Fatores limitantes

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FATORES LIMITANTES E O AMBIENTE FÍSICO
	A distribuição e a abundância das espécies dependem de:
sua história de vida;
taxas de crescimento, natalidade, morte e migração;
interações entre si e com outras espécies;
efeitos das condições ambientais.
 
	Condição: Fator ambiental abiótico que varia com o espaço e o tempo e pelo qual os organismos respondem diferentemente.
Conceito de Fatores Limitantes;
“Lei” do Mínimo de Liebig
A presença e o sucesso de um organismo ou de um grupo de organismos dependem de um complexo de condições.
Qualquer condição que se aproxime de ou exceda os limites de tolerância é uma condição limitante ou um fator limitante.
 
“Lei” do mínimo de Liebig: Sob condições de estado constante, o material essencial que está disponível em quantidades que mais se aproximam da necessidade mínima tende a ser o fator limitante.
Exemplo: A produtividade de uma cultura muitas vezes está limitada não pelos nutrientes necessários em grandes quantidades, tais como dióxido de carbono e água, pois estes são abundantes no ambiente, porém por alguma matéria prima, tal como o zinco, necessário em quantidades minúsculas, porém muito escasso no solo  “o crescimento de uma planta é dependente da quantidade de alimento que se lhe apresente em quantidade mínima”.
A lei de Liebig é aplicável estritamente apenas sob condições de estado constante, ou seja, quando os influxos de energia e materiais equilibram os efluxos. 
Uma alta concentração ou disponibilidade de alguma substância, ou a ação de algum fator que não seja o fator mínimo, pode modificar a taxa de utilização deste último; às vezes, os organismos podem substituir, pelo menos em parte, uma substância deficiente no ambiente por outra quimicamente semelhante.
Limites de tolerância
Um fator limitante pode existir não só por causa de uma insuficiência de algum material, conforme foi proposto por Liebig, como também por um excesso, como no caso de fatores tais como calor, luz e água. Assim, os organismos apresentam um mínimo e um máximo ecológicos, que representam os limites de tolerância.
Princípios subsidiários à “lei” de tolerância :
Os organismos podem apresentar uma larga faixa de tolerância para um fator e uma estreita faixa para outro.
Os organismos que tenham faixas de tolerância largas para todos os fatores serão provavelmente o mais amplamente distribuídos.
Quando as condições não são ótimas para uma determinada espécie em relação a um fator ecológico, os limites de tolerância poderão ser reduzidos para outros fatores ecológicos. Por exemplo, é necessária uma quantidade maior de água para impedir que a grama murche em baixos níveis de nitrogênio do que em altos níveis.
Freqüentemente, os organismos na natureza não estão vivendo dentro da faixa ótima (estabelecida experimentalmente) de um determinado fator físico. Em tais casos, algum outro fator ou fatores devem ter uma importância maior. Certas orquídeas tropicais, por exemplo, na verdade crescem melhor em pleno sol do que na sombra, contanto que se mantenham frescas; na natureza, elas crescem apenas na sombra porque não conseguem tolerar o calor do sol direto.
A época de reprodução geralmente é um período crítico quando os fatores ambientais têm maiores probabilidades de serem limitantes. Os limites de tolerância para indivíduos em estado de reprodução, sementes, ovos, embriões, plântulas e larvas, geralmente são mais estreitos do que para plantas ou animais adultos não-reprodutivos.
Em muitos casos, as interações de populações (como a competição, predação, parasitismo etc.), impedem que os organismos aproveitem condições físicas ótimas.
 
Para o grau relativo de tolerância, uma série de termos é usada na ecologia, utilizando os prefixos esteno, com o significado de “estreito” e euri, significando “largo”. Assim:
estenotérmico-euritérmico - refere-se à temperatura;
estenoídrico-euriídrico - refere-se à água;
estenoalino-eurialino - refere-se à salinidade;
estenofágico-eurifágico - refere-se ao alimento;
estenoécio-euriécio - refere-se à seleção de habitat;
PRINCIPAIS FATORES DO AMBIENTE FÍSICO TERRESTRE
A existência e a distribuição dos seres vivos depende de:
1) fatores físicos e químicos  característica do ambiente físico
2) fatores abióticos  clima
	* macroescala - responsável pelas faixas ou zonas de vegetação no globo
	* meso e microescala - associado a fatores edáficos, formando mosaicos de vegetação
CLIMA: Sucessão habitual do tempo em um determinado local; resulta da conjugação da: insolação, temperatura, umidade, vento, precipitação, evaporação, teor de CO2, que interagem de forma dinâmica e produzem variações contínuas nos estados do tempo que podem ser analisados em intervalos diários, mensais, sazonais, anuais (SORRE, 1950).
TEMPERATURA
A vida entre os animais e os vegetais desenvolve-se dentro de certos padrões de temperatura, uma vez que os processos fisiológicos nos organismos vivos (a velocidade de transformação de substâncias inorgânicas em orgânicas) dobra com a elevação de temperatura.
Ex: tartaruga do pântano - Emys orbiculares - a 10º C tem 9 contrações do coração/min., a 27º C tem 27 contrações, a 30º C tem 55 contrações.
A amplitude da variação de temperatura tende a ser menor na água do que na terra e os organismos aquáticos tem geralmente um limite de tolerância à temperatura, mais estreito do que os animais equivalentes da terra.
A vida se desenvolve de forma ativa entre -1,5º C e + 55º C
Casos extremos :
		Algas azuis > 80º C
		Algas marinhas (temperadas) < 2º C
Todo ser vivo tem 2 limites de temperatura: 	
				Mínima
				ÓTIMA
		
				máxima 
Temperatura mínima:
Plantas tropicais - em torno 10º C
Regiões temperadas - 5º C
Temperaturas + baixas congelam o vegetal
Animais - influencia na distribuição espacial
Regiões com temperaturas extremas são seletivas - excluem animais e vegetais
OBS: O número de espécies diminui do equador para os polos.
Temperatura máxima:
 
Plantas em geral - em torno de 40º C
Espécies da região desértica suportam temperaturas mais elevadas
Animais - em torno de 50º C (abrigam-se nos períodos mais quentes)
Em uma montanha, observam-se animais e vegetais que aparecem e desaparecem em resposta às alterações de temperatura.
Defesas da fauna contra o calor:
 
1) Enterrar-se no solo;
2) Cores claras no pelo ou penas;
3) Pelo grosso;
4) Elevação da transpiração, com redução da temperatura.
Defesas da vegetação contra o calor:
Redução da transpiração:
1) Fechando os estômatos;
2) Perdendo as folhas;
3) Camada grossa de cera nas folhas;
4) Casca grossa no tronco.
Quando suportam pequenas amplitudes térmicas, os organismos são ditos ESTENOTÉRMICOS;
Quando são capazes de resistir a grandes amplitudes são ditos EURITÉRMICOS.
 
	Exemplo: caso da truta e da rã
	truta  estenotérmica
	rã  euritérmica
A temperatura externa influi principalmente: nos animais ectotermos (pecilotérmicos), cuja temperatura do corpo varia com a tmperatura do ambiente;
Nos endotermos (homeotermos), que mantêm a temperatura do corpo constante, a influência é menor.
* Alta temperatura:
Desnatura ou inativa enzimas
Desequilibra os componentes metabólicos
Desidrata os organismos
 
* Baixa temperatura:
Forma cristais de gelo dentro da célula, os quais danificam a parede e as estruturas celulares.
Variações de temperatura que determinam a distribuição e abundância dos organismos:
Latitudinal
Altitudinal
Continental
Sazonal
Diurna
Microclimática
Em relação à profundidade
Correlacionando temperatura e seres vivos, podemos afirmar que...
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I - Quanto à vegetação
1. Em regiões equatoriais de altas temperaturas (e umidade), há numerosas espécies com 	poucos indivíduos cada uma, ocorrendo o inverso nas altas latitudes.
	
2. Redução de temperatura implica na redução do tamanho das espécies.
3. A absorção de nutrientes, o metabolismo e a conseqüente prrodução de fitomassaé mais rápida nas regiões quentes e úmidas.
II - Quanto à fauna
1. Lei do tamanho ou de Bergmann - animais endotermos da mesma espécie são maiores em regiões frias do que em regiões quentes.
	Ex: o porco selvagem da Sibéria tem o dobro do tamanho do da Espanha; a raposa da Inglaterra tem o dobro do tamanho da encontrada na Austrália.
2. Lei das proporções ou de Allen - extremidades e apêndices como rabo, orelhas, pernas, asas, bicos dos endotermos das regiões quentes são maiores do que os da mesma espécie em regiões frias.
	Ex: raposas, gatos selvagens
3. Lei da coloração ou de Gloger - espécies endotérmicas de regiões quentes e úmidas apresentam coloração mais escura do que as de regiões frias e secas.
	Ex: lobos, raposas, lebres
4. Lei da proporção cardíaca ou de Hesse - a necessidade de produzir maior quantidade de calor/energia (face à temperaturas ambientais mais baixas) faz com que os animais de 	regiões frias tenham coração com volume e peso maior do que os da mesma espécie, de 	regiões quentes.
Slide 29 – Eco e biogeografia
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UMIDADE
É tão necessária para os seres vivos quanto a temperatura; influencia a sua distribuição e sua existência.
Portanto, a condição mais importante para os organismos terrestres é a umidade relativa (UR) do ambiente aéreo.
 
É difícil distinguir os efeitos da UR dos da temperatura, pois um aumento na temperatura aumenta a taxa de evaporação. Essas duas condições se combinam para caracterizar um ambiente que requer especializações na morfologia, fisiologia e comportamento.
	As plantas terrestres diferem dos animais terrestres da seguinte forma:
 
1) suas partes aéreas sofrem as mesmas perdas de água que os animais, mas suas raízes obtêm água rapidamente, dependendo do solo.
 
2) a água é para a planta um recurso, pois na fotossíntese participa produzindo alimento.
A UR e a temperatura podem interagir ainda com a velocidade do vento  evaporação.
	Ex: distribuição dos principais BIOMAS TERRESTRES.
 As variações microclimáticas de UR são mais importantes do que as de temperatura.
UR é a quantidade de vapor d’água no ar e varia com a temperatura e pressão.
 
Balanço entre Precipitação e Evaporação nos dá uma região úmida ou não.
	P>E = úmida; P<E = seca
A distribuição anual das chuvas é um fator limitante para os organismos; determinada quantidade de chuva distribuída pelo ano todo é diferente daquela mesma quantidade distribuída por apenas um período restrito do ano.
Vegetais: absorvem água pela raiz, nutrientes e realizam a fotossíntese; para produzir 1Kg de milho são necessários 300 l de água e para produzir 1 Kg de arroz, 2.000 l de água.
 
Animais: bebem água e precisam de teor de umidade do ar ou o próprio substrato.
Slide 33 - EGA
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Plantas e animais terrestres podem ser:
Higrófitos - plantas que preferem lugares muito úmidos, com folhas largas e finas, sem mecanismos para a redução da transpiração.
 
Higrófilos - animais que necessitam ambientes úmidos, com corpo desprotegido contra perda de água; ex: minhoca, lesmas.
 
Xerófitos - vegetais que suportam longos períodos de seca; possuem: 1- superfície foliar reduzida ou espinhos; 2- cobertura de cera ou pêlos; 3- película courácea com menor número de estômatos; 4- recursos para acumular água nas folhas, troncos e raízes; ex: cactáceas, musgos e líquens.
 
Xerófilos - são animais que precisam de pouca água pois tem meio de defesa contra a perda desta; possuem pele espessa. A água que necessitam pode ser obtida de uma forma indireta, através da vegetação ou reciclagem da urina; ex: girafas, antílopes, gazelas, camelos.
Mesófitos e Mesófilos - posição intermediária
LUZ
Os vegetais verdes (autótrofos) dependem da luz para a realização da fotossíntese.
A luz varia com a altitude; em regiões equatoriais ela é constante o ano todo e diminui em direção aos pólos.
Quanto à necessidade de luz:
Heliófitos - precisam de muita luz; ex: grama
Umbrófitos - podem viver na sombra.
 
Com muita luz, as plantas têm muitos galhos e folhas; com pouca luz ocorre o inverso.
 
Há ainda as plantas de dia curto e longo.
Os animais herbívoros dependem indiretamente da luz; outros não precisam de luz; alguns necessitam de determinadas quantidades de luz para o “relógio biológico”e o amadurecimento das glândulas sexuais (em algumas aves).
Dependem da intensidade de luz:
	o canto matinal das aves
	as migrações e revoadas
	os hábitos dos animais
		diurnos: mosca, borboleta, pássaros
		noturnos: corujas, morcegos, ratos e baratas
SOLO
O solo não é só um fator ambiental dos organismos, como também produzido por eles. É o resultado da ação do microclima e organismos, especialmente a vegetação.
O pH do solo é uma condição que poderá exercer influência sobre a distribuição e abundância dos organismos.
O protoplasma das células de raízes pode ser danificado como resultado da concentração tóxica de íons OH- e H+ em solos com pH < 3 ou > 9, pois este pH influencia a disponibilidade de nutrientes.