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Introdução à Ecologia INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CAMPUS PLANALTINA Professora: Thiara Bernardes Disciplina: Ecologia I Qual o significado da palavra Ecologia? Conceito de Ecologia • Ecologia – do grego “oikos”, significando casa, se referindo ao ambiente ao nosso redor. • Em 1870, Ernst Haeckel (zoólogo alemão) deu uma definição mais abrangente: “Por ecologia queremos dizer o corpo de conhecimento referente à economia da natureza – a investigação das relações totais dos animais tanto com seu ambiente orgânico quanto com seu ambiente inorgânico; incluindo, acima de tudo, suas relações amigáveis e não amigáveis com aqueles animais e plantas com os quais vêm direta ou indiretamente a entrar em contato – numa palavra, ecologia é o estudo de todas as inter-relações complexas denominadas por Darwin como as condições da luta pela existência.” Resumindo... • É a ciência pela qual estudamos como os organismos (animais, plantas e micróbios) interagem entre si e com o mundo natural. • O termo ecologia só teve utilização ampla no final do século 19. Cientistas europeus e americanos – autodenominaram “ecólogos”. Por que estudar Ecologia? Precisamos compreender como os sistemas ecológicos funcionam! - Desenvolver políticas de manejo de bacias hidrográficas, terras cultiváveis... - Suportes ambientais; - Deles retiramos alimentos e água; - Proteção contra catástrofes naturais; - Saúde pública... Como??? - Regulação populacional por predadores; - Influencia da fertilidade do solo no crescimento das plantas; - Dispersão de organismos (inclusive os patogênicos)... O manejo de recursos bióticos numa forma que sustente uma razoável qualidade de vida humana depende do uso inteligente dos princípios ecológicos para resolver e prevenir problemas ambientais. Se a ECOLOGIA pode ser definida como: “Estudo científico da distribuição e abundância de organismos e das interações que determinam a distribuição e abundância”. Então, torna-se a ciência mais antiga! Utilizada pelos humanos primitivos (compreender onde e quando seu alimento e inimigos estavam) pelos agricultores antigos (necessidade de sofisticação no manejo fontes de alimento). ERAM ECÓLOGOS APLICADOS: procurando entender a distribuição e abundância de organismos para alcançar um benefício próprio. • Como maximizar a taxa em que o alimento é colhido de ambientes naturais? • Como repetir essa colheita ao longo do tempo? • Como plantas e animais domesticados podem ser melhor estocados ou tratados, aumentando o retorno? • Como proteger os organismos fontes de alimento de seus inimigos naturais? • Como controlar os patógenos e parasitas que afetam os humanos? Essas mesmas questões se mantêm hoje? A Ecologia como ciência é diferente: • Ecologia Aplicada (estudo dos efeitos causados pelo homem nos sistemas ecológicos, e o consequente manejo desses sistemas e recursos em benefício da sociedade); • Biologia da Conservação (objetivo de proteger espécies, seus habitats e ecossistemas das excessivas taxas de extinção); • Ciência Ambiental (lida com questões relativas ao meio ambiente, à sustentabilidade, à biodiversidade, à geodiversidade e à bioeconomia...) Essas áreas usam uma compreensão ecológica (obtida por meio da investigação científica) para resolver problemas referentes ao ambiente e seus habitantes. Assim, Ecologia é uma ciência que lida com a DESCRIÇÃO – EXPLICAÇÃO – COMPREENSÃO O que permite ao ecólogo fazer PREVISÕES – MANEJO – CONTROLE Níveis Hierárquicos de Organização ECOLOGIA Genética, Bioquímica, Fisiologia, Anatomia, Histologia Cada sistema ecológico embute diferentes tipos de processos. Sistemas Ecológicos Unidade mais fundamental da Ecologia = Sistema ecológico elementar. • Funcionalmente, os organismos correspondem à unidade de seleção natural; • As principais questões ecológicas estão centradas em: - Como os indivíduos respondem a fatores bióticos e abióticos (eco-fisiologia e eco-morfologia); - Como os indivíduos conseguem alimento e parceiros sexuais e como evitam predadores? (ecologia comportamental). Organismo • Grupo de indivíduos da mesma espécie, que vivem numa mesma área ao mesmo tempo; • As principais questões ecológicas estão centradas nos fatores que influenciam o número de indivíduos em um determinado hábitat • Taxas de natalidade e mortalidade • Taxas de migração e emigração - Fatores físicos - Interações com populações de outras espécies (bióticas) População Comunidade • Conjunto de indivíduos de diferentes espécies que vivem em uma mesma área ao mesmo tempo e, de forma direta ou indireta, interagem entre si; • Principais questões ecológicas: - Qual a riqueza e abundância relativa das diferentes espécies que a compõem; - Como a riqueza e abundância das espécies varia no tempo e no espaço; - Fatores que influenciam a estrutura da comunidade. Comunidade Complexidade Riqueza Número de espécies presentes Conectância Número de interações tróficas existentes relacionado ao número de interações tróficas possíveis Força de interação Efeito da densidade de uma espécie na taxa de crescimento de outra espécie Equitatividade Mede o grau de homogeneidade da distribuição das abundâncias das diferentes espécies Variabilidade Estabilidade Um sistema é estável se todas as variáveis retornam ao estado de equilíbrio após distúrbio Resiliência Rapidez com a qual o sistema retorna ao equilíbrio após o distúrbio Persistência o tempo em que uma variável permanece inalterada após o distúrbio Resistência O grau de mudança exibido por uma variável após um distúrbio Variabilidade Qualquer medida de dispersão associada às variações das densidades populacionais (desvio, variância) Variáveis de interesse Abundância Densidade (número de indivíduos) por unidade de área ou volume Composição O catálogo específico das espécies da comunidade Abundância de um nível trófico O somatório das densidades de um dados nível trófico Principais formas de mensurar a complexidade e da estabilidade em comunidades naturais • Consiste em uma comunidade biótica e os fatores abióticos que a influenciam, tais como solo, água, nutrientes, energia e temperatura; • Base para o estudo da transmissão de energia e ciclo de nutrientes dentro dos sistemas ecológicos; • Organismos como “pacotes” de energia e elementos químicos. Ecossistema • Todos os ecossistemas, incluindo todos os organismos e ambientes da Terra; • Devido às mudanças climáticas promovidas pela atividade humana, o estudo dos padrões globais de circulação de água, gases e energia vem aumentando nos últimos anos; • Como as mudanças globais: • Interferem na distribuição dos organismos; • Promovem alteração na composição de comunidades; • Influenciam a produtividade dos ecossistemas. Biosfera 1. Quantas espécies estão representadas? 2. Quantos indivíduos há na comunidade? 3. Quantas populações há na área? 4. Represente em uma tabela a abundância de cada espécie. 5. Considerando que a área tem 14m2, determine a densidade populacional de cada espécie (também na tabela). 6. O que seria o ecossistema, neste caso? Esta figura representa uma determinada área povoada por indivíduos de diferentes ”espécies”. Observe-a e responda as perguntas:
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