Introdução a Ecologia

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ECOLOGIA GERAL
Introdução a Ecologia, 
conceitos e interfaces
Ecologia
Definição -> oikos (grego – casa) e logos (grego –Definição -> oikos (grego – casa) e logos (grego –
palavra, verbo, discurso)
O primeiro discurso sistematizado sobre os seres O primeiro discurso sistematizado sobre os seres 
vivos (estrutura e relações) surge com Aristóteles e 
depois é melhor tratado por Teofrasto
Ecologia
Teofrasto (Eresos, 372 a.C. — 287 a.C)Teofrasto (Eresos, 372 a.C. — 287 a.C)
Nome original: Tirtamo
Escola Peripatética
Historia plantarum
De causis plantarumDe causis plantarum
Dos Animais que Mordem ou Chifram
Dos Animais considerados Invejosos
Dos Animais que Permanecem em Terra Seca
Dos Animais que Mudam de CorDos Animais que Mudam de Cor
Dos Animais que Vivem em Esconderijos
Dos Animais
Ecologia
É importante lembrar que a Biologia ou Ciências É importante lembrar que a Biologia ou Ciências 
Biológicas formalmente data da metade do século 
XX. 
Antes disso temos o Historiador Natural ou 
Naturalista. Ele era biólogo, paleontólogo, geólogo e Naturalista. Ele era biólogo, paleontólogo, geólogo e 
muitas vezes geógrafo e cartógrafo
A palavra ecologia surge no mesmo período que a A palavra ecologia surge no mesmo período que a 
Biogeografia e a Biologia comparada (evolução) 
começam a se delinear dentro da História Natural
Ecologia
Thomas Robert Malthus (1766 Thomas Robert Malthus (1766 
- 1834)
Economista britânico.
Pai da demografia Pai da demografia 
Teoria para o controle do 
aumento populacional pela 
competição por alimento 
(resumidamente falando)
Sua teoria teve impacto sobre 
C. Darwin
Ecologia
Ernst Heinrich PhilippErnst Heinrich Philipp
August Haeckel
(1834 — 1919) 
Naturalista, filósofo, médico
professor, artistaprofessor, artista
Mais conhecido pela teoria da 
recapitulação
1869 – Ecologia “ciência capaz de
compreender a relação do organismo com 
seu ambiente”
Ecologia
Nos anos seguintes um trio de 
pesquisadores desenvolveram as 
bases matemáticas para o estudo de bases matemáticas para o estudo de 
populações e sua aplicação em 
ecologia
Ecologia
Raymond Pearl Raymond Pearl 
(1879 – 1940)
Foi um dos primeiros Foi um dos primeiros 
biólogos a interpretar a 
genética de populações 
usando estatística
Ecologia
Alfred James LotkaAlfred James Lotka
(1880 — 1949)
Matemático, físico-
quimico e estatístico, quimico e estatístico, 
famoso pelo seu trabalho 
em dinâmica 
populacional.
"Elements of Physical"Elements of Physical
Biology"
Ecologia
Vito VolterraVito Volterra
(1860 — 1940) 
matemático e físico 
"Fluctuations in the"Fluctuations in the
abundance of a species
considered
mathematically"
Ecologia
As bases conceituais, por sua vez, foram As bases conceituais, por sua vez, foram 
desenvolvidas por 
August Thienemann
C. S. EltonC. S. Elton
E. Birge e C. Juday
R. L. Lindeman
Eugene e Howard Odum. 
J. D. OvingtonJ. D. Ovington
C. J. Krebs.
Ecologia
August Friedrich August Friedrich 
Thienemann
(1882 – 1960)
Limnologista
ZóólogoZóólogo
Ecólogo
Conhecido pelo seu trabalho 
sobre biologia Chironomidae
e as tipologias de lagos. e as tipologias de lagos. 
Uma das sua grandes 
contribuições foi o conceito 
de nível trófico
Ecologia
Charles Sutherland Elton Charles Sutherland Elton 
(1900 – 1991) 
Zoólogo 
Ecólogo
Trabalhou sobre temas Trabalhou sobre temas 
importantes como 
ecologia de populações 
comunidades e 
organismos invasores. organismos invasores. 
Introduz o conceito de 
nichos ecológico e 
pirâmides de números
Ecologia
Edward Asahel Birge e Chancey JudayEdward Asahel Birge e Chancey Juday
(1851 – 1950) (1871 – 1944)
Dois 
Idéia de produção primária
Ecologia
Raymond Laurel LindemanRaymond Laurel Lindeman
(1915 – 1942)
Ecólogo 
Considerado fundador da Considerado fundador da 
ecologia de ecossistemas.
Conceito trófico-dinâmico
Ecologia
John Derrick OvingtonJohn Derrick Ovington
Ecologista 
Conhecido pelo 
seu trabalho em 
áreas florestais. áreas florestais. 
Uma das suas
maiores 
contribuições foramcontribuições foram
seus studos sobre o ciclo dos
nutrientes
Ecologia
Charles Joseph KrebsCharles Joseph Krebs
(1936- )
Um dos maiores nomes vivos na área 
da ecologia aplicada e de populaçõesda ecologia aplicada e de populações
1972 -> C. J. Krebs. “o estudo científico
das interações que determinam a 
distribuição e abundância dos distribuição e abundância dos 
organismos”
Ecologia
“estudo do ambiente natural, particularmente as relaçõess entre “estudo do ambiente natural, particularmente as relaçõess entre 
organismos e suas adjacências” - Ricklefs (1973)
é o estudo do “lugar onde se vive”, com ênfase sobre “a 
totalidade ou padrão de relações entre os organismos e o seu totalidade ou padrão de relações entre os organismos e o seu 
ambiente” - Odum (1983) – citando Webster’s Unabridged
Dictionary
“é a ciência que estuda as relações dos seres vivos entre si e 
com o ambiente”. – Glossário de Ecologia (1997) com o ambiente”. – Glossário de Ecologia (1997) 
“é a ciência através da qual estudamos os organismos (animais, 
plantas e microorganismos) dentro do e no mundo natural”. 
Ecologia
M. Begon et al. (2007) -> “estudo científico da distribuição e M. Begon et al. (2007) -> “estudo científico da distribuição e 
abundância dos organismos e das interações que
determinam a distribuição e abundância”
Resumidamente:
estudo científico da distribuição e abundância de 
organismos e das interações que determinam esses
fatores.
Ecologia como ciência
1968-1970 -> Consciência1968-1970 -> Consciência
Ambiental
Primeira foto da TerraPrimeira foto da Terra
Frágil e Solitária
Década de 70 -> “década do 
ambiente” ambiente” 
1o Dia da Terra -> 22 de abril de 
1970
Ecologia e Política
1980-1990 -> Temas ambientais inseridos no cenário1980-1990 -> Temas ambientais inseridos no cenário
político
– preocupações com as relações humanas– preocupações com as relações humanas
(aumento de criminalidade, Guerra Fria, etc.)
Aumentado neste último século
Trabalhando com ecologia…
3 pontos fundamentais para execução de projetos de 3 pontos fundamentais para execução de projetos de 
ecologia:
a) Fenômenos ecológicos ocorrem em uma
variedade de escalasvariedade de escalas
b) Evidência ecológica provém de uma variedade de 
fontes diferentes
c) Ecologia conta com a evidência científica e a 
aplicação da estatística
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
Escalas•Escalas
Biológicas
EspacialEspacial
Temporal 
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
• Escalas “biológicas” -> 
hierarquia em níveis de 
organização
• 7 processos de controle
ou funções
transcendentes operam
11 níveis de organização
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
• Interação com o ambiente físico (energia e 
matéria) a cada nível produz sistemas funcionais
• Sistemas -> "componentes regularmenteSistemas -> "componentes regularmente
interativos e interdependentes formando um todo
unificado” 



  



= = = = = =
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
População -> originalmente utilizado para agrupar pessoas, 
foi ampliado para agrupar indivíduos
Comunidade -> inclui todas as populações que ocupam 
uma certa área
Comunidade + ambiente abiótico = sistema ecológico ou Comunidade + ambiente abiótico = sistema ecológico ou 
ecossistema
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
Paisagem -> "áreaPaisagem -> "área
heterogênea composta de um 
agregado de ecossistemasem
interação que se repetem de 
maneira similar por toda suamaneira similar por toda sua
extensão”
Ex: Bacia Hidrográfica
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
Espaço de terreno que se estende em um lance de vista Espaço de terreno que se estende em um lance de vista 
(segundo Dicionário Aurélio)
Paisagem??
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
MANEJO DE PAISAGENSMANEJO DE PAISAGENS
Planejamento e execução de atividades ligadas a 
modificação do ambiente visual com o intuito de conservar
e melhorar as condições ambientais
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
Bioma -> “grande sistema Bioma -> “grande sistema 
regional caracterizado por um 
tipo principal de vegetação ou 
algum outro aspecto 
identificador da paisagem”identificador da paisagem”
Ex: Ex: CaatingaCaatinga
“mata branca”
Ex:MataEx:Mata AtlânticaAtlântica
Mata Mata próximopróximo aoao oceanooceano atlânticoatlântico com com formaçõesformações
florestaisflorestais de de relevorelevo acentuadoacentuadoflorestaisflorestais de de relevorelevo acentuadoacentuado
Floresta Ombrófila 
Densa, Mata Atlântica na 
Serra do Mar, PRSerra do Mar, PR
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
• Fitofisionomia ou Regiões Fitofisiológicas:
• Floresta Ombrófila Densa
• Floresta Ombrófila Aberta
• Floresta Ombrófila Mista
• Floresta Estacional Decidual
• Floresta Estacional
Semidecidual
• Mangues (Zonas Costeiras
e Mata Atlântica)e Mata Atlântica)
• Restingas (Zonas Costeiras
e Mata Atlântica)
• Campos de altitude
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma 
variedade de escalas
• Floresta semidecidual => estação com chuvas intensas• Floresta semidecidual => estação com chuvas intensas
de verão, seguidas por um período de estiagem
• de terras baixas -> Rio Grande do Norte ao Rio de 
Janeiro 
• caracteriza-se pelo gênero Caesalpinia, inclusive o Pau-
brasil
Caesalpinia
ferrea
Caesalpinia
leiostachya
Trabalhando com ecologia…
Ecosfera -> “maior• Ecosfera -> “maior
sistema biológico e mais
próximo da 
autosuficiência. Inclui
todos os organismos vivostodos os organismos vivos
interagindo com o 
ambiente físico como um 
todo”
Teoria hierárquica
Fácil compreensão• Fácil compreensão
• Hierarquias na natureza são aninhadas = cada
nível é constituído por níveis inferiores ≠ das 
hierarquias do homem
• Em muitos casos, arbitrária -> descontinuidades
naturais
• Ex: áreas de transição
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma 
variedade de escalas
Cada nível é integrado ou interdependente do • Cada nível é integrado ou interdependente do 
outro 
• Ex1: um órgão não sobrevive sem o organismo
• Ex2: um indivíduo não sobrevive sem populaçãoEx2: um indivíduo não sobrevive sem população
• comunidade não sobrevive sem o ambiente
abiótico (energia e matéria)
Ser humano não sobreviveria separadamente do Ser humano não sobreviveria separadamente do 
mundo natural !
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma 
variedade de escalas
• Processos de controle ou• Processos de controle ou
Funções transcendentes
• Desenvolvimento
• Regulação
• Evolução
• Comportamento• Comportamento
• Energética
• Integração
• Diversidade
* Constantes nos níveis hierárquicos, 
outras diferem na atuação de cadaoutras diferem na atuação de cada
nível. Ex: evolução (seleção natural) -
atua diretamente em níveis de 
organismo
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma 
variedade de escalas
Até organismoAté organismo
Existem controles que controlam determinadas funções
Ex: Desenvolvimento e Crescimento - controle genético, hormonal e 
neural
Gerando o equilíbrio do sistema -> sistema estável
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma 
variedade de escalas
Acima de organismoAcima de organismo
Não existem controles sobre os demais níveis
Termostatos na natureza??
Não gerando sistemas estáveis mas pulsantes
HOMEORESE (= mantendo o fluxo)HOMEORESE (= mantendo o fluxo)
EscalasEscalas espaciaisespaciais --> > remeteremete aoao espaçoespaço a a serser estudadoestudado
problemas ecológicos podem ser avaliados nesta escala —problemas ecológicos podem ser avaliados nesta escala —
"ecossistema global" 
"Ecologia da Paisagem" enfatiza as escalas espaciais
Ex1: relações entre correntes oceânicas e as atividades
pesqueiraspesqueiras
Ex2: padrões climáticos e 
distribuição dos desertos
e florestase florestas
Ex3: elevação de CO2 e 
mudança climática
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma 
variedade de escalas
Escala espacial na ecologiaEscala espacial na ecologia
Ex1: duas populações de patógenos competem
pelos recursos que a célula fornece
Ex2: população de pulgas que habitam diferentes
espécies de aves
Ex3: diversidade de aves em um fragmento de mataEx3: diversidade de aves em um fragmento de mata
Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de 
escalas
Escala temporal -> utilização nos estudos de Escala temporal -> utilização nos estudos de 
ecologia
Ex: Sucessão ecológica -> colonização sucessiva
e contínua de um local por certas populações de 
espécies, acompanhada da extinção local de espécies, acompanhada da extinção local de 
outras
Ex: Depósito e 
decomposiçãodecomposição
de esterco
(semanas)
DificuldadeDificuldade de de estudosestudos prolongadosprolongados emem ecologiaecologiaDificuldadeDificuldade de de estudosestudos prolongadosprolongados emem ecologiaecologia
Trabalhando com ecologia…
3 pontos fundamentais para execução de projetos de 3 pontos fundamentais para execução de projetos de 
ecologia:
a) Fenômenos ecológicos ocorrem em uma
variedade de escalasvariedade de escalas
b) Evidência ecológica provém de uma variedade de 
fontes diferentes
c) Ecologia conta com a evidência científica e a 
aplicação da estatística
Evidência ecológica provém de uma 
variedade de fontes diferentes
Mais comum -> estudos sobre os organismos em seu 
ambiente “natural"-> muito dispendioso
(mas o que é o ambiente natural? )
Observação e monitoramento de frequências de 
ocorrência, abundância relativa e absoluta, no espaço e no 
tempo
Experimentos em laboratório -> Ambiente “natural" = Experimentos em laboratório -> Ambiente “natural" = 
artificial --> menos dispendioso, dificuldade de manter 
certos organismos em condições não naturais
Evidência ecológica provém de uma 
variedade de fontes diferentes
Exemplo:
Trabalho em dunas arenosas
Primeira questão: Qual a minha hipótese?
Há uma diferença entre paisagens de dunas e isso se 
reflete na diferença na vegetação
Evidência ecológica provém de uma 
variedade de fontes diferentes
Exemplo:
Trabalho em dunas arenosas
Segunda questão: Qual a minha hipótese acessória?
A na vegetação é resultado da quantidade de 
nutrientes no solo, resultado na diferença da sua 
produtividade
Evidência ecológica provém de uma 
variedade de fontes diferentes
Exemplo:
Trabalho em dunas arenosas
Terceira questão: o que vamos fazer?
1) mapeamento da vegetação e comparar paisagens 
de dunas
2) manipulação em campo
pela aplicação de fertilizantes
e observar se há alteração na 
vegetação
Evidência ecológica provém de uma 
variedade de fontes diferentes
Problemas: 
custo do experimento
complexidade do sistema e suas interações
definição das unidades amostrais ou espécies alvo
Trabalhando com ecologia…
3 pontos fundamentais para execução de projetos de 3 pontos fundamentais para execução de projetos de 
ecologia:
a) Fenômenos ecológicos ocorrem em uma
variedade de escalasvariedade de escalas
b) Evidência ecológica provém de uma variedade de 
fontes diferentes
c) Ecologia conta com a evidência científica e a 
aplicação da estatísticaEcologia conta com a evidência científica 
e a aplicação da estatística
Utilização de modelos matemáticos para os estudos
Quanto mais acessível o modelo, melhor!
Intenção de facilitar a compreensão da complexidade do 
mundo real
Uso da estatística = Uso CORRETO
São um meio para atingir um fim e não um fim em si 
mesmo
Ecologia conta com a evidência científica 
e a aplicação da estatística
Com os dados à mão
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Tendo uma amostragem representativa
Usando as análises corretas
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Interfaces
Economia ecológica -> mais antiga; reconhece a Economia ecológica -> mais antiga; reconhece a 
interdependência da economia e dos 
ecossistemas naturais ao longo do espaço e do 
tempo
Agroecologia -> estudo da agricultura de uma Agroecologia -> estudo da agricultura de uma 
perspectiva ecológica 
ampla 
 ProduçãoProdução e e otimizaçãootimização do do 
agroecossistemaagroecossistema total total agroecossistemaagroecossistema total total 
((componentescomponentes socioculturaissocioculturais, , 
econômicoseconômicos, , técnicostécnicos e e 
ecológicosecológicos))
Interfaces
Biodiversidade -> estudo da biodiversidade• Biodiversidade -> estudo da biodiversidade
• Ecologia da conservação -> desenvolvimento de 
estudos teóricos ou aplicados relacionados com a 
conservação da fauna e da flora
• Engenharia ambiental -> estuda problemas
ambientais de forma integrada para promover o 
desenvolvimento sustentável
• Ecotoxicologia -> estuda os efeitos e as • Ecotoxicologia -> estuda os efeitos e as 
influências de agentes tóxicos sobre diversos
níveis de organização
• Ética Ambiental ou Bioética -> investiga as 
condições necessárias para uma administraçãocondições necessárias para uma administração
responsável da vida humana, animal e 
responsabilidade ambiental
• Ecologia da restauração -> imitar a estrutura, a 
função, a diversidade e a dinâmica do 
ecossistema original induzido pelo homem paraecossistema original induzido pelo homem para
recuperar as condições ambientais de áreas
perturbadas
Ecologia política -> combinação entre ecologia• Ecologia política -> combinação entre ecologia
humana (relações entre sociedades e ambientes
biofísicos) e economia política (analisa as relações
estruturais de poder entre essas sociedades)
• Ecologia urbana -> procura entender os sistemas• Ecologia urbana -> procura entender os sistemas
naturais dentro das áreas urbanas - interações de 
plantas, animais e de seres humanos em áreas
urbanas
• Ecologia de paisagem -> estuda e procura• Ecologia de paisagem -> estuda e procura
melhorar o relacionamento entre os processos
ecológicos no ambiente e ecossistemas particulares
•• EcologiaEcologia de de populaçõespopulações --> > estudaestuda osos aspectosaspectos•• EcologiaEcologia de de populaçõespopulações --> > estudaestuda osos aspectosaspectos
relacionadosrelacionados as as populaçõespopulações. Ex: . Ex: demografiademografia populacionalpopulacional
•• baseiabaseia--se se emem modelosmodelos matemáticosmatemáticos parapara entenderentender osos
processosprocessos demográficosdemográficos emem populaçõespopulações reaisreais e e conduzconduz
testes de testes de hipóteseshipóteses estatísticosestatísticos
•• EcologiaEcologia Industrial Industrial --> > analisaanalisa o o sistemasistema industrial, industrial, seusseus
produtosprodutos, , resíduosresíduos e as e as interaçõesinterações destesdestes com o com o meiomeio
ambienteambiente -- indústriasindústrias químicasquímicas ((dispersãodispersão de de toxinastoxinas no no 
ambienteambiente))
•• consideraconsidera a a prevençãoprevenção da da poluiçãopoluição ouou ProduçãoProdução maismais•• consideraconsidera a a prevençãoprevenção da da poluiçãopoluição ouou ProduçãoProdução maismais
LimpaLimpa (P+L), (P+L), 
•• reduzindoreduzindo consumoconsumo de de matériasmatérias--primasprimas, , águaágua, , energiaenergia e e 
a a devoluçãodevolução de de resíduosresíduos parapara o o ambienteambiente
Cortesia profissional
Evolução e ecologiaEvolução e ecologia
O que é uma cortesia profissional?
É algo que eu vou passar para vocês junto ao conteúdo, mas 
que não vou cobrar em avaliaçãoque não vou cobrar em avaliação
Por que eu vou passar junto com o conteúdo?
Porque é importante para uma melhor compreensão da 
disciplina e da biologia como um todo
Por que eu não vou cobrar em avaliação?
Porque será o escopo de outra disciplina, e não da nossa
Evolução e ecologia
Dobzansky:Dobzansky:
“ Nada faz sentido em biologia, se considerado fora do 
contexto evolutivo”
O planeta é habitado por uma multiplicidade de tipos de 
organismos, distribuídos aleatoriamenteorganismos, distribuídos aleatoriamente
Por que existem tantos tipos de organismos?
Por que há distribuições diferentes, sendo umas mais Por que há distribuições diferentes, sendo umas mais 
restritas e outras mais amplas?
Evolução e ecologia
A ecologia está intimamente ligada a questão da A ecologia está intimamente ligada a questão da 
diversidade de espécies que gera uma diversidade de 
interações 
Ao logo da história houve várias explicações sobre porque Ao logo da história houve várias explicações sobre porque 
existem tudo o que existe e como passou a existir
Essas várias explicações fazem parte da história do 
pensamento evolutivopensamento evolutivo
Hoje vamos nos deter apenas no paradigma darwinista
Evolução e ecologia
Evolução e Seleção NaturalEvolução e Seleção Natural
Darwin: HMS Beagle (1831-1836)
Darwin e Wallace entendiam que “a diversidade existente 
na natureza era o resultado de um processo evolutivo no na natureza era o resultado de um processo evolutivo no 
qual a seleção natural favorecia algumas variantes 
intraespecíficas por meio da luta pela sobrevivência”
(Townsend et al., 2009)
Evolução e ecologia
Questões básicas:Questões básicas:
Os indivíduos de uma espécie são idênticos?
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https://sarasfadorno.wordpress.com/
Não são idênticos,
contudo iguais!
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Evolução e ecologia
Questões básicas:Questões básicas:
Toda variação é herdável (tem base gênica)? 
Axioma:Axioma:
gentótipo + fatores ambientais = fenótipo
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Evolução e ecologia
Questões básicas:Questões básicas:
Evolução e ecologia
Questões básicas:Questões básicas:
Uma espécie, ou população, poderia crescer ao infinito?
Não, não pode!
http://estudosavancadosinterdisciplinares.blogspot.com.br/2014/05/
Evolução e ecologia
Questões básicas:Questões básicas:
Uma população transmite toda variedade genética da 
espécie?
Cada geração de uma população contém apenas uma 
parte da variação total de uma espécie, e nem todos os 
caracteres de uma geração são transmitidos à geração 
seguinte, dadoque muito indivíduos morrem antes de seguinte, dado que muito indivíduos morrem antes de 
chegarem à idade reprodutiva ou deixarem descendentes
Evolução e ecologia
Questões básicas:Questões básicas:
A distribuição atual de fauna e flora, incluindo microbiota, é 
o resultado de anos de processo de evolução, mudanças 
climáticas, divisão de populações pela formação de climáticas, divisão de populações pela formação de 
barreiras geográficas, fenômenos de migração...
Evolução e ecologia http
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	Ecologia como ciência
	Ecologia e Política
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	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Fenômenos ecológicos ocorrem em uma variedade de escalas
	Evidência ecológica provém de uma variedade de fontes diferentes
	Ecologia conta com a evidência científica e a aplicação da estatística
	Slide Number 59 
	Evolução e ecologia
	Evolução e ecologia