Aula 1 Ecologia agronomia

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ECOLOGIA
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Meio Ambiente
“conjunto de condições, leis, influências e infra-estrutura de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas.”
(Lei 6.938/81)
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Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e bem-estar dos seres vivos, incluindo não apenas o lugar no espaço, mas todas as condições físicas, químicas e biológicas (ambientes naturais e artificiais)
(Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)
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Ecologia
Definida em 1866 por Ernst Haeckel – “Ciência capaz de compreender a relação do organismo com seu ambiente.”
“Estudo científico das interações que determinam a distribuição e a abundância dos organismos.” (KREBS, 1972)
Ciência que estuda como os seres vivos interagem entre si e com o meio em que vivem (RICKLEFS, 2003).
	
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Humanos primitivos eram ecológos ecléticos – necessidade de entender onde e quando seu alimento e seus inimigos (não humanos) se localizavam.
Antigos agricultores: saber manejar suas fontes de alimentos (plantas e animais);
		Aplicar o conhecimento em seu próprio benefício. 
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Compreensão ecológica necessária para aprender as melhores formas de:
Manejar as bacias hidrográficas;
Lidar com as terras cultivadas;
Com as áreas alagáveis e outras áreas das quais a humanidade depende para alimentação;
Conservar os suprimentos de água;
Se proteger contra catástrofes naturais;
Se proteger contra problemas de saúde pública.
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Os estudos ecológicos proporcionam essa compreensão através das análises:
Controle populacional por predadores;
Influência da fertilidade do solo no crescimento dos vegetais;
Respostas evolutivas dos microrganismos aos contaminantes ambientais;
Dispersão dos organismos sobre a superfície da Terra;
Várias outras questões.
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A qualidade da vida humana está fortemente relacionada ao uso inteligente dos princípios ecológicos para resolver ou prevenir problemas ambientais e para suprir práticas econômicas, políticas e sociais.
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Escalas
	“Não há área tão pequena nem tão grande que não contenha uma ecologia.”
 (TOWNSEND, BEGON & HARPER, 2006)
 intestino de um cupim: habitat de bactérias, protozoários e várias outras espécies;
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– uma árvore morta pode ser considerada um ecossistema, do mesmo modo que a floresta em que ela se encontra;
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 mídia fala em ecossistema global: alguns problemas ambientais podem ser examinados somente nesta escala bem ampla: 
	- relação entre correntes oceânicas e atividades pesqueiras;
	- padrões climáticos e distribuição de desertos e florestas pluviais;
	- aumento do CO2 na atmosfera e mudança climática global.
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Interação entre a ecologia e outras ciências:
Zoologia
Genética
Microbiologia
Botânica
Etologia
Geociências
Evolução
ECOLOGIA
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Ciências que fornecem ferramentas para o
 	estudo ecológico e ciências nas quais o conhecimento ecológico pode ser aplicado.
	Estatística						Direito Amb.
	Computação					Engenharias
	Biologia Molecular	ECOLOGIA		Economia
	Climatologia					Ciên. Sociais
	Química						Ciên. Médicas
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Biosfera: camada da Terra biologicamente habitada.
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definições
A biosfera recobre, em parte, 3 dos compartimentos que compõem a Terra: 
	
Idade da Terra: entre 4,2 e 4,5 bilhões de anos.
De 6 mil metros de profundidade, nos oceanos, até 8 mil metros de altura, na atmosfera, que corresponde à altura das mais altas montanhas.
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OS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO E O ÂMBITO DA ECOLOGIA
Fonte: http://www.ib.usp.br/ecologia 
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ESQUEMA DOS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO
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Espécie: conjunto de indivíduos semelhantes e capazes de se intercruzar em condições naturais, produzindo descendentes férteis;
Indivíduo: organismo – reprodução e sobrevivência – unidade da seleção natural;
unidade fundamental da ecologia – ao longo de suas vidas transformam energia e processam materiais;
Adquirem energia e nutrientes dos seus arredores e excretam seus rejeitos – ao fazer isso modificam as condições do ambiente e os recursos disponíveis para outros organismos.
 
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Espécie
Membros de um agregado que trocam material genético em condições naturais
Estirpes que incluem cerca de 70 % ou mais de homologia no seu DNA.
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População: conjunto de indivíduos da mesma espécie, que habitam determinada área - dinâmica de populações – unidade básica da evolução;
 
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População
Funcionam como UMA PARTE da comunidade biológica.
Grupo de microrganismos da mesma espécie que ocupam uma determinada área.
(mesma constituição genética, usam os mesmos substratos, ocupam o mesmo nicho ecológico). 
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Comunidade ou Biocenose: Conjunto de seres vivos de diferentes espécies que coabitam uma mesma região – interação entre as populações de diferentes espécies; 
Biótopo: Conjunto dos aspectos físicos e químicos de um determinado ambiente – área geográfica explorada pela comunidade;
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Atributos das populações
Densidade
2. Velocidade de crescimento e mortalidade 
3. Potencial biótico (máx. capacidade de reprodução: crescimento exponencial)
4. Padrões internos de distribuição
5. Estratégias de otimização energética (K e r)
6. Dispersão
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	 Adaptações estruturais 	
Lagos alcalinidade extrema
Lagos salinidade extrema
	Emanações termais
	Solos desérticos. 
 		
	Adaptações nutricionais 
Populações K e r
	 
 
Estratégias de crescimento e sobrevivência
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Estrategias de crescimento e sobrevivência
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Interações dentro da população
Interações positivas- aumentam a velocidade de crescimento
Interações negativas- reduzem a velocidade de crescimento
Princípio de Allee - interações dentro da população são dependentes da densidade
Baixas populações
Altas populações
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Ecossistema: conjunto formado pela comunidade biológica + o ambiente que a cerca;
	- Componentes Bióticos: seres vivos;
	- Componentes Abióticos: elementos não vivos do ecossistema (solo, água, luz, temperatura, nutrientes, umidade, Ph, salinidade ).
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Ecossistema: comunidade biótica + ambiente físico
				(biocenose) (biótopo)
		interagindo numa determinada área produzindo um fluxo de energia e a ciclagem de materiais entre as partes vivas e não vivas.
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ECOSSISTEMAS
Podem incluir centenas de diferentes tipos de organismos;
- Ecossistema de floresta, de savana, aquático, de estuário – todos interligados numa única biosfera, que inclui a totalidade de ambientes e organismos da Terra. 
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Exemplos de Ecossistemas
Melhores formas de começar a estudar ecologia	 observar um campo abandonado ou um pequeno lago;
Qualquer área exposta à luz – um gramado, uma jardineira de janela – pode ser observada para se iniciar o estudo de ecossistemas;
Uma nave espacial, uma cidade ou agroecossistema também são exemplos interessantes, sendo os dois últimos ecossistemas heterotróficos.
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Habitat: local onde determinada espécie pode ser encontrada – o “endereço” da espécie dentro do ecossistema;
		a diversidade de espécies existentes está diretamente relacionada a variedade de habitats existentes.
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Nicho Ecológico: conjunto de atividades que a espécie desempenha em seu habitat (modo de vida alimentar, reprodutivo);
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Fator Ecológico: qualquer elemento do meio capaz de agir diretamente sobre os seres vivos, pelo menos durante parte do seu ciclo de desenvolvimento;
	- Fatores abióticos: características físicas e químicas do meio;
	- Fatores bióticos: interações que se realizam entre indivíduos da mesma espécie ou de espécies diferentes;
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		O fator ecológico pode desempenhar o papel de fator limitante quando está ausente ou abaixo de um patamar crítico ou então quando exceder o nível máximo tolerável;
- Todo ser vivo apresenta
limites de tolerância quanto aos diversos fatores ecológicos, entre os quais situa-se seu ótimo ecológico;
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Temperatura · Luz · Água · Gases atmosféricos 
· Nutrientes · Espaço físico · Fogo
Fonte: www.ib.usp.br/ecologia
FATORES ECOLÓGICOS
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CONCEITOS BÁSICOS
		Uma mesma espécie pode ter ampla tolerância a um fator e estreita a outro;
		Em regiões de clima frio: a temperatura costuma ser o fator limitante;
		Em regiões de clima quente ou árido: o fator limitante, em geral é a água.
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estenoécio/euriécio (estenoeco/eurieco)
	Variações climáticas
estenotérmico/euritérmico
	Temperatura
estenohídrico/eurihídrico
	umidade
estenohalino/eurihalino
	salinidade 
Esteno- = estreito
Euri- = amplo
Fonte: www.ib.usp.br/ecologia
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Propriedades dos Ecossistemas
Manutenção dos sistemas vivos, demanda gasto de E – preço pago para manter o estado de equilíbrio;
		Homeostase: capacidade do organismo de manter condições internas constantes mesmo num ambiente externo variante – em todos os organismos (grau variado).
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Os mecanismos homeostáticos apresentam um sistema de retroalimentação ou feedback – quando o sistema se desvia de seu estado desejado, mecanismos de resposta internos agem para restaurar aquele estado.
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Exemplo: - Sistema de aquecimento residencial: termostato controla o aquecedor;
Animal de sangue quente (homeotérmico): um centro cerebral específico controla a temperatura corporal;
Mecanismo homeostático também nos ecossistemas:
Exemplos: 
Subsistemas predador e presa regulam a densidade populacional;
Microrganismos patogênicos e parasitas;
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Subsistemas microbianos regulam o armazenamento e a liberação de nutrientes;
Capacidade de se manter estável diante de perturbações (tempestade);
Capacidade de se recuperar rapidamente;
Limite: à medida que a perturbação aumenta (freqüência e intensidade), o sistema embora controlado, pode não ser capaz de voltar exatamente ao mesmo nível de antes.
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Propriedades dos Ecossistemas
Seguem as leis da termodinâmica:
Matéria e Energia (E): em qualquer sistema natural, ambas são conservadas, ou seja não se criam nem se destroem.
		Lei da Conservação de Massa (LCM) e 1ª Lei da Termodinâmica (LT).
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LEI DA CONSERVAÇÃO DE MASSA
Explica a poluição ambiental – por não ser possível consumir a matéria até sua aniquilação – geração de resíduos em todas as atividades dos seres vivos.
Resíduos indesejados por quem os eliminou, mas que podem ser reincorporados ao meio para serem reutilizados através da reciclagem – ocorre na natureza por meio dos ciclos biogeoquímicos. 
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1ªLEI DA TERMODINÂMICA
a E pode ser transformada de uma forma em outra, mas não pode ser criada ou destruída.
		E solar é transformada pelos vegetais na fotossíntese em E química (moléculas complexas), quebradas durante a respiração em moléculas menores, liberando a E que é utilizada nas funções vitais do organismo.
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2ªLEI DA TERMODINÂMICA
A transformação da E ocorre da mais nobre para uma menos nobre (menor qualidade) – embora a quantidade de E seja preservada (1ªLT), a qualidade é sempre degradada – parte da E utilizada é dispersa, em geral, na forma de calor (“E inaproveitável”).
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A energia luminosa absorvida pelos vegetais é, em parte, perdida no processo de transformação em energia potencial e no próprio metabolismo do vegetal. 
A energia absorvida pelo herbívoro também é reduzida de uma parcela, a qual, então, é empregada em seu processo metabólico e em suas atividades diárias. 
A energia útil reduz-se a cada passo, tornando-se inteiramente inaproveitável, na forma de calor. 
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2 tipos de produtores:
Fotossintetizantes: vegetais clorofilados (verdes), capazes de produzir matéria orgânica na presença de luz e água, absorvendo CO2 e liberando O2; 
		6CO2 + 12H2O		C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
	- A partir da glicose produzida na fotossíntese, o vegetal sintetiza outras substâncias orgânicas mais complexas como lipídeos e proteínas que fazem parte de sua estrutura.
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Quimiossintetizantes: obtêm a energia que necessitam a partir de substâncias inorgânicas, através de reações químicas (oxidações).
	- Sulfobactérias: oxidam o gás sulfídrico (H2S) produzindo enxofre e energia;
	- Nitrobactérias: oxidam compostos que possuem nitrogênio;
	- Bactérias que oxidam compostos de ferrro.
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Consumidores:
Seres incapazes de produzir seu próprio alimento – necessitam buscá-lo, direta ou indiretamente, junto aos produtores;
		Seres heterótrofos.
São subdivididos em: 
Consumidor Primário ou de 1ª Ordem: se alimenta diretamente dos produtores – animais herbívoros: gafanhoto, coelho, ruminantes, girafas;
 
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Consumidor Secundário ou de 2ª Ordem: nutrem-se de consumidores primários – sapos, algumas aves
Consumidor Terciário ou de 3ª Ordem: nutrem-se de consumidores secundários – onças, falcões
Animais Onívoros: dieta mista, consome tanto vegetais quanto animais – jabuti, ursos, lobos, ema, humanos;
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Decompositores: seres que se alimentam de matéria em decomposição – degradam substâncias orgânicas transformando-as em inorgânicas que retornam ao ecossistemas podendo ser novamente usadas pelos produtores – algumas bactérias e fungos.
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Decompositores:
não ingerem comida, como os herbívoros e os carnívoros. Sua nutrição ocorre por um processo de absorção, mediante o lançamento de enzimas sobre a matéria orgânica morta. 
Parte da matéria orgânica degradada é absorvida e o restante é devolvido ao meio, na forma de compostos inorgânicos que são utilizados, pelos autótrofos, para a síntese de mais alimentos.
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Toda vida na Terra depende da E proveniente do Sol; 
Radiação Solar:
		a distribuição das diversas formas de vida são conseqüências da variação de sua incidência e intensidade – principal causa das diferenças climáticas entre as diversas regiões do mundo.
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