Fatores limitantes

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Ecologia de populações e comunidades
Fatores limitantes
Por quês?
Os ecólogos estão interessados em responder duas questões básicas
 
Quais fatores controlam a distribuição (local de ocorrência) e abundância (número de indivíduos) dos organismos (espécie, população)?
Por que a espécie (população) está presente numa área e ausente em outra? (o que afeta a dispersão?)
Por ques?
Por que tão poucas espécies? Com baixa abundância?
Por ques?
Por que tantas espécies nas zonas tropicas e poucas nas temperadas? 
Por ques?
Por que esse padrão de distribuição nos hábitats? 
Por ques?
Por que dessa distribuição (área ou local de ocorrência de uma espécie)?
Por ques?
Por que dessa distribuição (área ou local de ocorrência de uma espécie)?
Por ques?
Por que dessa distribuição (área ou local de ocorrência de uma espécie)?
Por ques?
Por que dessa distribuição (área ou local de ocorrência de uma espécie)?
Caracteriza o espaçamento dos indivíduos entre si
Padrão de distribuição
Agrupado
Uniforme
Aleatório
Indivíduos aninhados em grupos distintos
Indivíduos mantém uma distância mínima entre si
Indivíduos estão imprevisivelmente distanciados
A maioria tem distribuição agrupada
Número de antílopes
Distância (m)
observado
esperado
Distribuição de indivíduos reflete a heterogeneidade espacial e interações sociais, o que afeta a dispersão
Barreiras à dispersão = Fator limitante (Resistência ambiental)
Geográfica
Climática
Edáfica
Biológica
Alimento
Competição
Predação
Mutualismo
Parasitismo
Fatores limitantes
O que é necessário para uma planta germinar, crescer e se reproduzir?
Fatores limitantes
O que é necessário para uma planta germinar, crescer e se reproduzir?
Fatores limitantes
Definição: é um fator particular do ambiente que limita a capacidade que o organismo tem de sobreviver, crescer ou se reproduzir
Fatores limitantes abióticos
 Disponibilidade de Luz (hora/luz por dia; sazonalidade)
 Umidade e disponibilidade de água
 Temperatura (amplitude diária)
 Elevação ou profundidade (pressão)
 Salinidade (nos mares)
 Vento
 ph, Co2, O2 (nos rios), disponibilidade de N, P, K, S, Mg, Ca
 Fogo
 Competição
 Parasitismo e/ou doença
 Predação e disponibilidade de presa
Dinâmica predador-presa
 Agentes polinizadores e dispersores
Ex. castanha-do-Pará
 Densidade da espécies e distância do vizinho mais próximo
Fatores limitantes bióticos
Perda de dispersores de sementes em Miliusa horsfieldii
Densidade e distância do vizinho mais próximo
Predação, virulência
Fatores limitantes
Não precisa ser letal, mas afeta o organismo fisicamente ou biologicamente, de forma que seu desempenho (reprodução, dispersão, competição por espaço e alimento, fuga de predador) fique reduzido
Geralmente são complexos, interagindo entre eles (p.ex., salinidade, nutrientes e predadores...) para dificultar a sobrevivência e reprodução
Fatores limitantes e limites de tolerância
Todo organismo tem um limite de tolerância em termos de condições ambientais (temperatura, umidade, salinidade) e de recursos (alimento, espaço) que influenciam o seu funcionamento
A amplitude de tolerância é intrínseco ao organismo, é a capacidade dele sobreviver em condições extremas de fatores limitantes diferentes 
Fatores limitantes e limites de tolerância
É possível?
Fatores limitantes e limites de tolerância
É possível?
Fatores limitantes e limites de tolerância
Lei de Liebig: o organismo requer um mínimo de condição (nutriente, temperatura, umidade) para funcionar (crescer e se reproduzir)! Porém, acima ou perto do máximo também é prejudicial! Na verdade, há um ótimo de condições
Cada espécie (população) pode funcionar com mais eficiência dentro de uma parte limitada de cada gradiente, conhecida como amplitude ótima (ou zona ótima) Também pode manter pop. grandes dentro dessa faixa
Próximo aos extremos a espécie (população) sofre stress fisiológico e, apesar de sobreviver, mantém apenas pop. pequenas
Os gradientes têm limites superiores e inferiores, ou os limites de tolerância de uma sp. ao fator ambiental. Além desses limites a espécie (população) não sobrevive ou sobrevive temporariamente
o nível ótimo é aquele em que se está mais adaptado, ou seja, no qual os organismos melhor sobrevivem e deixam o maior número de descendentes.
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Exemplo
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Qual é a amplitude de tolerância?
Concentração de sal (%) no corpo
Importante
Os fatores limitantes podem ser dispostos em gradientes ambientais que variam entre extremos
Temperatura, umidade, salinidade, luz, pressão, profundidade, oxigênio
Gráfico multidemensional
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Valência ecológica
Eurioica ou euritópica = amplo limite de tolerância – tolera uma ampla faixa de condições ambientais (pouco exigentes, generalista ou tolerantes ecológicos)
Stenoica ou stenotópica = estreito limite de tolerância – restringe-se à uma faixa de condição ambiental estreita (alta exigência, especialistas ou intolerante ecológico)
Valência ecológica
Área de ocorrência da arara-canindé no Brasil
 euritópica
Área de ocorrência da ararinha-azul no Brasil
stenotópica
Valência ecológica
Nomenclatura
Eurialinio – tolerante à salinidade
Stenoalino – intolerante ao sal
Eurifágico – vários itens alimentares
Stenofágico – poucos itens alimentares
Eurihídrico – tolerante à água
Stenohídrico – intolerante à alta umidade
Euriécio – seleciona vários hábitats
Stenoécio – tem restrição de hábitat
Identifique as espécies Stenotérmica e Euritérmica
Sp1
Sp2
Sp3
Ajustes fisiológicos em ambientes gelados
Compostos dos fluídos sanguíneos e teciduais – evitando o congelamento
Peixe de regiões polares nadam a -1,9ºC – ponto de congelamento da água salgada
Ponto de congelamento do peixe é -0,9ºC
Ingestão de partículas ou contato com o gelo
Açúcares, glicerol, ureia, proteínas
Ligam-se aos cristais de gelo impedindo a adição de moléculas de água (expansão dos cristais)
Ponto de congelamento até 2ºC abaixo do ponto normal – mecanismo de super-resfriamento
Trematomus, Nototheniidae 
Salamandrella keyserlingii (salamandra-siberiana) vive a -45ºC
Anfíbios
Pop. de peixes
Tolerância à hipóxia
Lepidosiren paradoxa
Falta de oxigênio na água
Tolerância à hipóxia
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Tolerância à umidade
Na terra
Exceções
Os organismos podem apresentar uma ampla faixa de tolerância para um fator e estreita para outro fator
Exemplo
Ararinha-do-buriti tem ampla distribuição, porém é restrita quanto ao hábitat e alimentação – Densidade específica
Adaptações e compensação (ajustes) de fatores ecótipos
Organismos se adaptam (genótipo e fenótipo) ao ambiente para reduzir ou compensar os efeitos dos fatores limitantes
Compensação é típica em organismos de ampla distribuição
Desenvolvem populações (ecótipos) que se ajustam as condições do meio
Ecótipos – raças geográficas
Gradiente ambiental (variável)
Populações (ecótipos)
Morfologias
Fisiologias
Ex. de ecótipos (Aclimatação – mudança fisiológica)
Aurelia aurita
Adaptação/ajustes
Animais podem migrar, hibernar, entrar em torpor, letargia, se enterrar, se abrigar, etc...
E as plantas?
Adaptação/ajuste em plantas
Deciduidade: perda de folhas com o stress hídrico
Durante a estação chuvosa
Durante a estação seca
Modificações morfológicas (xerófita) para evitar perda de água com o stress hídrico
Adaptação/ajuste em plantas
Modificações morfológicas para evitar perda de água com o stress hídrico
Adaptação/ajuste em plantas
Modificações morfológicas para evitar perda de tecidos com o fogo
Adaptação/ajuste em plantas
Por que das formas de distribuição das populações? Um ou vários fatores? Cadeia de Fatores
Explicando a distribuição de uma espécie
Distribuição de cangurus na Austrália parece associado a um fator abiótico climático (e.g., precipitação)
Explicando distribuição de
uma espécie
Macropus giganteus vive no leste da Austrália, onde há pouca variação sazonal na precipitação ou prevalecem chuvas de verão
M. fuliginosus vive no sul da Austrália, onde prevalece o inverno chuvoso
M. rufus vive na Austrália ocidental, onde prevalecem condições secas e quentes
Explicando a distribuição de uma espécie
Distribuição de cangurus na Austrália parece associado a um fator abiótico climático (e.g., precipitação)
Porém, suas populações podem ser influenciadas, indiretamente, por fatores bióticos (competidores, predadores, oferta de alimento, parasitas)
É preciso considerar fatores múltiplos para explicar os padrões de distribuição e abundância das populações (espécies)
É importante verificar a ausência de uma sp. num local
Importante
Explicando a ausência de uma população
Explicando a ausência de uma população – cadeia de fatores
Explicando a ausência de uma população – cadeia de fatores