AULA 10 e 11_EcoCOM_interacoes interespecificas e relacoes troficas

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA 
Departamento de Ciências Humanas e Tecnologias 
Campus XXIV – Professor Gedival Sousa Andrade 
 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DE PESCA 
 
 
 
 
 ECOLOGIA GERAL 
Professora: Taiana Guimarães Araujo 
E-mail: taianagaraujo@gmail.com 
 
 
 
 
ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
EMENTA 
 Ecologia de comunidades e relações interespecíficas: 
 Introdução: 
 O que é e o que estuda? 
 Fronteiras entre comunidades e os conceitos de ecótono e continuum; 
 Principais tipos de relações interespecíficas (positivas e 
negativas): 
 Competição, dominância, exclusão competitiva e coexistência; 
 Predação; 
 Simbiose ou mutualismo. 
 Relações tróficas  teia trófica; 
 Espécies-chave e os conceitos de controles “top-down” e “bottom-up”; 
 Diversidade: a propriedade emergente do nível de comunidade; 
 Distúrbio/perturbações e os conceitos de resistência e resiliência; 
 Sucessão ecológica. 
 
 
 
 ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
 
Principais tipos de 
interações/relações interespecíficas 
 A Ecologia de Comunidades busca sobretudo entender a natureza e 
a intensidade das interações entre populações que coexistem; 
 A maioria das espécies parece interagir fortemente apenas com 
umas poucas espécies no espaço e tempo e geralmente apenas 
com aquelas de tamanho comparável; 
Interações Interespecíficas 
Interações Interespecíficas 
 O foco da ecologia de comunidades vem tradicionalmente sendo 
dado à diversidade de espécies: 
 Quais forças endógenas (i.e., de dentro da comunidade) e exógenas (de 
fora) levam uma comunidade a ser mais ou menos diversa? 
 Como a interação entre espécies restringe o número de espécies, que 
podem coexistir? 
 Quais padrões emergem dessa interação interespecífica? 
 Assim, melhor do que definir o conceito exato de comunidade é 
entender os fatores que influenciam sua diversidade; 
 Para isso existem as interação interespecíficas, que são 
responsáveis por manter unida uma comunidade; 
 
 Os principais tipos de interação interespecífica, ou seja, entre 
espécies diferentes são: 
 Competição: tipo de interação em que ambos os organismos 
envolvidos são prejudicados  interação - / - 
 Parasitismo: tipo de interação em que um dos organismos se 
beneficia e o outro é prejudicado (podendo ocorrer a morte deste 
último, em última instância)  interação + / - 
 Predação: tipo de interação em que um dos organismos se 
beneficia e o outro morre  interação + / - 
 Simbiose ou mutualismo e cooperação: tipo de interação em que 
há benefício(s) para ambos os envolvidos  interação + / + 
Interações Interespecíficas 
 Há ainda outros tipos de relações: herbivoria/herbivorismo (+/-); 
comensalismo (+/0); amensalismo ou antibiose (+/-); inquilinismo e 
epifitismo (+/0), etc... 
 
Interações Interespecíficas 
Interações Interespecíficas 
COMPETIÇÃO: 
 Qualquer uso de um recurso por um indivíduo que reduza a 
disponibilidade deste recurso para outro indivíduo (competição por 
exploração); 
 Qualquer interferência de um organismo sobre outro, afetando sua 
sobrevivência ou adaptabilidade, mesmo na ausência de disputa direta 
por recursos (competição por interferência); 
 Esse tipo de interação possui importante papel na organização de 
comunidades naturais e vem há tempos sendo considerada o fator 
primário que governa a coexistência de espécies e, assim, a diversidade 
e outros padrões do nível de comunidades. 
 
Competição 
Competição 
 Quando há competição intraespecífica, os recursos se reduzem em 
função do aumento da densidade da população. Indivíduos mais 
competitivos têm maior sucesso reprodutivo, o que pode causar 
mudanças evolutivas na espécie; 
 
 A competição interespecífica causa reduções nas populações das 
espécies envolvidas. Cada uma contribui para a regulação da outra. Se 
a competição é intensa, uma das espécies pode ser removida ou 
excluída. 
 
 ESPÉCIES QUE COMPETEM POR UM MESMO RECURSO PODEM COEXISTIR? 
 
Princípio da exclusão competitiva: duas espécies não podem coexistir 
indefinidamente quando competem por um mesmo recurso limitante. O 
competidor dominante (competitivamente mais forte/hábil) exclui a 
espécie com menor habilidade competitiva. 
Competição 
EM QUE SITUAÇÕES NÃO DEVEMOS ESPERAR A EXCLUSÃO 
COMPETITIVA? 
 Quando os recursos são abundantes e ilimitados (situação “provisória”); 
 Em ambientes instáveis, continuamente perturbados, o que impossibilita 
a expressão da dominância por um competidor mais eficiente/forte; 
 Quando a espécie dominante tem sua densidade controlada por algum 
predador; 
 Em ambientes ocupados por espécies que não competem exatamente 
pelos mesmos recursos (os recursos são suficientemente variados para 
permitir a especialização de espécies potencialmente competidoras)  
diferentes nichos ecológicos. 
 
 
Competição 
O QUE PERMITE A COEXISTÊNCIA? 
 Quaisquer alterações ambientais, grandes ou pequenas, que 
alterem ou afetem as habilidades competitivas das espécies 
envolvidas; 
 A heterogeneidade 
ambiental  permite que 
as espécies ocupem 
posições ecológicas 
distintas (nichos). Estes 
diferentes nichos 
possibilitam a 
coexistência. 
 
Interações Interespecíficas 
SIMBIOSE ou MUTUALISMO e COOPERAÇÃO: 
 Tipo de associação entre indivíduos de espécies diferentes na qual 
ambos se beneficiam. 
 A cooperação é uma relação entre indivíduos de espécies diferentes, em 
que ambos são beneficiados. 
 Já na simbiose ou mutualismo essa associação é tão íntima, que a 
sobrevivência dos seres que a formam torna-se impossível, quando são 
separados. É portanto uma relação entre indivíduos de espécies 
diferentes, em que ambos são beneficiados, sendo a interação 
obrigatória para a sobrevivência das espécies. 
 
Simbiose, mutualismo ou cooperação 
EXEMPLOS DE RELAÇÕES DE SIMBIOSE OU MUTUALISMO: 
 
 Liquens  constituídos pela associação mutualística entre algas e fungos. 
A alga realiza a fotossíntese e cede ao fungo parte da matéria orgânica 
sintetizada. O fungo, além de proteger a alga, cede-lhe a umidade e ao 
sais minerais que absorve. Esse tipo de relação é benéfica para ambos. 
Permite a sobrevivência do líquen em lugares onde, isoladamente, a alga 
e o fungo não teriam chances. Os liquens podem ser encontrados em 
troncos de árvores, nas rochas nuas, nos desertos e no Ártico. 
 
Simbiose, mutualismo ou cooperação 
EXEMPLOS DE RELAÇÕES DE SIMBIOSE OU MUTUALISMO: 
 
 Ruminantes e microrganismos  os 
animais ruminantes não fabricam a enzima 
celulase (responsável pela quebra e 
digestão da molécula de celulose). Como 
os alimentos que ingerem são ricos em 
celulose, também abrigam em seu 
estômago grande número de protozoários 
e bactérias capazes de fabricar essa 
enzima. A partir daí estabelece-se uma 
relação mutualística, em que as bactérias e 
os protozoários fornecem aos herbívoros a 
enzima para a digestão da celulose e os 
herbívoros, por sua vez, fornecem abrigo e 
nutrição a esses microrganismos. 
 
Simbiose, mutualismo ou cooperação 
EXEMPLOS DE RELAÇÕES DE SIMBIOSE OU MUTUALISMO : 
 
 Micorriza  tipo de associação mutualística que ocorre entre fungos e 
as raízes de certas orquídeas, de algumas árvores de manguezal e da 
maioria das plantas leguminosas. O fungo, ao decompor as substâncias 
orgânicas, fornece às planta o nitrogênio e outros nutrientes minerais na 
forma assimilável. As plantas, em troca, cedem ao fungo compostos 
orgânicos por elas sintetizados.Interações Interespecíficas 
PREDAÇÃO ou PREDATISMO: 
 Todas as formas de vida são consumidoras e/ou objeto de consumo 
 as relações predador-presa, herbívoro-planta e parasita-
hospedeiro são exemplos de interações consumidor-recurso; 
 Tipo de interação que afeta tanto a persistência quanto a 
diversidade de espécies. Atua tanto sobre as populações de presas 
(recursos) quanto de predadores (consumidores). 
 É importante realizar uma investigação mais completa dos 
mecanismos desse tipo de interação, se o objetivo for 
determinar/prever seus impactos sobre as comunidades naturais ou 
sobre populações específicas; 
 
Predação 
 Consumidores assumem diversos nomes a depender do tipo de 
consumo que exercem: predadores, parasitas, parasitóides, 
herbívoro, detritívoros etc.; 
 Os predadores tendem a remover suas presas da população 
(individualmente ou em quantidade), ou seja, sempre há morte da 
presa; 
 Os parasitas consomem partes de uma presa viva ou hospedeiro; 
 Os parasitóides consomem seus hospedeiros devagar e sempre 
(ocorrendo, em última instância, a morte da presa-hospedeiro); 
 Os herbívoros (pastadores) consomem plantas inteiras ou suas 
partes; 
 Os detritívoros consomem material orgânico em decomposição e 
não têm efeito direto sobre a população que dá origem ao recurso. 
Predação 
Predação 
 Na predação, a princípio os consumidores se beneficiam e suas 
populações aumentam, enquanto as populações do recurso 
(presa) diminuem. 
 No entanto, esta situação não pode prosseguir indefinidamente, 
sob pena de extinção do próprio consumidor; 
 A dinâmica de interação presa-predados acaba controlando 
ambas as populações  o exemplo do lince e da lebre da neve. 
 
Predação 
 Exemplo clássico: 
 Presa escassa  predador diminui; 
 Predador escasso  presa se multiplica; 
 Presa novamente disponível  predador se multiplica 
Assim, uma população controla a 
outra e a disponibilidade de alimento 
para a presa regulará a dinâmica 
presa-predador 
Predação 
 O modelo de Lotka-Volterra (o exemplo da lince e da lebre da neve): 
 um aumento na população de presas é seguido por um aumento 
na predação; 
 um aumento no número de predadores causa uma redução na 
população de presas; 
 conforme a população de presas diminui, ela sustenta menos 
predadores; 
 com menos predadores, as populações de presas crescem 
novamente 
Predação 
 O modelo de Lotka-Volterra (o exemplo da lince e da lebre da neve): 
O modelo de Lotka-Volterra tem a vantagem 
de explicar como os ciclos populacionais de 
presas e predadores podem ocorrer na 
natureza, mas é excessivamente simples para 
representar a complexa realidade biológica. 
Predação 
 No entanto, os modelos teóricos nem sempre “batem” com o que 
realmente ocorre na natureza, seja em função de adaptações 
diferenciais de presas e predadores ou por causa das próprias 
oscilações ambientais, que impossibilitam a sincronização “ideal” dessa 
dinâmica: 
 A ineficiência do predador ou a eficiência da presa; 
 Novos refúgios para a presa; 
 Recursos alimentares alternativos para o predador (sistemas complexos 
com muitas espécies de presas e predadores); 
 Sistemas nos quais os predadores selecionam preferencialmente as presas 
de menor valor reprodutivo (preferência por presas idosas ou juvenis). 
 
 É importante sempre lembrar que boa parte dos conceitos ecológicos 
partiu de experimentos controlados e que na natureza sempre haverá 
situações que fogem ao modelo teorizado. 
Predação 
 As relações predador-presa devem ser sempre analisadas no 
contexto evolutivo. 
 A estabilidade ou coexistência destes sistemas só foram 
possibilitadas por sua coevolução. Esta coevolução é mais estreita 
quando há uma maior sincronização entre as populações de presas 
e predadores; 
 
COEVOLUÇÃO: Quando populações de duas espécies interagem ao 
longo do tempo evolutivo, cada uma pode evoluir ou se transformar 
em resposta àquelas características da outra que afeta o seu 
ajustamento evolutivo; 
 
Predação e 
coevolução 
 A percepção do risco da 
predação  as presas 
desenvolvem adaptações para 
evitar seus predadores : 
 
 Refúgios físicos e funcionais 
(tamanho); 
 Escape (sentidos aguçados e 
velocidade); 
 Coloração (críptica/coloração de 
advertência); 
 Adaptações estruturais e 
químicas nas plantas e animais 
(cheiros ruins, secreções 
nocivas, espinhos, carapaças 
etc.). 
 
Predação e coevolução 
 Por outro lado, os predadores 
também desenvolvem 
adaptações para explorar 
suas presas (forma e função 
relacionadas à dieta): 
 
 À medida que as presas 
aumentam de tamanho, 
tornam-se mais difíceis de 
capturar e os predadores se 
tornam mais especializados; 
 Mobilidade; 
 Órgãos de sentido (visão, 
olfato); 
 Estruturas bucais e aparelho 
digestivo relacionados com a 
dieta. 
Interações Interespecíficas 
Interações Interespecíficas 
Interações Interespecíficas 
São justamente todos esses tipos de 
interações consumidor-recurso e os 
padrões e configurações que delas 
emergem que configuram as redes ou 
teias tróficas. 
Trófico vem do radical grego “troph” = relativo à nutrição, 
alimento. 
 
 ECOLOGIA DE COMUNIDADES 
 
Relações tróficas: a teia ou rede trófica 
Relações tróficas – Cadeia ou teia? 
 São quatro os constituintes básicos de uma comunidade: 
 Substâncias abióticas  compostos básicos do meio ambiente; 
 Produtores  seres autotróficos (i.e. que se alimenta a si mesmo), na 
maior parte dos casos plantas verdes, capazes de fabricar o seu próprio 
alimento a partir de substâncias inorgânicas simples; 
 Consumidores  organismos heterotróficos (i.e. que é alimentado por 
outros), quase sempre animais, que se alimentam de outros seres ou de 
partículas de matéria orgânica; 
 Decompositores  seres heterotróficos, bactérias e fungos que, ao 
decomporem as complexas moléculas orgânicas dos organismos mortos, 
ingerem partes destes materiais e liberam, em contrapartida, substâncias 
simples que, lançadas no ambiente, podem ser novamente assimiladas 
pelos produtores, fechando o ciclo. 
 
 Esses componentes atuam na estruturação das cadeias tróficas, as 
quais, ao se interconectarem, dão origem às teias ou redes tróficas; 
 
 
Relações tróficas 
Relações tróficas – Cadeia ou teia? 
 O conceito de TEIA ou REDE TRÓFICA parte do princípio de que as 
relações tróficas ocorrem por meio de várias vias, de modo que os níveis 
tróficos nem sempre são bem definidos. 
 
 Assim, o que ocorre em geral é que um mesmo organismo pode atuar, 
por exemplo, como consumidor secundário e terciário no mesmo tempo 
e espaço 
 
Cadeia alimentar/ trófica 
Relações tróficas – Cadeia ou teia? 
Cadeia alimentar/ trófica 
Relações tróficas – Espécies-chave 
 A complexidade e estabilidade destas redes alimentares está justamente 
associada à riqueza de espécies, o que possibilita que mais de uma 
espécie possa desempenhar a mesma ou similar função dentro da teia 
trófica; 
 
 Mas será que todas as espécies são igualmente “importantes” dentro da 
teia trófica? 
 
  Há espécies mais “importantes” do ponto de vista trófico, que se 
tornam responsáveis até mesmo pela estruturação dos sistemas em que 
vivem  ESPÉCIES-CHAVE; 
 
 
 
Relações tróficas – Espécies-chave 
O krill e na cadeia alimentar antártica 
Relações tróficas – Espécies-chave 
O krill e na cadeia alimentar antártica 
 Populações de plantas e animais podem sercontroladas tanto de “cima 
para baixo” (“top-down”) pela ação dos consumidores quanto de “baixo 
para cima” (“bottom-up”) pela disponibilidade dos recursos. 
 
 CONTROLE TOP-DOWN: a predação tende a controlar a população de 
presas. Ex: a predação por parte de animais carnívoros suprime a 
população de herbívoros, o que, como consequência leva a uma menor 
pressão sobre as populações de plantas que serviam de alimento para 
esses herbívoros. 
 
 Esse efeito cascada pode afetar fortemente a biomassa de vários níveis 
tróficos e consequentemente, o funcionamento do ecossistema. 
 
 A configuração biológica e a estabilidade de sistemas complexos podem 
depender destas populações de predadores chave. 
 
Relações tróficas – Espécies-chave e os tipos 
de controles “top-down” e “botton-up” 
Relações tróficas – Espécies-chave e os tipos 
de controles “top-down” e “botton-up” 
 CONTROLE BOTTON-UP : nestes casos, a produtividade primária limita 
o tamanho das populações animais no ecossistema (desconsiderando-
se o caso especial de sistemas baseados em detritos); 
 
 Qualquer redução no tamanho das comunidades de produtores 
primários terá repercussões adversas no sistema como um todo e 
particularmente nos níveis tróficos superiores; 
 
 As espécies no topo da pirâmide (consumidores especializados como 
condores, felinos, tubarões, piranhas), i.e. os predadores de topo de 
cadeia, tornam-se ameaçadas. 
 
 
 
 
 
Relações tróficas – Espécies-chave e os tipos 
de controles “top-down” e “bottom-up” 
BOTTON-UP 
TOP-DOWN 
Relações tróficas – Espécies-chave e os tipos 
de controles “top-down” e “botton-up” 
 O caso das lontras marinhas do pacífico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PARA PENSAR: o que vocês acham que 
ocorreu neste caso? 
 
Algas 
Ouriços 
Lontras 
Povo 
Aleutas 
Relações tróficas – Espécies-chave e os tipos 
de controles “top-down” e “botton-up” 
Experimentos “naturais” nas ilhas Aleutas (Estes & Palmisano, 1974) 
 
 Rat Island: lontras presentes  predação severa sobre ouriços, 
permitindo o crescimento extensivo de algas  ausência de cracas e 
mexilhões  abundância de peixes, focas e águias; 
 
 Near Island: lontras extintas pelos Aleutas  ouriços grandes e 
abundantes  bancos de algas reduzidos  bancos extensos de cracas 
e mexilhões  peixes, focas e águias escassos. 
 
 
 Este é um exemplo de desequilíbrio de uma comunidade em 
função da retirada do predador de topo e desestabilização do 
controle “top-down”. 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 
 Michael BEGON, John L. Harper, Colin R. Townsend. Ecologia: 
de indivíduos a ecossistemas. 4ª Ed., Editora Artmed, 2007. 
 
 Simon LEVIN. The Princenton Guide to Ecology. Editora da 
Princenton University, 2007. 
 
 Aulas do professor do curso de Oceanografia da UFPR, Dr. 
Paulo da Cunha Lana. 
OBRIGADA e 
BOA TARDE !!!