compõem o sistema Terra.
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Por que estudar ecologia?
• Curiosidade – Como funciona o mundo à nossa volta? Como somos moldados 
pelos nossos ambientes?
• Responsabilidade – Como suas ações modificam o nosso meio ambiente? 
Como minimizar os efeitos nocivos de nossas ações? Pesca excessiva, 
destruição do habitat, perda da biodiversidade, mudanças climáticas.
• A natureza como guia – O mundo em que vivemos existe há muito mais 
tempo do que nós e vem resolvendo muitos problemas através de soluçõestempo do que nós e vem resolvendo muitos problemas através de soluções 
criativas. Os sistemas ecológicos são modelos de sustentabilidade.
Como podemos alimentar a nossa crescente população? Onde viveremos?
• Sustentabilidade – uma característica relativa à sociedade humana onde os 
ecossistemas (inclusive os seres humanos) são controlados de tal forma que 
podem promover a continuidade das condições atuais que apóiam a vida na 
Terra.
A ecologia nos ajuda a entender os problemas complexos, tais como:
• Aquecimento Global
• Biodiversidade
• Poluição
• ...
Como os ecólogos trabalham?
• 1° Observações e Descrições – Observar o que ocorre 
no campo;
• 2° Desenvolvimento de Hipóteses – Criar idéias sobre 
como o sistema funciona;
• 3° Teste das hipóteses (experimentos) – Um ou um3 Teste das hipóteses (experimentos) Um ou um 
pequeno número de variáveis são manipulados para 
revelar seus efeitos específicos
Microcosmos – Isolar uma porção, limitar os fatores, 
manipular as condições (Ex:laboratório, estufas...)
Modelos matemáticos – Descrever as interações entre os 
ecossistemas como equações.
Abordagens de Estudo de Ecologia
Organismos 
interagindo com a 
energia, foco na 
ciclagem de 
nutrientes
Correntes de vento, 
da água, dos 
elementos 
químicos... 
(Entender o El niño, 
Camada de ozônio, 
etc.)
Diversidade e 
abundância dos 
organismos do 
mesmo local 
(Regional)
Densidade de 
indivíduos
Mecanismos de 
adaptação, fatores 
limitantes (parasitas 
específicos para 
hospedeiros 
específicos)
Conexão com outras disciplinas:
Fonte: Elements of Ecology, R. L. Smith e T. M. Smith, 4a Ed.
Sistemas Ecológicos
Átomo
Molécula
Biosfera
Bioma
Atmosfera da Terra onde 
existe vida, a unificação de 
todos os ecossistemas. 
Sistema altamente 
ordenado, coeso pela 
energia do sol.
Áreas em grande escala de 
Vegetação e características 
climáticas semelhantes.
Ecossistema
Comunidade
PopulaçãoOrganismo
Tecidos
Organela
Grupo de seres vivos 
que interagem e se cruzam
Seres vivos e seu meio 
ambiente físico e 
químico juntos em uma 
área.
Populações diferentes 
vivendo juntas e 
interagindo 
(concorrentes, 
predadores e presas ou 
simbioticamente)
Órgãos
Definição de Habitat
• É o lugar, ou estrutura física, no qual vive um 
organismo. (floresta, deserto, recife de coral...).
• Existem diferentes subdivisões, Ex:
Terrestre X Aquático
Água doce X Água marinha
Oceânico X Estuários
Bentônicos X Pelágicos
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O que a ecologia não é...
• Ecologia não é ambientalismo 
(ECOCHATO)
• O ambientalismo defende certas ações e 
posições políticasposições políticas. 
• Ecologia é ciência, baseada nos princípios 
biológicos, físicos e químicos, 
independente de valor.
INTRODUÇÃO GERAL: 
PORQUE OS CONHECIMENTOS SOBRE ECOLOGIA SÃO BÁSICOS NA 
FORMAÇÃO DOS PROFISSIONAIS DAS ÁREAS DO CONHECIMENTO QUE 
LIDAM COM AS BIO-CIÊNCIAS?
DIAGNÓTICO GERAL DA SITUAÇÃO DA BIOSFERA HOJE
O ESTADO DO NOSSO PLANETA
Últimos 300 anos: escalas, taxas e tipos de modificações ambientais 
têm sofrido alterações drásticas, a medida que a humanidade passou 
por uma era de crescimento populacional rápido, com um 
desenvolvimento industrial baseado no uso de combustíveis fósseis
CONSEQUENTEMENTE
• Aumento do consumo de combustíveis fósseis e emissões de 
gases do efeito estufa
• Aumento da produção de alimentos e conversão de ecossistemas 
naturais em agrícolas
• Perda de habitats e biodiversidade
• Contaminação do solo, ar e água 
• Mudanças nos ciclos do elementos e fluxo de energia
• Diminuição da disponibilidade de água potável
• Erosão dos solos
• Desmatamento, etc
Soluções
•Melhores políticas de manejo de Bacias Hidrográficas
•Melhor manejo da agricultura
•Cuidado com regiões alagadas e outras áreas de 
suporte ambiental ...
Estudos Ecológicos
Obs: Uma área de suporte ambiental é aquela que a 
humanidade depende para se alimentar, suprir suas 
necessidades hídricas, se proteger contra catástrofes 
naturais e cuidar da saúde pública.
•Controle populacional por 
predadores
•Influência da fertilidade
•Dispersão de organismos na 
superfície da Terra
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050
Tempo (anos)
M
ilh
õe
s 
de
 h
ab
it
an
te
s 
1rafase 2dafase
Revolução Industrial
Crescimento da população 
mundial nos últimos 60 anos
6000
7000
es
y = 2.10-09e0.0179x
R2 = 0.9975
0
1000
2000
3000
4000
5000
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Tempo (anos)
M
ill
hõ
es
 d
e 
ha
bi
ta
nt
e
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Esta população está crescendo mais lentamente 
Crescimento da população mundial entre 1750 e 2150
População – bilhões de habitantes
Países menos 
desenvolvidos
2000
6.1 bilhões 
Países mais desenvolvidos
Ano (%)
1998 1,36
1999 1,33
2000 1,28
2001 1,16
2002 1,18
Taxa anual de crescimento
Declinando nas regiões mais desenvolvidas 
A população mundial está crescendo em torno de 71 milhões de pessoas por ano 
dos quais: 
Tornando-se mais urbana, 
especialmente nas regiões 
menos desenvolvidas
Londres Cairo N. York C. México Lagos Shangai Bombaim São Paulo Tóquio
População urbana(milhões)
Terras 
agriculturáveis
Zonas 
Costeiras
Florestas Ecossistemas 
aquáticos
Terras áridas e
pradarias
Bens e serviços obtidos pelo homem da natureza
Energia
Alimento e Fibras
Água potável para consumo e higiene
Uso da biodiversidade 
Manutenção da saúde humana
Armazenamento e ciclagem de nutrientes 
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Matriz energética: 
problemas ambientais globais hoje estão associados com a depedência nos combustíveis 
fósseis e os riscos ambientais associados com esta extração, bem como os danos causados 
pelas emissões na combustão dos mesmos
Consumo mundial de energia por tipo de combutível (milhões de 
toneladas equivalente a óleo.ano-1)
9000
10000
Energia hidroelétrica
Energia nuclear
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
g
Carvão
Gás natural
Óleo
Queima de 
combustíveis fósseis: 
65% do total de E 
consumida em 2002
Consumo de energia per capta por setor e usuário (em gigajaules)
P í d l
Agricultura
Serv. Comerciais e púbs.
Indústrial
Residêncial
Transporte
Outros
Países em desenvolvimento
Países desenvolvidos
Uso de combustíveis fósseis: indústria, transporte, aquecimento, etc
Carvão
Madeira
Óleo
Gás natural
C
on
su
m
o 
an
ua
l d
e 
en
er
gi
a
Desafio: Sistema de obtenção 
de energia sustentável 
Emissões mundiais de CO2 pela 
queima de combustíveis fósseis
Ano
Mudanças no clima moderno: são domindas pelas intervenções humanas, as 
quais são hoje suficientemente grandes para exceder a variabilidade natural. 
Variações na concentração atmosferica de CO2 e da temperatura do ar
determinadas em testemunhos de gelo de Vostok, Antartica (Kump,
2002. Nature, 419).
Fonte destas perturbações:
• emissões associadas com o uso de energia
(Combustíveis fósseis),
Principal fonte da mudança climática global: modificação 
da composição da atmosfera devido às atividades 
antrópicas
• urbanização e
• mudanças no uso do solo.
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Emissões de CO2 por região - 1998
(milhões de toneladas de carbono.ano-1)
Ásia e Pacífico 2167
Europa 1677
Total mundial: 6234
América do Norte 1614
América do Sul e Caribe 365
África 223
Ásia ocidental 187
Outras alterações atmosféricas
Aumento no buraco na camada de ozônio Produção mundial dos principais organo-
fluorcarbonados (CFCs, toneladas .ano-1) 
O transporte intercontinental e entre 
hemisférios de poluentes atmosféricos 
compromente ecossistemas naturais e 
agrícolas e tem um forte efeito no clima
Anos 1990: as emissões de óxido nitroso (NO) na Ásia superaram as da 
América do Norte e Europa, padrão que deverá persistir por décadas 
• extremos de temperatura e precipitação, 
• diminuição da extensão sazonal e perene de neve e gelo, 
• elevação de nível do mar
Mudanças esperadas: Consequências
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Terre/Mare-motos
Data Magnitude Alt. máx. Mortes Local
1600 e 1650 > 9.0 150 m ? Santorini
1 de Novembro 1755 c. 9.0 30 m >10 000 Lisboa de 1755
1883 >9.0 40 m > 36 000 Krakatoa
22 de Maio de 1960 Maior até hj 50 m c. 250 000 Chile
2 de Setembro de 1992 7.2 10 m 170 Nicarágua
12 de Dezembro de 1992 7.5 26 m 1000 Ilha de Flores, Indonésia
12 de Julho de 1993 7 6 30 m 200 Hokaido Japão12 de Julho de 1993 7.6 30 m 200 Hokaido, Japão
2 de Junho de 1994 7.2 14 m 220 Java, Indonésia
4 de Outubro de 1994 8.1 11 m 11 Ilhas Curilas
14 de Novembro de 1994 7.1 7 m 70 Mindoro
21 de Fevereiro de 1996 7.5 5 m 12 Peru
17 de Julho de 1998 7.0 15 m 2000 Nova Guiné
23 de Junho de 2001 8.3 5 m 50 Peru
26 de dezembro de 2004 9.0 10 m c. 230 000 Oceano Índico
11 de Março de 2011 8,9 10 m c. 3 000 Oceano Pacífico
Consequências
Na semana passada o Sul do Brasil foi surpreendido por uma chuva muito
intensa. Santa Catarina, Paraná e Rio Grande do Sul já somam mais de
30.000 pessoas desalojadas ou desabrigadas. Só Antonina são 24.000
desabrigados.
-SP tem 24 pontos de alagamentos e 140 km de lentidão (28/02/2011).
ONU: deslizamento no RJ está entre 10 piores do mundo com mais de
500 mortos, Nova Friburgo, Rio de Janeiro (14/01/2011).
NOVIDADE? Algo de novo? Perguntemos a Tom Jobim...
Águas de Março
Tom Jobim
É pau, é pedra, é o fim do caminho
É um resto de toco, é um pouco sozinho
É um caco de vidro, é a vida, é o sol
É a noite, é a morte, é o laço, é o anzol
É peroba do campo, é o nó da madeira
Caingá, candeia, é o Matita Pereira
É madeira de vento, tombo da ribanceira
É o mistério profundo é o queira ou não
É o fundo do poço, é o fim do caminho
No rosto o desgosto, é um pouco sozinho
É um estrepe, é um prego, é uma ponta, é 
um ponto
É um pingo pingando, é uma conta, é um 
conto
É um peixe, é um gesto, é uma prata 
brilhando
É a luz da manhã, é o tijolo chegando
É a lenha, é o dia, é o fim da picada
É a garrafa de cana, o estilhaço na estrada
ÉÉ o mistério profundo, é o queira ou não queira
É o vento ventando, é o fim da ladeira
É a viga, é o vão, festa da cumeeira
É a chuva chovendo, é conversa ribeira
Das águas de março, é o fim da 
canseira
É o pé, é o chão, é a marcha estradeira
Passarinho na mão, pedra de atiradeira
É uma ave no céu, é uma ave no chão
É um regato, é uma fonte, é um pedaço 
de pão
É o projeto da casa, é o corpo na cama
É o carro enguiçado, é a lama, é a lama
É um passo, é uma ponte, é um sapo, é 
uma rã
É um resto de mato, na luz da manhã
São as águas de março fechando o verão
É a promessa de vida no teu coração
É uma cobra, é um pau, é João, é José
É um espinho na mão, é um corte no pé
São as águas de março fechando o 
verão,
É a promessa de vida no teu coração
Desmatamento e mudanças no uso e cobertura do solo
Necessidade de madeira para suprir demanda de 
energia (A queima de madeira é a única fonte de 
energia para cerca de 1/3 da população mundial)
Necessidade de terras para a produção de alimentos
Am Norte e América do
-7.8
-0.7
-1.8
-1.0
-4.1
-2.2
0.8
-8.5
-6.5
-4.5
-2.5
-0.5
1.5
África Ásia Oceania Europa
Am. Norte e
Central
América do
Sul Total Global
Á
re
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de
sm
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a 
en
tr
e 
19
90
 e
 2
00
0 
(%
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8
Atividades: 
Culturas agrícolas
Exploração madeireira
Pecuária
Urbanização
Fonte: SOS
Mata Atlântica
Mata Atlântica: 15% BR -
(100 milhões ha)
1998 : 8%
Estado de São Paulo82% - florestas
Café
Ferrovias
5% - florestas
Diversificação 
de culturas 
(algodão, laranja e cana-de-açúcar)
Industrialização
(carvão)
Fonte: SOS
Mata Atlântica
ASSOCIADA À EXPANSÃO DE TERRAS 
AGRICULTÁVEIS OCORRE A 
DEGRADAÇÃO DOS SOLOS EM MUITAS 
REGIÕES DEVIDO AO MANEJO 
INADEQUADO
A erosão dos solos é o principal fator de
degradação, com efeitos severos nasg ç
funções dos mesmos, tais como a
capacidade de atuar como
neutralizadores e filtros de poluentes, o
papel nos ciclos hidrológico e do
nitrogênio, a habilidade de prover
habitats e sustentar a biodiversidade.
1972 – 1988: uso global de fertilizantes cresceu a uma taxa anual de 3.5 % (mais de 
4 milhões de ton/ano, FAO 2001) e as políticas governamentais subsidiaram o uso 
de irrigação, fertilizantes e pesticidas. 
Estudos realizados pela FAO demostraram que:
• Em 38 países em desnvolvimento
26 d l dmostrou que em 26 deles o uso de
fertilizantes era subsidiado
• Pesticidas continuam sendo usados
indiscriminadamente e depositados
aleatoriamente.
• Na África em apenas 49 países, os
estoques de pesticidas não utilizados e
banidos eram mais de 16 500 toneladas
Recursos hídricos
Rápido olhar nos recursos de água doce mundiais
Água subterrânea
0.592%
Água doce 
disponível 0.014%
Calotaspolares e 
glaciais 1.984%
Oceanos 
97.41% 
Água doce: 
2.59%
Biota
0.0001
Rios
0.0001%
Vapor de água 
atmoférico 0.001%
Lagos
0.007%Umidade do solo
0.005
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Água no mundo
• Volume Total: 1,36 bilhões km³
• Oceanos 97,5%
• Água Doce 2,5%
Fontes: Shiklomanov/ONU, 2006; IWMI, 2005.
Distribuição hídrica X 
População
Norte
DH: 65,5%
Pop: 7% Nordeste 
DH: 3,8 %
Pop: 29%
Centro‐Oeste 
DH: 16,7%
Pop: 6%
Sudeste
DH: 6,7%
Pop: 43% 
Sul 
DH: 7,3%
Pop: 15% 
87
Percentual da população com accesso à água
13 - 30
37 - 51
54 - 65
68 - 81
82 - 92
93 - 100
Percentual da população com saneamento
sem dados
8 - 31
32 - 48
49 - 71
72 - 88
89 - 100
Fonte – FAO e UN
9
9
11
18
8
8
4
42
55
22
23
85
90
49
34
60
69
Ásia
África
Américas Central e do
Norte
Europa
América do Sul
Mundo
1ponto = 4%
Doméstico
1 ponto = 4%
Agrícola
1 ponto = 4%
Industrial
Brasil
Uso doméstico: 43%
Uso Industrial: 17%
Uso Agrícola: 40%
7
Doméstico Industrial Agricultura
FIMFIM
Reino Número de 
espécies descritas
Bacteria 4 000
Protistas 80 000
Animais 
vertebrados
52 000
Espécies de vertebrados ameaçadas de 
extinsão por região
Animais 
invertebrados
1 272 000
Fungos 72 000
Plantas 270 000
Total 1 750 000
Total possível de 
espécies não 
conhecidas
14 000 000
Fonte: UNEP-WCMC 2000
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Indicador global de biodiversidade: 
para algumas espécies conhecidas e descritas na literatura. 
Tamanho da população de indivíduos selvagens em relação àquela existente em 1970
Gerenciamento adequado dos recursos naturais, 
de modo a atender uma população em constante 
i t l ã t ló i 
Principal desafio: manejo sustentável de um 
planeta em constante mudança
crescimento e evolução tecnológica requer uma 
base científica sólida sobre os princípios básicos 
de estrutura e funcionamento dos sistemas 
ambientais.