Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 1 A teoria da evolução de Darwin baseia-se em uma série de suposições: os indivíduos que constituem uma população de uma espécie não são idênticos; parte dessa variação é hereditária; todas as populações têm a potencialidade de povoar toda a Terra, e elas o fariam se cada indivíduo sobrevivesse e produzisse seu número máximo de descendentes; ancestrais diferentes deixam números diferentes de descendentes; e o número de descendentes deixados por um indivíduo depende, não inteiramente, mas de maneira decisiva, da interação entre as características do indivíduo e seu ambiente. A eficácia biológica (fitness) é uma expressão relativa, e não absoluta. Os indivíduos mais aptos em uma população são aqueles que deixam um número maior de descendentes relativamente ao número de descendentes deixados por outros indivíduos na população. A palavra ecótipo foi primeiramente empregada em populações vegetais, visando descrever diferenças geneticamente determinadas entre populações de uma espécie que refletem ajustes entre os organismos e seus ambientes. A evolução força as características de populações a divergirem umas das outras somente se existe suficiente variabilidade hereditária sobre a qual a seleção pode atuar e se as forças que favorecem a divergência são fortes o bastante para se oporem ao cruzamento e à hibridação de indivíduos de diferentes locais. Duas populações não divergirão de maneira completa se seus membros mantiverem contato contínuo e misturarem seus genes. Os organismos móveis possuem uma ampla margem de controle sobre o ambiente em que vivem; eles podem sair de um ambiente letal ou desfavorável e buscar ativamente um outro. Os organismos sésseis não têm tal liberdade. A mobilidade dos organismos móveis lhes permite ajustar seus ambientes a si próprios. O organismo imóvel se ajusta a seu ambiente. Quando as adaptações locais de um indivíduo são muito pronunciadas, a reintrodução pode ser malsucedida. A observação de plantas em seus próprios hábitats e a verificação de diferenças entre elas não nos mostrarão se houve adaptação local no sentido evolutivo. As diferenças podem simplesmente resultar de respostas imediatas a ambientes contrastantes, desenvolvidas por plantas que são essencialmente as mesmas. Em uma escala mais detalhada do que ecótipo, é possível detectar níveis de variação dentro de populações. Tal variação é conhecida como polimorfismo. Especificamente, o polimorfismo genético é a ocorrência simultânea no mesmo hábitat de duas ou mais formas descontínuas de uma espécie, em uma proporção tal que a mais rara delas não pode ser mantida meramente por mutação recorrente ou imigração. Nem toda essa variação representa um ajuste entre organismo e ambiente. De fato, parte dela pode representar um falso desajuste, se, por exemplo, as condições em um hábitat mudam de tal modo que uma forma é substituída por outra. Tais polimorfismos são denominados transitórios. Existem dois tipos de especiação ecológica: alopátrica (entre locais diferentes, ou seja, populações separadas por uma barreira geográfica) e simpátrica (no mesmo local, sem uma barreira geográfica separando as populações). Nos dois tipos, há divergências ocorrendo entre duas populações de uma mesma espécie, formando duas novas espécies, porém na alopátrica isso ocorre quando as populações são separadas uma da outra por uma barreira geográfica e na simpátrica não há essa separação. Na especiação ecológica ortodoxa, pode haver um reencontro das duas espécies, que agora são incapazes de se reproduzir e gerar descendentes férteis. Em estruturas análogas, funções semelhantes são desempenhadas por estruturas com origens evolutivas completamente diversas (com superficial semelhança em forma ou função). Já nas estruturas homólogas, as estruturas são derivadas de uma estrutura equivalente, a partir de um ancestral comum. O exemplo clássico de evolução paralela é a radiação entre os mamíferos placentários e marsupiais. Os marsupiais chegaram ao continente australiano no período Cretáceo. Produziu-se, então, um processo evolutivo de radiação, que, em muitos aspectos, se compara exatamente ao ocorrido nos mamíferos placentários em outros continentes. A sutileza dos paralelismos, tanto na forma dos organismos quanto no seu estilo de vida, é tão notável que fica difícil evitar a interpretação de que os ambientes de placentários e marsupiais propiciaram oportunidades similares, às quais os processos evolutivos dos dois grupos responderam de maneiras semelhantes. As plantas crescem pelo desenvolvimento de novos ramos, a partir das gemas que se localizam nas extremidades de caules e nas axilas das folhas. Dentro das gemas, as células meristemáticas são a parte mais sensível de todo o caule. Raunkiaer sustentou que as maneiras como essas gemas são protegidas em diferentes plantas são poderosos indicadores dos riscos presentes em seus ambientes e podem ser usadas para definir as diversas formas vegetais. As fanerófitas possuem suas gemas nas partes altas; as caméfitas formam almofadas ou moitas nas quais as gemas nascem acima do nível do solo; as hemicriptófitas possuem gemas protegidas formadas na superfície do solo; as criptófitas e geófitas possuem as gemas em órgãos de armazenamento dormentes e enterrados; e as terófitas, que consistem em plantas anuais que dependem de sementes dormentes para manterem suas populações através de estações secas e frias. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 2 O nicho ecológico pode ter várias dimensões (fatores que interferem no nicho), como temperatura, umidade, insolação, salinidade, disponibilidade de alimento, pH, dentre outros. Desse conceito, surgiu o termo hipervolume n-dimensional, que significa o volume (espaço) ocupado por uma espécie considerando um certo número de dimensões (fatores) em que se analisa o nicho. Quando a relação entre crescimento e desenvolvimento é efetivamente linear, as temperaturas experimentadas por um organismo podem ser resumidas em um único valor, que é o número de graus-dia. A figura 2.4c mostra que a 15 oC (5,1 oC acima do limiar de desenvolvimento de 9,9 oC), um ácaro predatório leva 24,22 dias para se desenvolver, mas precisa de apenas 8,18 dias para se desenvolver a 25 oC (15,1 oC acima do mesmo limiar) Portanto, em ambas as temperaturas, o desenvolvimento necessita de 123,5 graus- dia, isto é, 24,22 x 5,1 = 123,5 e 8,18 x 15,1 = 123,5. Outra característica normalmente válida para a maioria das espécies é que com o aumento da temperatura há a redução do tamanho corporal (ao longo do desenvolvimento), ou seja, a temperaturas mais altas, o tamanho corporal ao final do desenvolvimento ficará menor. Este conceito é conhecido como regra temperatura- tamanho. Os ventos e as marés são perigos normais na vida de muitos organismos. A estrutura e o comportamento desses organismos exibem alguns testemunhos de frequência e intensidade de tais perigos na história evolutiva de suas espécies. Assim, a maioria das árvores resiste à força de muitas tempestades, sem tombar ou perder seus ramos vivos. A maioria das lapas, cracas e algas macroscópicas se prende firmemente às rochas, resistindo às forças de ondas e marés, normais e diárias. Podemos também reconhecer uma escala de forças causadoras de danos mais intensos (desastres),que ocorrem ocasionalmente, mas com frequência suficiente para contribuir com as forças de seleção natural. Ao contrário das condições chamadas de perigos e desastres, existem ocorrências naturais causadoras de enormes danos, embora sejam raras a ponto de não deixar efeito seletivo sobre a evolução das espécies. Pode-se chamar tais eventos de catástrofes, como, por exemplo, a erupção vulcânica da ilha de Cracatoa. A história de acidificação de lagos (pela chuva ácida) fica muitas vezes registrada na sucessão de espécies de diatomáceas acumuladas nos seus sedimentos. A porcentagem de espécies distintas de diatomáceas em profundidades diversas reflete a flora presente em épocas distintas do passado. Conhecemos a tolerância ao pH de espécies de diatomáceas a partir de sua distribuição atual e isso pode ser usado para saber qual era o pH do lago no passado. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 3 Entre os animais consumidores de recursos, podemos dividi-los em generalistas e especialistas. Os generalistas (polífagos) consomem uma ampla variedade de espécies- presas. Já os especialistas, podem consumir somente partes de sua presa, embora eles explorem muitas espécies, comum em herbívoros (partes diferentes de plantas possuem distintas características nutricionais). Outros especialistas podem se alimentar de apenas uma faixa estreita de espécies intimamente relacionadas ou mesmo uma só espécie (monófagos). Indivíduos de espécies de vida longa são, provavelmente, generalistas, pois não podem depender de apenas um tipo de recurso alimentar ao longo de sua vida. Se um consumidor tem tempo de vida curto, aumenta a probabilidade de especialização. Um dos custos mais óbvios da especialização é que o consumidor deve gastar mais tempo procurando por um ou poucos recursos. A teoria da aparência propõe que plantas efêmeras (de vida curta, não-aparentes) são protegidas de consumidores devido ao caráter imprevisível do seu aparecimento no espaço e no tempo. Portanto, elas precisam investir menos em defesas do que as espécies de vida longa. Estas, por outro lado, deveriam investir em compostos que reduzem a digestibilidade, que, apesar de onerosos, protegem melhor e por mais tempo. Plantas não aparentes, então, serão protegidas por compostos tóxicos e plantas aparentes, por compostos que reduzem a digestibilidade. As defesas constitutivas (permanentes) estão presentes mais frequentemente em órgãos da planta que precisam de mais defesa, como sementes e partes reprodutivas, e as defesas induzidas somente serão ativadas em resposta a ataques anteriores e estarão presentes mais frequentemente em órgãos menos importantes, em especial para a reprodução, como folhas e talos. Dois recursos são considerados essenciais quando um não pode substituir o outro. Assim, o crescimento que pode ser proporcionado pelo recurso 1 depende completamente da quantidade disponível do recurso 2, e vice-versa. Em contrapartida, dois recursos podem ser considerados substituíveis quando qualquer um pode substituir totalmente o outro. Os recursos substituíveis podem ser definidos como complementares quando a espécie necessita de uma quantidade menor dos dois recursos consumidos juntos do que quando consumidos de forma separada. Já nos antagônicos, a espécie necessita de uma quantidade proporcionalmente maior de recursos, quando estes são consumidos juntos em vez de separadamente. Já os inibidores, são recursos essenciais, mas que se tornam prejudiciais quando consumidos em excesso, ou seja, o crescimento diminui com o aumento dos recursos em níveis muito altos. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 4 Nos organismos unitários, a forma é altamente determinável (todos os cães possuem quatro patas, todas as lulas possuem dois olhos, etc.), como nos humanos. Em organismos modulares, a forma e o tempo de desenvolvimento são imprevisíveis. O zigoto se desenvolve de uma unidade de construção (um módulo, como uma folha, com sua consequente extensão de caule), a qual produzirá módulos subsequentes similares. Os indivíduos são compostos por um número de módulos bastante variável, e o seu programa de desenvolvimento muito depende de sua interação com o ambiente. Os detalhes da descrição do valor reprodutivo podem ser ignorados, considerando que: o valor reprodutivo de uma determinada idade ou estágio é a soma da capacidade reprodutiva atual mais a futura (valor reprodutivo residual, VRR); o VRR combina a sobrevivência futura esperada com a fecundidade futura esperada; isso é realizado de maneira que leva em conta a contribuição de cada indivíduo a futuras gerações, relacionada à contribuição de outros indivíduos; e a história de vida favorecida pela seleção natural, entre aqueles indivíduos da população, será aquela para a qual é mais alta a soma do rendimento atual e do VRR. Toda a história de vida de um organismo deve, se necessário, apresentar um compromisso na alocação dos recursos que estão disponíveis a ele. Recursos destinados para uma atividade estão indisponíveis para outras atividades. Um trade-off é uma relação negativa entre duas características da história de vida, em que aumentos em uma estão associados a decréscimos na outra, como resultado de tais compromissos. A maioria das atenções tem sido dirigida aos trade-offs que revelam um aparente custo de reprodução (CR). O termo custo é usado para indicar que um indivíduo, ao aumentar suas energias para as atividades reprodutivas, tenderá a diminuir sua sobrevivência e/ou taxa de crescimento corporal, diminuindo, consequentemente, seu potencial para a reprodução no futuro. Uma das possibilidades de fitness pode ser do tipo convexo, indicando que um nível de reprodução atual um pouco abaixo do máximo permite uma quantidade considerável de crescimento. De outro modo, a relação pode ser do tipo côncava, indicando que um substancial crescimento pode somente ser conseguido com um nível de reprodução atual bem abaixo do máximo. Um nível de fitness é uma linha unindo combinações de reprodução atual e crescimento para o qual o fitness (valor reprodutivo) é constante. Portanto, níveis muito além da origem representam combinações com fitness maior. Para indivíduos adultos e já estabelecidos, dois tipos contrastantes de habitats podem ser reconhecidos: habitats com CR alto, no qual qualquer redução no crescimento que resulta da reprodução atual tem um grande efeito negativo no VRR e no fitness. Os níveis de fitness se dirigem radialmente com uma inclinação negativa; e hábitats com CR baixo, no qual o VRR é pouco afetado pelo nível de crescimento atual. Os níveis de fitness são quase verticais. Para a prole recém-nascida, também há dois tipos de habitats: os que sãos sensíveis ao tamanho da prole, em que o valor reprodutivo desta aumenta significativamente com o tamanho (um aumento no tamanho implica em um aumento significativo dos níveis do fitness); e os que são insensíveis ao tamanho da prole, em que o valor reprodutivo de um indivíduo da prole é pouco afetado pelo seu tamanho (um aumento no tamanho não modifica os níveis do fitness. Lack (1974) demonstrou o trade-off entre número e fitness da prole e propôs que a seleção natural favoreceria não o tamanho maior, mas antes um ajuste, que contrabalançasse o número máximo produzido em relação à sua subsequente sobrevivência. Isso passou a ser conhecido como o tamanho da prole de Lack. Porém, muitos estudos demonstraramalguns erros na proposta de Lack, sendo que o principal é o fato de que ele não leva em consideração o CR. A seleção natural favorecerá um padrão de ciclo de vida que apresentar o maior ganho de fitness. Uma ninhada grande a aparentemente produtiva pode também produzir um alto custo em termos de VRR. O tamanho da prole favorecido será menor do que parece ser o mais produtivo em tempo curto. Uma população K-estrategista vive em um habitat relativamente constante. Como consequência, é estabelecida uma população de tamanho adensado. Há uma intensa competição entre adultos, que, por isso, vivem em um habitat com CR alto e sensível ao tamanho da prole. Suas principais características são: tamanho corporal maior, reprodução tardia, iteroparidade (reprodução mais longa), alocação reprodutiva mais baixa e prole de tamanho maior (menos numerosa). Uma população R-estrategista vive em um habitat imprevisível no tempo ou de curta duração. A população experimentará períodos favoráveis de rápido crescimento e livre de competição, que são interrompidos por períodos desfavoráveis, com alta mortalidade. É um habitat de CR baixo e insensível ao tamanho da prole. Como características, podemos citar: tamanho corporal menor, maturidade precoce, certo grau de semelparidade, alocação reprodutiva maior e descendentes de tamanho menor (em maior número). Uma relação alométrica, ocorre quando uma propriedade física ou fisiológica de um organismo se altera em relação ao seu tamanho. Como exemplo, podemos citar o aumento no peso entre espécies de aves que está associado com um decréscimo no tempo dedicado a chocar ovos, por unidade de peso corporal. Tais relações podem ser ontogenéticas (mudanças ocorridas durante o desenvolvimento do organismo) ou filogenéticas (mudanças que são evidentes quando táxons relacionados têm diferentes tamanhos). Se organismos similares que diferem no tamanho conservassem uma similaridade geométrica (isométricos), todas as áreas de superfícies aumentariam com o quadrado do comprimento, e os volumes e pesos com o cubo do comprimento. Um aumento no tamanho deveria levar a decréscimos nas razões comprimento-área, comprimento-volume e área-volume. Quase todas as funções corporais dependem da eficiência de uma dessas razões. Uma mudança no tamanho entre organismos isométricos levaria a uma mudança na eficiência. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 5 Na região 1 da figura 5.3b, a mortalidade é independente da densidade, ou seja, os indivíduos morreram, mas a chance de um sobrevivente chegar à idade adulta não variou nessa densidade inicial. Na região 2, a taxa de mortalidade variou com a densidade: houve uma mortalidade dependente da densidade. O número de mortes continuou aumentando com a densidade, porém mais rapidamente do que na região 1. O número de sobreviventes também continuou crescendo, mas com menor rapidez do que na região 1. A taxa de mortalidade cresceu, mas ela subcompensou os aumentos da densidade. Na região 3, a competição intraespecífica foi ainda mais intensa. A taxa de mortalidade crescente sobrecompensou qualquer aumento da densidade, isto é, nesta região, quanto mais ovos havia, menos adultos sobreviveram: um aumento do número inicial de ovos conduziu a um aumento proporcional ainda maior da taxa de mortalidade. A figura 5.4 mostra uma situação um pouco diferente. Ela ilustra a relação entre densidade e mortalidade de trutas jovens. Em densidades mais baixas, houve dependência subcompensadora da densidade, mas em densidades mais altas, a mortalidade nunca sobrecompensou. De forma mais precisa, ela compensou com exatidão qualquer aumento da densidade. A densidade pode muitas vezes ser a maneira mais conveniente de expressar o grau de adensamento dos indivíduos, e esta é certamente a maneira habitual da expressão. Em ambientes naturais, os descendentes emancipados são muito mais numerosos nos pares residentes do que nos saltadores, pois os primeiros entregam muito mais alimento aos seus filhotes. Desde a mais tenra idade, os filhotes residentes acompanham seus pais às terras lamacentas das praias, ingerindo cada presa tão logo ela é capturada. Por outro lado, os filhotes saltadores ficam presos em seu território para nidificação entes de poder voar; todo o seu alimento é transportado por voo. É muito melhor ter um território que possibilite atuar como um residente do que um que exige atuar como um saltador. Um modelo construído sobre a base de um processo dependente da densidade e supostamente regulador pode levar a uma ampla gama de dinâmicas de populações. Se uma população-modelo tem uma taxa de reprodução líquida fundamental moderada e uma reação dependente da densidade que sobrecompensa mesmo de forma moderada, o seu número de indivíduos pode flutuar amplamente sem a ação de qualquer fator extrínseco. O significado biológico disto é a forte indicação de que, mesmo em um ambiente totalmente constante e previsível, as qualidades intrínsecas de uma população e de seus indivíduos podem, por si só, originar uma dinâmica com flutuações amplas e talvez até caóticas. Segundo o teorema de Taken, no contexto da ecologia, mesmo quando um sistema compreende muitos elementos interativos, as suas características (se ele é caótico) podem ser deduzidas a partir de uma sequência temporal de abundâncias de apenas um desses elementos. Isso é denominado reconstrução do atrator. Quando indivíduos diferentes (por exemplo, com diferentes tamanhos corporais) respondem à competição intra-específica de maneiras diferentes, temos o que chamamos de competição assimétrica. As assimetrias tendem a reforçar os poderes reguladores da competição intra-específica. À medida que uma coorte amadurece, os indivíduos crescem em tamanho, suas necessidades crescem e, por consequência, eles competem cada vez com maior intensidade. Por sua vez, isto tende a aumentar de modo gradual seu risco de morrer. Todavia, se alguns indivíduos morrem, ocorre então um decréscimo da densidade e da intensidade da competição, que afeta o crescimento, que afeta a competição, que afeta a sobrevivência, que afeta a densidade, e assim por diante. Esse mecanismo é conhecido como auto-atenuação (self-thinning). Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 6 A dispersão está relacionada ao distanciamento dos indivíduos entre si e, por isso, é uma descrição apropriada para vários tipos de movimentos. A migração é mais frequentemente considerada como movimentos direcionais em massa de um grande número de indivíduos de uma espécie de um local para o outro. A dispersão e a migração podem ser divididas em partida, movimento e chegada (ou emigração, transferência e imigração). Além disso, também podemos distinguir a dispersão natal e dispersão reprodutiva, sendo que a primeira se refere ao movimento entre a área onde o indivíduo nasceu e onde ocorre a primeira reprodução (só sendo encontrado em plantas) e a segunda se refere ao movimento entre duas áreas reprodutivas sucessivas. Além disso, também temos a dispersão passiva e ativa, sendo que a primeira pode ser com chuva de sementes ou por um agente mutualista. A dispersão passiva com chuva de sementes é encontrada em plantas que são dispersadas pelo vento ou que são ejetadas pelo órgão materno. O destino final da prole dispersada é determinado pela localização da planta-mãe; porém o micro-habitat detalhado do destino é devido ao acaso. A dispersãopassiva por um agente mutualista reduz a incerteza de direção na dispersão, com um agente ativo envolvido. As sementes de muitas espécies herbáceas possuem espinhos ou outras emergências que aumentam a chance de serem transportadas passivamente sobre o pelo dos animais. Os frutos de muitos arbustos e de árvores da parte inferior do dossel são suculentos e atrativos para as aves, sendo as cascas das sementes resistentes à digestão no intestino. A dispersão (descoberta) ativa ocorre em animais quando estes controlam sua decisão de onde se estabelecer e cessam o movimento somente quando encontram um local aceitável. A dormência em plantas pode ser de três tipos: inata, forçada e induzida. A dormência inata é um estado em que há uma necessidade absoluta de um estímulo externo espacial para reativar o processo de crescimento e desenvolvimento. O estímulo pode ser a presença de água, temperatura baixa, luz ou fotoperíodo. A dormência forçada é um estado imposto por condições externas (como quando uma planta é atacada por um herbívoro, em especial os insetos). Geralmente, a prole de uma única planta com dormência forçada pode ser dispersa durante anos, décadas ou mesmo séculos. A dormência induzida é um estado produzido em uma semente durante um período de dormência forçada, em que ela adquire uma nova necessidade antes de poder germinar, como uma exposição prévia à luz do sol. Este tipo de dormência induzida (com necessidade de exposição prévia à luz do sol) é responsável pelo acúmulo de grandes populações de sementes no solo. Na natureza, elas germinam somente quando são levadas à superfície do solo por minhocas ou animais que fazem tocas, ou por exposição à luz após a queda de uma árvore. Além disso, ainda podemos definir o conceito de metapopulação. Uma metapopulação é um conjunto de subpopulações que podem se dispersar por manchas de habitat, havendo os efeitos da extinção e da recolonização de algumas manchas. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 7 Os problemas ambientais resultantes do crescimento populacional humano requerem a aplicação de conhecimento ecológico, da teoria do nicho, da teoria bionômica e da dinâmica de pequenas populações. Um entendimento da extensão dos problemas que enfrentamos e dos meios que dispomos para agir contra eles e resolvê-los depende inteiramente da correta compreensão dos fundamentos ecológicos. A fisiologia dos organismos lhes permite tolerar certas variações nas condições físico-químicas do ambiente e determina suas necessidades por determinados recursos. Dessa forma, a ocorrência e a distribuição das espécies depende principalmente de sua ecofisiologia e, para os animais, também de seu repertório comportamental. Esses aspectos da ecologia das espécies estão inseridos no conceito de nicho. Temos observado que as espécies não ocorrem em todos os locais onde as condições ambientais e os recursos são apropriados para sua existência. Contudo, as estratégias de manejo em geral se baseiam na capacidade de prever onde as espécies prosperarão, seja quando desejamos restaurar hábitats degradados, prever a futura distribuição de espécies invasoras ou conservar espécies ameaçadas em novas reservas. Portanto, a teoria do nicho fornece o fundamento essencial para muitas ações de manejo. A bionomia de uma espécie é outro aspecto básico que pode guiar o seu manejo. Por exemplo, ser anual ou perene, com ou sem estágios dormentes, grande ou pequena, generalista ou especialista pode influenciar a probabilidade de uma espécie representar uma parte de um sucesso em uma restauração de hábitat, ser um invasor problemático ou ser um candidato à extinção (merecedor de prioridade na conservação). Os gestores seriam mais capazes de priorizar as espécies que necessitam de intervenções de conservação se fosse possível prever, com base nas características das espécies, aquelas que enfrentam o maior risco de extinção. Seria possível supor que os predadores de topo de cadeia correriam maior risco de extinção do que as espécies de níveis tróficos mais baixos, cujo suprimento alimentar é mais estável. Um padrão que tem se repetido é que o risco de extinção tende a ser mais alto para aquelas espécies com maior tamanho corporal. Várias categorias de risco de extinção das espécies têm sido definidas. Uma espécie pode ser descrita como vulnerável se houver uma probabilidade de 10 % de que ela seja extinta nos próximos 100 anos; em perigo, se a probabilidade for de 20 % em 20 anos ou em 10 gerações; e criticamente em perigo, se em um prazo de cinco anos ou duas gerações o risco de extinção for de, pelo menos, 50 %. Com base nesses critérios, 43 % das espécies de vertebrados têm sido classificadas como sob risco de extinção (isto é, elas se enquadram em uma das categorias descritas). Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 8 Quando duas espécies competem, os indivíduos de uma ou de ambas podem sofrer reduções de fecundidade e/ou sobrevivência. Os indivíduos mais ajustados de cada espécie podem ser aqueles que escapam da competição porque utilizam o hábitat de modo diferente do que fazem os indivíduos da outra espécie. As duas espécies evoluirão, tornando-se mais diferentes entre si do que eram anteriormente; elas competirão menos e, assim, terão mais probabilidade de coexistir. A competição interespecífica é muitas vezes altamente assimétrica (as consequências não são as mesmas para ambas as espécies). Os casos assimétricos parecem ser mais comuns do que os casos simétricos. A competição assimétrica resulta da capacidade diferencial de espécies em ocupar posições mais altas em uma hierarquia competitiva. Por fim, é importante ressaltar que a competição por um recurso muitas vezes afeta a capacidade de um organismo para explorar um outro recurso. Segundo o Princípio da Exclusão Competitiva, se duas espécies competidoras coexistem em ambiente estável, elas assim procedem como resultado da diferenciação de nichos efetivos. Porém, se não houver diferenciação, uma das espécies competidoras eliminará a outra. Portanto, a exclusão ocorre quando o nicho efetivo do competidor superior preenche por completo aquelas partes do nicho fundamental do competidor inferior que são fornecidas pelo hábitat. Quando a competição interespecífica é, para ambas as espécies, uma força mais poderosa do que a competição intra-específica, ocorre o que chamamos de antagonismo mútuo. Se duas espécies possuem distribuições independentes e agregadas, os poderes do competidor superior seriam dirigidos principalmente contra os membros de sua própria espécie e que o competidor superior agregado não estaria presente em muitas manchas, nas quais o competidor inferior escaparia da competição. Um competidor inferior poderia ser capaz de coexistir com um competidor superior que o excluiria rapidamente de um ambiente contínuo e homogêneo, o que pode significar que a competição intra-específica é mais frequente e mais intensa do que a competição interespecífica. Se uma única espécie de predador ou parasito ataca duas espécies de presas, o aumento na abundância que o inimigo alcança ao consumir a presa 1 aumenta seu dano sobre a presa 2. Por isso, indiretamente a presa 1 afeta de maneira adversa a presa 2 e vice-versa. No presente caso, não parece haver um recurso limitante e, portanto, podemos denominar essa relação de competição aparente. A evidência da competição nos experimentos naturais geralmente provémda expansão do nicho à ausência de um competidor (conhecida como liberação competitiva) ou simplesmente da diferença do nicho efetivo de uma espécie entre populações simpátricas e alopátricas. Se essa diferença vem acompanhada por mudanças morfológicas, então o efeito é referido como mudança de caráter. Os nichos podem ser diferenciados de muitas maneiras. Uma delas é a partição dos recursos ou a utilização diferencial dos mesmos. Isso pode ser observado quando algumas espécies que vivem exatamente no mesmo hábitat utilizam recursos diferentes. Uma vez que a maioria dos recursos dos animais são os indivíduos de outras espécies ou partes de indivíduos, em princípio não há dificuldade em imaginar como os animais competidores podem repartir tais recursos entre si. As plantas, por outro lado, têm necessidades muito semelhantes dos mesmos recursos potencialmente limitados e existe uma margem muito menos aparente para a partição dos mesmos. De forma alternativa, a disponibilidade dos diferentes recursos pode estar separada no tempo, como quando os recursos estão disponíveis em distintos momentos do dia em diferentes estações do ano. A densidade de espécies coexistentes deve ser proporcional ao número total de recursos em níveis fisiológicos limitantes de um sistema: quanto mais limitantes são os recursos, mais os competidores coexistem. Em outras palavras, quanto mais recursos limitantes existem, mais espécies podem coexistir. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 9 Predação é o consumo de um organismo por outro organismo, em que a presa está viva quando o predador a ataca pela primeira vez. A compensação é um termo de referência do grau de tolerância exibido pelas plantas. Se as plantas danificadas têm maior valor adaptativo (fitness) do que as não-danificadas, elas sobrecompensam a herbivoria; se o seu valor adaptativo for mais baixo, elas subcompensam. As plantas podem compensar de diversas maneiras os efeitos da herbivoria. Em primeiro lugar, a remoção de folhas sombreadas pode melhorar o balanço entre fotossíntese e respiração da planta como um todo. Em segundo lugar, imediatamente após um ataque de um herbívoro, muitas plantas fazem uma compensação utilizando as reservas armazenadas em diferentes tecidos e órgãos ou alterando a distribuição dos produtos da fotossíntese em seu interior. O dano por herbivoria pode levar a um aumento da taxa de fotossíntese por unidade de área das folhas sobreviventes. Os consumidores podem ser classificados em monófagos (se alimentam de um único tipo de presas), oligófagos (se alimentam de poucos tipos de presas) ou polífagos (se alimentam de muitos tipos de presas). A preferência de um alimento pode ser expressa em dois contextos bastante diferentes. Pode haver uma preferência por itens mais valiosos entre os disponíveis (preferência qualitativa) ou por itens que proporcionam uma parte integral de uma dieta mista e equilibrada (preferência equilibrada). As preferências de muitos consumidores são fixas; em outras palavras, elas são mantidas independentemente das disponibilidades relativas de tipos alimentares alternativos. Porém, outros mudam suas preferências, de modo que os alimentos são ingeridos desproporcionalmente quando abundantes e ignorados desproporcionalmente quando raros. Este segundo caso é conhecido como permutação. A maioria dos animais consome uma gama de tipos de alimentos mais estreita do que sua morfologia lhes capacita. Na tentativa de compreender o que determina a dieta real de um consumidor dentro de seu amplo potencial existente, os ecólogos têm concentrado cada vez mais a sua atenção na teoria do forrageio ótimo. A finalidade desta teoria é prever a estratégia de busca de alimento que cabe esperar sob condições específicas. O comportamento de busca de alimento exibido pelos animais atuais é aquele que foi favorecido pela seleção natural no passado, mas que também aumenta sua eficácia no presente. Uma eficácia elevada é alcançada mediante uma alta taxa líquida de ingestão de energia. Os predadores cujos tempo de manipulação são tipicamente curtos, em comparação com seus tempos de busca, deveriam ser generalistas, porque no tempo curto empregado para manipular uma presa já encontrada, eles mal podem iniciar a busca por outra presa. Por outro lado, os predadores cujos tempo de manipulação são longos em relação aos seus tempos de busca deveriam ser especialistas. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 10 As populações de predadores e presas são submetidas a oscilações acopladas em abundância, que continuam indefinidamente. Certas flutuações na população de presas são seguidas por flutuações na população do predador. Para que uma população exiba ciclos regulares e reconhecíveis, tais ciclos devem ser estáveis: quando uma influência externa muda o nível da população, deve haver uma tendência a voltar ao ciclo original. O mecanismo básico que gera as oscilações acopladas é uma série de respostas numéricas com atrasos no tempo, ou seja, mudanças na abundância de uma espécie em resposta à abundância de outras espécies. Primeiro se dá um atraso no tempo entre muitas presas e muitos predadores. Pode produzir-se então um outro atraso no tempo entre muitos predadores e poucas presas, e, posteriormente, entre poucas presas e poucos predadores. Portanto, na prática, mesmo onde existam oscilações acopladas, a forma exata delas provavelmente reflete os atrasos variados, e resistências, das diferentes respostas numéricas. Uma população que permanece aproximadamente constante em tamanho fornece uma evidência da existência de forças tanto reguladoras como estabilizadoras. A dependência atrasada da densidade de uma interação predador-presa regula, no sentido que atua fortemente sobre populações grandes e apenas fracamente sobre as populações pequenas. As presas são progressivamente afetadas pela competição intra-específica, à medida que sua abundância aumenta. Os predadores, igualmente, provavelmente são limitados em densidades altas pela disponibilidade de locais de repouso ou de refúgios, desvinculada de sua interação com seu recurso mais óbvio, suas presas. A taxa de consumo muitas vezes dependerá dos próprios predadores. A escassez de alimento comumente resultará em uma redução na taxa de consumo por indivíduo, à medida que a densidade de predadores aumenta. No entanto, mesmo quando o alimento não é limitado, a taxa de consumo pode ser reduzida por vários processos conhecidos coletivamente como interferência mútua. Por exemplo, muitos consumidores exibem um comportamento interativo com outros membros de sua população, levando menos tempo para se alimentar e baixando a taxa geral de alimentação. Com a interferência mútua, à medida que aumenta a sua densidade, os predadores empregam progressivamente mais tempo na interação com outros indivíduos, de modo que sua taxa de ataque diminui. Com a pseudo-interferência, a taxa de ataque também declina com o aumento da densidade de parasitoides, mas como resultado de uma fração crescente de encontros desperdiçados com hospedeiros que já tenham sido atacados. O ponto crucial é que esta agregação de risco entre os hospedeiros tende a incrementar a quantidade de pseudo-interferência. Com densidades baixas de parasitoides, provavelmente um parasitoide não tem sua taxa de ataque reduzida como consequência da agregação. Porém, com densidades mais altas, parasitoides em agregações progressivamente farãofrente a manchas nas quais os hospedeiros já se encontram parasitados. Em consequência, à medida que a densidade de parasitoides aumenta, sua taxa de ataque efetiva declina com rapidez, um efeito diretamente dependente da densidade. Isto provoca um amortecimento das oscilações naturais tanto da densidade do parasitoide como de seu impacto na mortalidade do hospedeiro. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 11 Os saprótrofos (organismos que utilizam matéria orgânica morta) não controlam a taxa com que seus recursos se tornam disponíveis ou se regeneram; eles dependem da taxa com que alguma outra força (senescência, doença, luta, queda das folhas das árvores) libera o recurso do qual vivem. Distinguem-se dois grupos de saprótrofos: decompositores (bactérias e fungos) e detritívoros (animais consumidores de matéria morta). A imobilização ocorre quando um elemento (nutriente) inorgânico é incorporado a uma forma orgânica (em especial durante o crescimento das plantas verdes). A decomposição, ao contrário, envolve a liberação de energia e a mineralização de nutrientes químicos (conversão de elementos da forma orgânica para a inorgânica). A decomposição, definida como a desintegração gradual da matéria orgânica morta, é realizada por agentes físicos e biológicos. Ela culmina com a ruptura das moléculas complexas, ricas em energia, por parte dos seus consumidores (decompositores e detritívoros), resultando em dióxido de carbono, água e nutrientes inorgânicos. As espécies de decompositores microbianos não são bioquimicamente muito versáteis; a maioria delas pode utilizar apenas um número limitado de substratos. É a diversidade de espécies envolvidas que possibilita a decomposição dos tecidos do corpo morto de um animal ou de uma planta. O consumo de detritos vegetais pelos detritívoros é relativamente difícil de ser feito, principalmente pelas altas quantidades de celulose e lignina que compõem esses tecidos vegetais. Pouquíssimos animais possuem a enzima celulase (responsável por digerir compostos de celulose), de forma que a maioria deles devem possuir outras formas de decompor os tecidos vegetais, como associações simbióticas com bactérias especializadas nesse tipo de digestão em seus intestinos. Por outro lado, o consumo de frutos caídos é feito de maneira bem mais fácil, já que frutos possuem altas quantidades de carboidratos, de fácil digestão pelo sistema digestivo desses animais. O consumo de fezes pode ser benéfico quando se trata de fezes de herbívoros (que possuem alto teor de nutrientes não digeridos), porém menos eficaz quando se trata de fezes de carnívoros (com poucos nutrientes não digeridos, porque o sistema digestivo destes animais digere mais de 80 % dos nutrientes de seus alimentos). Alguns animais realizam a chamada autocoprofagia, que é o consumo das próprias fezes, reaproveitando alguns nutrientes não aproveitados na primeira digestão. Os consumidores de carniça possuem o sistema digestivo semelhante ao dos carnívoros, já que a maioria dos carniceiros consomem restos de animais deixados para trás pelos carnívoros. Inclusive, alguns consumidores de carniça podem desempenhar papel de carnívoros (predando alguma presa que encontrarem) e alguns carnívoros podem ocasionalmente desempenhar o papel de consumidores de carniça oportunistas (alguns leões podem consumir os restos de uma presa deixados para trás por outros predadores). Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 12 Um parasito pode ser definido como um organismo que obtém seus nutrientes de um ou de muito poucos indivíduos hospedeiros, normalmente provocando danos, mas sem causar a morte imediata. Quando os parasitos colonizam um hospedeiro, diz-se que este abriga uma infecção. Somente se a infecção ocasiona sintomas claramente prejudiciais ao hospedeiro pode-se dizer que este tem uma doença. Patógeno é o termo que pode ser aplicado a qualquer parasito que provoca uma doença. Os parasitos ainda podem ser divididos em microparasitos e macroparasitos. Os microparasitos são pequenos, com frequência intracelulares, e se multiplicam diretamente dentro de seu hospedeiro, onde muitas vezes são extremamente numerosos. Já os macroparasitos têm uma biologia completamente distinta: eles crescem, mas não se multiplicam no interior do hospedeiro, e depois produzem estágios infecciosos especializados, que são liberados para infectar novos hospedeiros. Os macroparasitos dos animais vivem principalmente sobre o corpo ou em cavidades do corpo e não dentro de células do hospedeiro. Além da distinção entre microparasitos e macroparasitos, os parasitos podem ser subdivididos naqueles transmitidos diretamente de hospedeiro para hospedeiro e nos que necessitam de um vetor ou hospedeiro intermediário para a transmissão e, por isso, possuem um ciclo de vida indireto. O termo vetor refere-se a um animal que transporta um parasito de um hospedeiro para o outro. Alguns vetores são apenas transportadores, mas muitos são também hospedeiros intermediários, no interior dos quais o parasito cresce e/ou se multiplica. O parasitismo de prole ocorre entre espécies intimamente aparentadas e até entre membros da mesma espécie e é bem desenvolvido em insetos sociais (parasitismo social), em que os parasitos usam os operários de uma espécie, em geral aparentada, para criar sua própria progênie. Esse fenômeno é melhor conhecido entre as aves. As aves parasitos de prole põem seus ovos nos ninhos de outras aves, os quais são incubados e criados por estas. Em geral, elas reduzem o sucesso reprodutor do hospedeiro. É possível estabelecer uma distinção entre os parasitos que matam e continuam a viver sobre o hospedeiro morto (parasitos necrotróficos ou necroparasitos) e aqueles para os quais o hospedeiro deve estar vivo (parasitas biotróficos). Como a morte do hospedeiro é frequentemente inevitável e, às vezes, bastante rápida, os parasitos necrotróficos são verdadeiramente predadores e, uma vez que o hospedeiro está morto, eles são saprótrofos. Porém, enquanto o hospedeiro estiver vivo, os necroparasitos partilham muitas características com outros tipos de parasitos. Para um parasito biotrófico, a morte de seu hospedeiro significa o final da sua vida ativa. Os necroparasitos podem ser considerados saprótrofos pioneiros. Esses organismos têm vantagens sobre seus competidores porque podem matar o hospedeiro e ser os primeiros a ter acesso aos recursos do corpo morto. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 13 Uma relação mutualista é simplesmente aquela em que organismos de espécies diferentes interagem em seu benefício mútuo. Ela, em geral, envolve a troca direta de bens ou serviços e tipicamente resulta na aquisição de capacidades novas ao menos por um parceiro. Portanto, o mutualismo não implica necessariamente uma associação física fechada (simbiontes). Seria errado ver as interações mutualistas simplesmente como relações sem conflitos, em que apenas coisas boas fluem para ambos os parceiros. Ao contrário, o pensamento evolutivo atual vê os mutualismos como caos de exploração recíproca, em que cada parceiro é um beneficiário líquido. De maneira geral, é provável que muitos exemplos sejam interações comensais, em que um parceiro ganha e o outro não é prejudicado e nem beneficiado. Além disso, existem os mutualismos de dispersão de sementes, como no caso dos insetos, em geral, formigas, que carregam sementes de uma planta para áreas distantes da área original. Também existem os mutualismos entre plantas superiores e aves e outrosanimais que se alimentam de frutos carnosos e dispersam as sementes (que podem ser regurgitadas ou defecadas). Os mutualismos de polinização são realizados por pássaros e insetos que se alimentam do néctar das plantas. Algumas plantas possuem odor agradável e cores chamativas, para atração de animais guiados pelo olfato e pela visão, respectivamente. Esse tipo de mutualismo evoluiu de uma forma muito mais específica que os dispersores de sementes, porque a dispersão de sementes não precisa que elas sejam dispersadas próximas a plantas da mesma espécie (apenas longe da planta-mãe), enquanto que nos mutualismos de polinização, a planta necessita que o animal transporte o pólen para flores da mesma espécie, razão pela qual esse tipo de mutualismo co-evoluiu entre determinadas espécies de plantas e de animais. Dentre outros tipos de mutualismos, podemos citar os mutualismos de habitantes intestinais (microflora e microfauna intestinais), que ajudam na digestão de celulose e outros nutrientes do intestino de animais (em especial, os mamíferos); os mutualismos de fungos e algas (os líquens); a fixação de nitrogênio em plantas superiores, em especial as leguminosas (rizóbios); além, é claro, da simbiose com estruturas celulares, como o surgimento de células flageladas, mitocôndrias e outras organelas celulares provenientes, provavelmente, da associação de células animais com células microbióticas. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 14 É importante entender claramente a diferença entre questões sobre as maneiras pelas quais a abundância é determinada e como ela é regulada. Regulação é a tendência de uma população em diminuir de tamanho, quando ela está acima de um determinado nível, e de aumentar, quando se encontra abaixo desse nível. Em outras palavras, a regulação de uma população pode ocorrer, por definição, somente como resultado de um ou mais processos dependentes da densidade que atuam sobre as taxas de natalidade e/ou mortalidade e/ou movimento. Existem três abordagens amplas que têm sido usadas para tratar de questões sobre determinação e regulação da abundância. A abordagem demográfica busca variações de partição na taxa de crescimento populacional como um todo, entre as fases de sobrevivência, de natalidade e de movimento que ocorrem em estágios diferentes do ciclo de vida. O objetivo é identificar as fases mais importantes. A abordagem mecanística busca relacionar variações na taxa de crescimento diretamente com fatores específicos (alimento, temperatura, etc.) que podem ter influência sobre ela. A abordagem por si só pode abranger desde o estabelecimento de correlações até a realização de experimentos de campo. Por fim, a abordagem da densidade busca relacionar variações na taxa de crescimento a variações na densidade. Ela representa um instrumento conveniente a ser usado no exame de alguns dos muitos estudos que têm sido realizados. As explicações para os ciclos populacionais (retardos de tempo) geralmente enfatizam ou os fatores extrínsecos ou os intrínsecos. Os primeiros, atuando externamente à população, podem ser alimento, predadores ou parasitos, ou alguma flutuação periódica no próprio ambiente. Fatores intrínsecos são mudanças nos fenótipos dos próprios organismos (que podem, por sua vez, refletir mudanças no genótipo): mudanças na agressividade, na propensão a se dispersar, no rendimento reprodutivo, etc. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 15 Uma espécie-praga é aquela que os seres humanos consideram indesejável. Um pesticida ganha um mal nome se mata mais espécies do que apenas a espécie para o qual foi utilizado. Contudo, o mau nome é justificado especialmente se ele mata os inimigos naturais da praga e, assim, contribui para desfazer o que deveria ter sido feito. Dessa forma, o número de indivíduos da espécie-praga às vezes aumenta rapidamente algum tempo após a aplicação de um pesticida. Esse fenômeno é conhecido como a ressurgência da praga alvo. Os efeitos colaterais de um pesticida podem envolver reações ainda mais sutis. Quando um pesticida é aplicado, pode ser que não apenas a praga-alvo ressurja. Juntamente a espécie-alvo, há a possibilidade de que isso ocorra com um número de espécies-praga potenciais que haviam sido mantidas sob controle por seus inimigos naturais. Se o pesticida destrói esses inimigos naturais, as pragas em potencial podem tornar-se pragas reais, e são chamadas de pragas secundárias. Os surtos de pragas ocorrem repetidamente e, por isso, há a necessidade de se aplicar os pesticidas. No entanto, os biólogos podem substituir os produtos químicos por outra ferramenta: o controle biológico (manipulação dos inimigos naturais das pragas). Há uma variedade de tipos de controle biológico. O primeiro é a introdução de um inimigo natural de outra região geográfica, com o objetivo de que o agente de controle persista. A inoculação é semelhante à introdução, mas requer a liberação periódica de um agente de controle onde ele é incapaz de persistir ao longo de todo o ano, com o propósito de controlar uma única ou poucas gerações. Finalmente, a inundação é a liberação de grandes números de um inimigo natural com o objetivo de matar aqueles indivíduos da espécie- praga existentes no momento, mas sem qualquer expectativa de fornecer um controle de longo prazo como resultado de um crescimento ou manutenção da população do agente de controle. É importante se adotar uma perspectiva mais ampla e considerar como as diferentes ferramentas à disposição dos profissionais responsáveis pelo controle de pragas podem ser desenvolvidas de maneira mais eficiente, tanto para maximizar o benefício econômico da redução da densidade das pragas quanto para minimizar as consequências adversas para o ambiente e a saúde. Isso é o que o manejo integrado de pragas pretende atingir. Ele combina o controle físico (impedindo a chegada das pragas ou coletando-as manualmente), o controle natural (rotação de culturas ou multicultura), o controle biológico e químico e o uso de variedades resistentes. Já o manejo dos recursos naturais tem como objetivo evitar a sobre a subexploração, evitando, assim, que uma espécie seja explorada até a sua extinção. A taxa máxima de exploração que uma população pode sustentar com seu próprio recrutamento é conhecida como a produção máxima sustentável, que é a máxima quantidade que pode ser removida de uma população em uma base regular e repetida. A PMS permite explorar uma proporção fixa do recurso, evitando, assim, a sobre-exploração. Além disso, também é possível permitir um escape constante de indivíduos reprodutores, evitando, assim, eliminar todos os adultos reprodutores da espécie. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 16 Comunidade é uma assembleia de populações de espécies que ocorrem juntas no espaço e no tempo. A ecologia de comunidades procura entender a maneira como agrupamentos de espécies são distribuídos na natureza e as formas pelas quais tais agrupamentos podem ser influenciados pelo ambiente abiótico e pelas interações entre populações de espécies. Podemos postular dois diferentes tipos fundamentais de resposta de comunidades a perturbações de acordo com as relações competitivas exibidas pelas espécies componentes: controladas por fundação ou controladas por dominância. As comunidades controladas por fundação ocorrerão se diversas espécies forem aproximadamente equivalentes em suas capacidades de colonizar uma clareira deixada por uma perturbação, forem bem-adaptadas ao ambiente abiótico e puderem se manter no localaté a sua morte. A ganhadora é a espécie que por acaso consiga chegar a se estabelecer primeiro no local perturbado. As comunidades controladas por dominância são aquelas em que algumas espécies são competitivamente superiores a outras, de modo que um colonizador inicial de uma clareira aberta por uma perturbação não pode necessariamente se manter nela. As espécies iniciais em uma sucessão persistem por duas razoes: porque sua capacidade de dispersão e alta fecundidade permitem colonização e estabelecimento em locais recentemente perturbados antes da chegada de espécies tardias; ou porque crescimento rápido em condições com alta disponibilidade de recursos possibilita, temporariamente, a exclusão competitiva de espécies tardias mesmo que ambas cheguem ao mesmo tempo. O primeiro mecanismo é denominado de balanço competição- colonização e o segundo de nicho sucessional. Algumas espécies iniciais podem mudar o ambiente abiótico de tal forma que facilitam o estabelecimento de espécies tardias. Portanto, a facilitação deve ser adicionada à lista de fenômenos envolvidos em alguns processos de sucessão. Em consequência do balanço competição-colonização, o recrutamento de plantas competitivamente dominantes deve ser determinado em grande medida pela taxa de chegada de suas sementes. Isso significa que herbívoros que reduzem a produção de sementes provavelmente reduzem a densidade de competidores dominantes mais intensamente do que de espécies subordinadas. Assim, além do balanço competição- colonização, do nicho sucessional e da facilitação, devemos adicionar um quarto mecanismo: interação com inimigos, se quisermos entender completamente a sucessão vegetal. Esses mecanismos não devem ser vistos como regras rígidas e rápidas às quais as comunidades estão sujeitas, mas sim como extremos em um continuum entre controles por dominância e fundação. Comunidades reais podem estar próximas a um ou outro extremo desse continuum, embora na realidade as espécies ou manchas componentes possam ser controladas por dominância ou fundação dentro da mesma comunidade. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 17 Os corpos dos organismos vivos em uma unidade de área constituem uma colheita em pé de biomassa. Por biomassa entendemos a massa de organismos por unidade de área de solo. A grande maioria da biomassa em comunidades é quase sempre formada por plantas, que são os produtores primários de biomassa devido à sua quase única capacidade de fixar carbono na fotossíntese. A produtividade primaria de uma comunidade é a taxa com que a biomassa é produzida por unidade de área pelos vegetais. A fixação total de energia pela fotossíntese é referida como produtividade primária bruta. Uma parte desse total é continuamente respirada pelos vegetais e é perdida pela comunidade como calor respiratório. A produção restante é conhecida como produtividade primária líquida. A taxa de produção de biomassa por heterótrofos é denominada produtividade secundária. Um ecossistema pode receber matéria orgânica de outras fontes além de sua própria fotossíntese, via importação de matéria orgânica morta produzida em outro local. A matéria orgânica produzida pela fotossíntese dentro dos limites de um ecossistema é conhecida como autóctone e a importada é denominada alóctone. O limite definitivo sobre a produtividade de uma comunidade é determinado pela quantidade de radiação incidente que ela recebe. A radiação incidente é usada de maneira ineficiente por todas as comunidades. As causas dessa ineficiência podem ser encontradas em: escassez de água, restringindo a taxa de fotossíntese; escassez de nutrientes minerais essenciais, que diminui a velocidade da taxa de produção do tecido fotossintético e sua eficácia na fotossíntese; temperaturas letais ou demasiadamente baixas para o crescimento; profundidade insuficiente do solo; cobertura incompleta do dossel, de modo que grande parte da radiação incide sobre o solo e não sobre a folhagem; e a baixa eficiência com que as folhas fotossintetizam. Em riachos pequenos florestados, a luz e os nutrientes interagem na determinação da produtividade. A produtividade em lagos mostra um papel muito importante dos nutrientes, cuja disponibilidade pode interagir com a energia radiante, afetando a estequiometria das algas (razões C:N:P). As proporções da produção primária líquida que fluem ao logo de cada uma das possíveis rotas de energia dependem das eficiências de transferência no modo como a energia é usada e passada de uma etapa para a próxima. Elas são a eficiência de consumo, de assimilação e de produção. A eficiência de consumo é a porcentagem da produtividade total disponível em um nível trófico que é realmente consumida por um compartimento trófico um nível acima. A eficiência de assimilação é a porcentagem de energia elementar nos intestinos de consumidores em um compartimento trófico, que é assimilada através da parede intestinal e se torna disponível pela incorporação no crescimento ou é utilizada para realizar trabalho. O restante é perdido como fezes e entra na base do sistema decompositor. A eficiência de produção é a porcentagem de energia assimilada incorporada à nova biomassa. O restante é inteiramente perdido para a comunidade pela respiração, sob a forma de calor. A combinação das três eficiências resulta na chamada eficiência de transferência de nível trófico, comumente próxima de 10 %, ou seja, um nível trófico disponibiliza 10 % de sua energia assimilada para o próximo nível. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 18 O intemperismo da rocha matriz e do solo é em geral a principal fonte de nutrientes como cálcio, ferro, magnésio, fósforo e potássio, que podem, então, ser absorvidos através das raízes das plantas. O intemperismo mecânico é causado por processos, como o congelamento da água e o crescimento de raízes nas fendas. Há também o intemperismo químico, como as reações do ácido carbônico para liberar cálcio e potássio. O CO2 atmosférico é a fonte de conteúdo de carbono de comunidades terrestres. Similarmente, o nitrogênio gasoso proveniente da atmosfera fornece a maior parte do conteúdo de nitrogênio das comunidades. Outros nutrientes provenientes da atmosfera se tornam disponíveis às comunidades como deposição úmida (na chuva, neve ou neblina) ou deposição seca (queda de partículas durante períodos sem chuva e absorção gasosa). A floresta madura é um dreno líquido de carbono (entrada maior do que a saída) e uma floresta jovem é uma fonte líquida de carbono (saída maior do que a entrada). Já o fluxo de nutrientes em lagos possui importantes papéis do plâncton e da posição dos lagos. Os lagos salgados perdem água apenas por evaporação e possuem altas concentrações de nutrientes. O fluxo de nutrientes em estuários possui importante papel dos organismos planctônicos e bentônicos e das atividades humanas. As regiões costeiras dos oceanos são influenciadas por suas bacias hidrográficas e pela ressurgência local, enquanto que no oceano aberto há um importante papel do plâncton, que pode seguir um padrão sazonal. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 19 A visão de que a competição interespecífica possui um papel central e poderoso na moldagem de comunidades foi inicialmente encorajada pelo princípio de exclusão competitiva, que implica um limite de similaridade entre espécies competidoras e, portanto, um limite de espécies que podem coexistir em uma dada comunidade até a saturação do espaço do nicho. É consenso que a competição às vezes afeta a estrutura de comunidades,embora também seja consenso o fato de a competição nem sempre possuir um papel fundamental. Portanto, outros fatores podem impedir a exclusão competitiva, seja pela redução de densidades ou pela reversão, periódica, da superioridade competitiva. Ainda, mesmo quando a competição é intensa, as espécies podem coexistir caso possuam distribuições agregadas, com cada espécie distribuída de forma independente das outras. Ecólogos fazem previsões sobre como a comunidade deveria parecer se a competição interespecífica estivesse moldando-a, ou a tivesse moldado no passado, e, então, examinam comunidades reais para ver se elas concordam com as previsões. São elas: competidores potenciais que coexistem em uma comunidade devem, pelo menos, exibir diferenciação de nicho; esta diferenciação de nicho deve se manifestar frequentemente como diferenciação morfológica; dentro de qualquer comunidade, seria improvável a coexistência de competidores potenciais com pouca ou nenhuma diferenciação de nicho. Suas distribuições espaciais deveriam, portanto, ser negativamente associadas: cada um tende a ocorrer somente onde o outro inexiste. Algumas espécies em uma comunidade também podem apresentar complementaridade de nicho, ou seja, dentro da guilda como um todo, a diferenciação de nicho envolve diversas dimensões de nicho, e espécies que ocupam posições similares dentro de uma dimensão tendem a diferir ao longo de outra dimensão. A competição intensa pode, em teoria, ser evitada pela partição de recursos no espaço ou no tempo, por exemplo, alternando os ciclos de vida ao longo do ano. Modelos nulos são modelos de comunidades que possuem certas características das suas equivalentes reais, mas que congregam seus componentes ao acaso, especificamente excluindo as consequências de interações biológicas. De fato, tais análises são tentativas de seguir uma abordagem muito mais geral de investigação científica, a construção e o teste de hipóteses nulas. A ideia é que os dados sejam agregados de forma a representarem o que os dados deveriam parecer na ausência do fenômeno sob investigação (neste caso, interações entre espécies, particularmente competição interespecífica). Onde a diferenciação de nicho é manifestada como diferenciação morfológica, o espaçamento entre nichos tem seu equivalente na regularidade em grau de diferença morfológica entre espécies pertencentes a uma guilda. Especificamente, uma característica comum sugerida para guildas animais que parecem segregar fortemente ao longo de uma única dimensão de recursos é que espécies adjacentes tendem a exibir diferenças regulares em tamanho de corpo ou no tamanho dos aparatos de alimentação. Há ainda as teorias de equilíbrio e de não-equilíbrio, sendo que a primeira, como aquelas relacionadas à diferenciação de nicho, ajuda-nos a focar a atenção nas propriedades de um sistema em um ponto de equilíbrio (tempo e variação não são preocupações centrais). Uma teoria de não-equilíbrio, por outro lado, trata do comportamento transiente de um sistema fora do ponto de equilíbrio, e especificamente foca atenção no tempo e em variação. O pastejo pode aumentar a riqueza em espécies (diversidade) devido à coexistência mediada por consumidor (o pastejador reduz a densidade de presas a um nível em que a competição entre elas não é importante). Analogamente, o mesmo ocorre com os predadores, que reduzem a densidade de suas presas a um nível em que a competição entre elas enfraquece. A probabilidade de coexistência mediada por consumo é maior em situações com abundância de nutrientes. Da mesma forma, parasitos também podem reduzir a densidade de seus hospedeiros, e, assim, reduzir a competição interespecífica, podendo levar espécies hospedeiras sensíveis à extinção. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 20 A remoção de uma espécie pode ser um poderoso instrumento para revelar o funcionamento de uma teia alimentar. Se uma espécie predadora é removida, espera-se um aumento na densidade de sua presa. Se uma espécie competidora é removida, espera- se um aumento no êxito daquelas com as quais ela compete. Algumas vezes, entretanto, a remoção de uma espécie pode provocar um decréscimo em abundância de um competidor, ou a remoção de um predador pode levar a um decréscimo na abundância de sua presa. A remoção de uma espécie pode aumentar a densidade de um competidor, que, por sua vez, causa um declínio de um outro competidor. A remoção de um predador pode aumentar a abundância de uma espécie presa que é competitivamente superior à outra ou que é predadora desta outra (mesopredador), determinando uma diminuição na densidade da última. A extinção de um superpredador pode aumentar a abundância de um mesopredador (presa do superpredador), que preda uma determinada presa (diminuindo sua abundância). A cascata trófica ocorre quando um predador reduz a abundância de sua presa, o que tem efeito cascata no nível trófico abaixo, de modo que os recursos da própria presa aumentam em abundância. Um predador de topo pode reduzir a abundância de um predador intermediário, que pode permitir um aumento da abundância de um herbívoro, levando a um decréscimo na abundância vegetal. A resiliência descreve a velocidade com que uma comunidade retorna ao seu estado anterior após ter sido perturbada e deslocada de tal estado e a resistência descreve a capacidade inicial da comunidade de evitar o deslocamento. Já a estabilidade local descreve a tendência de uma comunidade de retornar ao seu estado original quando submetida a uma perturbação pequena e a estabilidade global descreve esta tendência quando a comunidade é submetida a uma perturbação grande. Uma comunidade que só é estável dentro de uma gama restrita de condições ambientais, ou para apenas uma gama muito limitada de características de espécies, diz-se que é dinamicamente frágil. De maneira oposta, uma comunidade que é estável dentro de uma gama ampla de condições e características é considerada dinamicamente robusta. Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 21 A riqueza em espécies de uma comunidade pode estar relacionada a muitos fatores, os quais são de diferentes tipos. Em primeiro lugar, existem fatores que podem ser referidos genericamente como geográficos, especialmente a latitude, a altitude e, em ambientes aquáticos, a profundidade. Um segundo grupo de fatores mostra realmente uma tendência a correlacionar-se com a latitude, embora suas correlações não sejam perfeitas. Segundo o grau em que estejam correlacionados, estes fatores podem representar uma parte na explicação dos gradientes latitudinais e outros. Tais fatores incluem a variabilidade climática, a entrada de energia, a produtividade do ambiente e possivelmente a idade e a severidade do ambiente. Um outro grupo de fatores varia geograficamente, mas completamente independente da latitude. Por isso, eles tendem a mascarar ou impedir as relações entre riqueza em espécies e outros fatores. Isto é o que acontece com o grau de perturbação física que um hábitat experimenta, com o seu isolamento e com o grau de heterogeneidade física e química que o mesmo apresenta. Finalmente, existe um grupo de fatores que correspondem a atributos biológicos de uma comunidade, mas que também exercem uma influência importante sobre a estrutura da comunidade da qual fazem parte. Entre esses fatores destacam-se a intensidade da predação ou parasitismo de uma comunidade, a intensidade da competição, a heterogeneidade espacial ou arquitetônica gerada pelos próprios organismos e o status sucessional de uma comunidade. Se uma comunidadeé dominada pela competição interespecífica, provavelmente os recursos são totalmente explorados. A riqueza em espécies dependerá então da gama de recursos disponíveis, do grau em que as espécies são especialistas e do grau permitido de sobreposição de nichos. A predação, por outro lado, é capaz de exercer efeitos contrastantes. Em primeiro lugar, sabemos que os predadores podem excluir certas espécies de presas; na ausência dessas espécies, é possível que a comunidade não seja completamente saturada, no sentido de que alguns recursos disponíveis podem estar inexplorados. Dessa maneira, a predação pode reduzir a riqueza em espécies. Em segundo lugar, contudo, a predação pode tender a manter as espécies abaixo de sua capacidade de suporte durante grande parte do tempo, reduzindo a intensidade e a importância da competição interespecífica direta por recursos. Isso pode permitir então muito mais sobreposições de nichos e uma riqueza em espécies maior do que em uma comunidade dominada por competição. Finalmente, a predação pode gerar padrões de riqueza similares aos produzidos pela competição quando as espécies de presas competem por espaço livre de inimigos. Tal competição aparente indica que a invasão e a coexistência estável de presas são favorecidas pelo fato de as presas serem suficientemente diferentes de outras espécies de presas já presentes. Em outras palavras, poderia haver um limite à similaridade das presas que podem coexistir (equivalente aos supostos limites à similaridade de competidores coexistentes). Resumo do Livro Ecologia: de Indivíduos a Ecossistemas Capítulo 22 Os jardineiros e os agricultores investem um esforço considerável no combate à sucessão por meio do plantio de espécies desejadas e da remoção de competidores indesejáveis. Na tentativa de manter as características de um estágio sucessional inicial (como o crescimento de uma gramínea anual altamente produtiva), os agricultores são forçados a resistir à sucessão natural para plantas herbáceas perenes (e, depois, para arbustos e árvores). O objetivo da ecologia da restauração é, frequentemente, a obtenção de um estágio sucessional estável e, de maneira ideal, do clímax. Uma vez que um uso indesejável da terra seja interrompido, os gestores ambientais não precisam intervir se estiverem preparados para esperar que a sucessão natural siga o seu curso. Não é possível contar sempre com a sucessão para promover a restauração de um hábitat, especialmente quando as fontes naturais de sementes são pequenas e distantes. Campos sujeitos à intensificação agrícola, incluindo a aplicação de fertilizantes e de herbicidas artificiais e regimes intensos de pastejo, têm muito menos espécies vegetais que campos sob manejo tradicional histórico. A restauração da biodiversidade nessas situações envolve uma sucessão secundária que normalmente demora mais de 10 anos; ela pode ser atingida pelo retorno a um regime tradicional sem fertilizantes minerais no qual a forragem é colhida em meados de julho e o gado é pastoreado no outono (hemisfério norte). Algumas espécies animais ameaçadas estão associadas a em estágio particular da sucessão; e sua conservação depende de um entendimento da sequência sucessional; a intervenção pode ser necessária para manter seu habitat em um estágio sucessional apropriado. Os estudos que desvendam as complexas interações nas teias alimentares podem fornecer informação-chave para os gestores em relação a questões tão diversas quanto a minimização do risco de doenças humanas, o estabelecimento de objetivos para áreas marinhas protegidas ou a previsão das espécies invasoras com maior potencial para perturbar o funcionamento dos ecossistemas. O nitrogênio é facilmente lixiviado das terras agrícolas devido principalmente ao fato de essas terras possuírem poucas ou nenhuma vegetação viva para absorver os nitratos durante parte do ano. O excesso de nitrogênio lixiviado acelera a eutrofização de rios e lagos. O manejo da eutrofização pode ser feito com policulturas ao invés das monoculturas (mais variedade de plantas para absorver os nitratos do solo) e pela aplicação controlada de fertilizantes, principalmente os de base de nitrogênio. A gama de problemas enfrentados pela raça humana nos primeiros anos de um novo milênio não tem precedentes, e a maioria desses problemas é, no sentido mais amplo, ecológicos. Os ecólogos do futuro têm dois desafios igualmente urgentes: avançar nossa ciência e envolvê-la integralmente nas políticas locais, nacionais e globais.
Compartilhar