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73 UNIDADE 2 ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir desta unidade você será capaz de: • conhecer a dinâmica estrutural das populações naturais; • identificar as diferentes formas de interação ocorrentes entre os organismos; • compreender os padrões e processos existentes nas comunidades; • entender as relações de fluxo de energia e matéria que regem a dinâmica dos ecossistemas. A Unidade 2 está dividida em quatro tópicos, cujas atividades, no final de cada um deles, reforçarão o seu aprendizado. TÓPICO 1 – ORGANISMOS E POPULAÇÕES TÓPICO 2 – INTERAÇÕES ECOLÓGICAS TÓPICO 3 – ECOLOGIA DE COMUNIDADES TÓPICO 4 – ECOSSISTEMAS Assista ao vídeo desta unidade. 74 75 TÓPICO 1 ORGANISMOS E POPULAÇÕES UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Na unidade anterior vimos alguns fatores que influenciam a vida dos organismos ou indivíduos. Porém, a definição de organismo, em um primeiro olhar, não é tão simples quanto parece. Se pensarmos em animais, de uma forma geral, é fácil identificar onde termina um organismo e começa outro, principalmente se estivermos observando um bando de andorinhas ou de macacos. Agora, porém, pensemos em uma esponja. Como definimos o que é um organismo? Se considerarmos o reino Fungi, esta definição se torna ainda mais complexa. Afinal, vemos somente o corpo de frutificação destes seres e um único organismo pode produzir mais de um corpo de frutificação ao mesmo tempo (Figura a seguir). FIGURA 31 – CORPOS DE FRUTIFICAÇÃO DE REPRESENTANTES DO REINO FUNGI. NÃO É POSSÍVEL AFIRMAR QUE CADA CORPO DE FRUTIFICAÇÃO REPRESENTA UM ORGANISMO DA ESPÉCIE FONTE: As autoras Por isso, é de suma importância que nestes estudos haja uma descrição detalhada dos elementos utilizados para definir um organismo. Alguns questionamentos podem surgir em sua mente: por que é importante ter uma definição clara de organismo? E ainda, qual é o objetivo de estudá-lo? É imprescindível ter um conceito claro de organismo para poder efetuar qualquer pesquisa envolvendo uma determinada população, como por exemplo, UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 76 para realizar o controle populacional de uma espécie exótica que se tornou invasora ou “praga”, ou ainda no acompanhamento de uma espécie considerada ameaçada de extinção. Falando em população, vamos relembrar esse conceito? Uma população pode ser definida como o conjunto de organismos ou indivíduos de uma mesma espécie que vive em um determinado local, em um determinado espaço de tempo. Assim, o conjunto de aves da espécie aracuã (Ortalis guttata) que habita um determinado fragmento florestal é considerado uma população, da mesma forma que o total de organismos do palmiteiro (Euterpe edulis) encontrados neste mesmo fragmento. Poderíamos citar os mais diversos exemplos, como um cardume de sardinhas (Sardina sp.) que vivem juntas em uma determinada área do Oceano Atlântico, ou ainda uma colônia de bactérias que habitam o nosso trato intestinal. Mas o nosso intuito é que você compreenda os termos básicos a qualquer estudo focando as relações ecológicas existentes em nosso planeta. Um fator muito importante e que sempre deve ser considerado é que a definição de população pode variar de acordo com o objetivo do estudo ou com a definição de população dada pelo pesquisador. Vamos a um exemplo: Anteriormente consideramos como uma população o conjunto de aracuãs que habita um determinado fragmento florestal. Porém, se o objetivo do estudo for estudar as aracuãs de uma determinada cidade e se assim o desejar, o pesquisador pode considerar o conjunto destas aves como uma população. Ainda, o conjunto de aracuãs existentes no estado de Santa Catarina também pode ser considerado uma população se o objetivo for compará-las com as aracuãs de outros estados. Por isso, definir os limites de uma população e deixá-los sempre claros é indispensável! Vamos agora entender um pouco mais sobre a história de vida dos organismos, parâmetro esse que define as estratégias utilizadas para realizar as mais diferentes atividades, tais como o seu crescimento e reprodução. Essas estratégias influenciam na estrutura e dinâmica populacional e, consequentemente, no comportamento de cada espécie. ATENCAO TÓPICO 1 | ORGANISMOS E POPULAÇÕES 77 2 HISTÓRIAS DE VIDA DOS ORGANISMOS O estudo dos organismos vai muito além de saber identificá-los. Se quisermos entender as forças que interferem na sua abundância em uma população precisamos conhecer as fases da sua vida onde estas forças são mais significativas (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006) para, se for o caso, intervir sobre estes quesitos. Estas informações são obtidas através da história de vida dos organismos. É o que veremos a seguir. Desde o momento do nascimento até a sua morte, um organismo passa por diversas fases de vida onde sempre precisa equilibrar algumas questões primordiais: o seu crescimento e a sua reprodução. A forma como um organismo gerencia estas questões em cada idade é que governa a evolução da sua história de vida (RICKLEFS, 2010). Mas o que significa a expressão história de vida? De forma simplificada a história de vida de um organismo, como o próprio nome sugere, compreende desde o seu nascimento, o período pré-reprodutivo, o período reprodutivo, o período pós-reprodutivo até a sua morte (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). De acordo com Ricklefs (2010), alguns componentes destacam-se na história de vida de um organismo. São eles: a) a idade de maturidade ou primeira maturação; b) a parição ou número de eventos reprodutivos; c) a fecundidade ou número de descendentes produzidos por evento; e d) a longevidade. A forma como os organismos lidam com os componentes acima citados varia amplamente, de forma que as suas histórias de vida também são bastante distintas. De forma geral, a maioria dos problemas de alocação de recursos que moldam as histórias de vida dos organismos pode ser resumida em três questionamentos: 1) quando começar a reproduzir? 2) quão frequentemente reproduzir? 3) quantos filhotes gerar em cada evento reprodutivo? (RICKLEFS, 2010). Um dos fatores que influencia estes questionamentos é o tempo de vida. Geralmente organismos com tempo de vida longa começam a reproduzir mais tardiamente em relação àqueles cujo tempo de vida é curto. Em relação a este quesito, são denominados anuais os organismos cujo ciclo de vida não ultrapassa um ano, enquanto que os organismos cujo ciclo de vida vai além deste período de tempo são denominados perenes (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Grande parte das plantas utilizadas na agricultura, tal como arroz, milho, feijão, entre outros, são exemplos de organismos anuais. Por outro lado, vegetais florestais e animais vertebrados de grande porte comumente vivem durante vários anos, e são exemplos de organismos perenes. UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 78 Alguns organismos, independentemente de possuírem ciclo de vida anual ou perene, apresentam apenas um evento reprodutivo ao longo da vida, sendo denominados organismos semélparos (semel “uma vez” e pario “dar a luz”). A semelparidade é comum em plantas anuais, mas é rara entre animais e plantas de vida longa (perenes) (RICKLEFS, 2010). Todavia, pode-se citar o caso do salmão do pacífico, da cigarra periódica, dos bambus e do agave (Figura a seguir). FIGURA 32 – INFLORESCÊNCIA DE UM ORGANISMO DE AGAVE UTILIZADO PARA ORNAMENTAÇÃO EM INDAIAL, SANTA CATARINA, EM PERÍODO FÉRTIL FONTE: As autoras Outros organismos reproduzem-se continuamente ao longoda vida, sendo denominados organismos iteróparos (do latim itero “repetir”). A espécie humana é um bom exemplo de espécie iterópara. Grande parte dos animais e plantas de vida longa também apresenta este padrão de reprodução. Com relação ao tempo de vida e número de eventos reprodutivos, uma inúmera quantidade de organismos apresenta história de vida que se encaixa entre os dois extremos apresentados, variando distintamente para cada um desses atributos. Porém entre os organismos que se enquadram na ponta lenta desse extremo podem-se citar os albatrozes. Essas aves possuem grande longevidade e atingem a maturidade sexual tardiamente (cerca de 5-6 anos para as espécies menores e 11 anos para os grandes albatrozes). Apenas um ovo é produzido por temporada podendo haver intervalos entre as posturas de dois ou mais anos (NEVES et al., 2006). Outros exemplos de extremo lento são os elefantes, as tartarugas-marinhas e as árvores de carvalho. No extremo rápido temos as ervas em geral e as moscas-da-fruta. TÓPICO 1 | ORGANISMOS E POPULAÇÕES 79 Foram justamente as características da história de vida das moscas-da-fruta que permitiram que esta espécie fosse amplamente utilizada em experimentos genéticos! Desta forma, pode-se observar que existe certo balanço ou escolha entre alocar energia para o crescimento ou reprodução. Como citam Townsend, Begon e Harper (2006), especialmente quanto à reprodução, a iniciação dessa etapa pode gerar um alto custo para o crescimento, podendo inclusive encerrar a vida do organismo. Em algumas situações, no entanto, isso pode ser interessante, pois espécies que conseguem se multiplicar rapidamente, produzindo um elevado número de descendentes em um curto período de tempo, obtêm maior sucesso em ambientes efêmeros. Isso permite que estas espécies colonizem novos hábitats rapidamente, tal como áreas perturbadas. Costuma-se denominar de oportunistas as espécies que apresentam esse tipo de padrão de vida. Elas ainda podem ser denominadas de r-estrategistas. No outro extremo, algumas espécies são mais eficientes em sobreviver em hábitats onde há intensa competição pelos recursos limitados. Nesses casos, os organismos investem mais em crescimento, ao invés de reprodução, ou na competição uns com os outros. Essas espécies são denominadas de k-estrategistas por passar a maior parte de suas vidas crescendo contra os limites dos recursos ambientais (veja no Tópico 2 onde se discute a competição intraespecífica). Aqui vale uma ressalva: apesar de os ecólogos sempre buscarem encontrar padrões nos fenômenos e processos que estudam, é preciso considerar que estamos lidando com seres vivos diversificados, cujas características foram e continuam a ser moldadas pela evolução e pelas condições do ambiente onde vivem. Portanto, não há dois ou mais grupos isolados de padrões diferenciados com relação às histórias de vida dos organismos. Ao contrário, o que se pode verificar na natureza é uma continuidade de valores para as diferentes características que moldam as histórias de vida, cujos extremos são ocupados por organismos com histórias de vida ditas lentas e aqueles que apresentam uma história de vida considerada rápida. Os extremos lento-rápidos das histórias de vida dos organismos podem ser assim distinguidos (Tabela a seguir): UNI UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 80 TABELA 1 – AGRUPAMENTO DE VALORES EXTREMOS PARA OS ATRIBUTOS (CARACTERÍSTICAS) QUE COMPÕEM A HISTÓRIA DE VIDA DE UM ORGANISMO FONTE: Ricklefs (2010, p. 120-121) 3 MONITORANDO A MORTALIDADE, A NATALIDADE E A DISPERSÃO DOS ORGANISMOS DE UMA POPULAÇÃO Na seção anterior comentamos sobre a importância de conhecermos a fundo a história de vida dos organismos para que seja possível conhecer alguns aspectos das populações naturais. Não podemos, no entanto, determinar a taxa de natalidade, mortalidade e sobrevivência de uma população estudando os organismos separadamente. Esses são alguns exemplos das diversas propriedades únicas das populações e que, portanto, somente fazem sentido no âmbito populacional (ODUM; BARRET, 2011). Conhecer estes processos é de suma importância uma vez que são eles os responsáveis pela modificação do tamanho de uma população (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Você pode questionar a importância de estudar estas questões. Um exemplo prático da sua utilidade é em atividades de manejo. Como elaborar uma estratégia eficaz se não se conhece a estrutura e dinâmica da população? Será necessário intervir severamente ou simples ações são suficientes? E ainda, em qual fase da vida é necessário focar as intervenções? Essas e outras questões podem ser acessadas através de dados populacionais como os que veremos a seguir. 3.1 TABELAS DE VIDA E CURVAS DE SOBREVIVÊNCIA Uma forma de acompanhar as taxas de natalidade de uma população é através da construção de uma tabela de vida. O tipo de tabela de vida varia de acordo com a forma de monitoramento da população. Assim, é possível elaborar uma tabela de vida de coorte ou dinâmica ou uma tabela de vida estática. O termo coorte, utilizado na tabela de vida de coorte ou dinâmica, define os organismos que nasceram em um mesmo determinado período de tempo. Desta forma, nesse tipo de tabela é registrada a sobrevivência desses organismos que nasceram em uma mesma época até o último morrer (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Esse método é geralmente aplicado para plantas e animais sésseis, nos quais os indivíduos marcados podem ser continuamente rastreados ao longo de suas vidas (RICKLEFS, 2010). TÓPICO 1 | ORGANISMOS E POPULAÇÕES 81 A tabela de vida estática, por sua vez, pode ser definida como uma foto instantânea da população, pois acompanha a população em um dado espaço de tempo descrevendo os números de sobreviventes de diferentes idades na população (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). A seguir apresentamos um gráfico para que você entenda a diferença de estratégia existente entre a construção das tabelas de vida. Não vamos aqui demonstrar ou ensinar a calcular as tabelas de vida, mas é importante você saber da sua existência e da sua utilidade em estudos populacionais. De fato, as tabelas de vida fornecem informações detalhadas sobre organismos específicos, como por exemplo, em qual fase houve uma maior número de mortes. Porém, os ecólogos buscam encontrar padrões entre as mais diversas espécies de forma que a transferência dos dados de sobrevivência calculados nas tabelas de vida para um gráfico pode ser mais reveladora (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). GRÁFICO 1 – DEMONSTRAÇÃO GRÁFICA DA FORMA DE ACOMPANHAMENTO DOS ORGANISMOS DE UMA POPULAÇÃO ATRAVÉS DA CONSTRUÇÃO DE TABELAS DE VIDA Obs.: Nas tabelas de vida de coorte todos os organismos que nasceram no tempo t0 são acompanhados até que o último tenha morrido. Já na tabela estática, todos os organismos existentes no período t1 são monitorados. FONTE: Adaptado de: Ricklefs (2010) UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 82 Ao se transpor os dados de tabelas de vida de coorte ou dinâmica podem ser observadas três formas de curva de sobrevivência: CURVA DO TIPO I: na curva de sobrevivência do Tipo I, a taxa de mortalidade de indivíduos na população é baixa nos estágios jovens, se concentrando nas idades mais avançadas (DAJOZ, 2005), como pode ser visto nos gráficos a seguir. Um exemplo típico deste tipo de curva é o apresentado pelas populações humanas, assim como pelas demais populações de mamíferos. Os insetos sociais e as moscas- da-fruta também tendem a apresentar esse padrão (DAJOZ, 2005).GRÁFICO 2 – CURVA DE SOBREVIVÊNCIA E TAXA DE MORTALIDADE EM CURVAS DO TIPO I FONTE: Adaptado de Townsend, Begon e Harper (2006) CURVA DO TIPO II: nas populações que apresentam este tipo de curva de sobrevivência, a taxa de mortalidade é relativamente constante ao longo do tempo de vida do organismo (Gráfico 3). Esse é o caso da hidra de água doce, de diversos passeriformes, de coelhos, cervos, entre outros (DAJOZ, 2005, p. 140; ODUM; BARRET, 2008). GRÁFICO 3 – CURVA DE SOBREVIVÊNCIA E TAXA DE MORTALIDADE EM CURVAS DO TIPO II FONTE: Adaptado de: Townsend, Begon e Harper (2006) CURVA DO TIPO III: nas populações que apresentam este tipo de curva de sobrevivências, a taxa de mortalidade é elevada nos estágios iniciais, diminuindo posteriormente (Gráfico 4). Esse é o tipo mais comum de curva apresentado pelas populações naturais e é frequente nos animais invertebrados, plantas, muitos peixes e anfíbios (DAJOZ, 2005; RICKLEFS, 2010). TÓPICO 1 | ORGANISMOS E POPULAÇÕES 83 GRÁFICO 4 – CURVA DE SOBREVIVÊNCIA E TAXA DE MORTALIDADE EM CURVAS DO TIPO III FONTE: Townsend, Begon e Harper (2006, p. 202) Os três tipos de curva de sobrevivência apresentados são úteis generalizações, mas é preciso destacar que na prática a forma da curva está muitas vezes relacionada com a densidade da população podendo, portanto, variar ao longo do tempo (ODUM; BARRET, 2011; TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). 3.2 DISPERSÃO E MIGRAÇÃO Dificilmente um organismo permanece ao longo da sua vida no mesmo local onde foi gerado. Isso é uma realidade não somente com os animais, mas também para os outros seres, como microrganismos e vegetais. De acordo com as características de cada espécie em relação a sua capacidade de locomoção, diversas estratégias podem ser observadas. Os vegetais, por exemplo, incapazes de se locomoverem por si próprios, desenvolveram diferentes maneiras para dispersarem suas sementes. Assim, algumas plantas têm as suas sementes dispersas pelo vento (ex. dente-de-leão), num fenômeno denominado anemocoria. Outras oferecem frutos carnosos atraentes aos seus agentes dispersores animais (zoocoria) como aves e morcegos; ou pela água (hidrocoria), entre diversas outras. Desta forma, suas sementes chegam a locais distantes da planta-mãe permitindo que a população se distribua de uma forma que jamais seria possível sem estes agentes. Os animais por sua vez, se deslocam à procura de recurso e abrigo, mesmo que esse deslocamento signifique mover-se somente 1 cm em uma folha, ou se mover de um hemisfério a outro (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Os efeitos dos movimentos dispersores são variados. Em alguns casos eles agregam os organismos da população, em outros eles permitem que fiquem espalhados. De forma geral, podem-se encontrar três padrões espaciais: ao acaso, regular e agregado (Figura a seguir). UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 84 FIGURA 33 - PADRÕES GERAIS DE DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL QUE PODEM SER EXIBIDOS PELOS ORGANISMOS EM SEUS HABITATS FONTE: Adapatado de: Townsend, Begon e Harper (2006) Conhecer o padrão de distribuição dos organismos de uma população é muito importante para censos populacionais. Isso decorre do fato que dificilmente é possível realizar a contagem de todos os organismos habitantes em um determinado local e da densidade populacional. Portanto, usualmente costuma-se utilizar amostras. Sem conhecer a distribuição da população, corre-se o risco de selecionar amostras em áreas que superestimem ou subestimem a realidade da população, inferindo e prejudicando possíveis ações de controle de pragas e ou de conservação da espécie. Você deve ter percebido que apesar do subtítulo indicar que falaríamos da dispersão e da migração dos organismos, até o momento utilizamos apenas a expressão dispersão. Isso indica que dispersão e migração são sinônimas? De forma alguma. Enquanto a dispersão se refere ao movimento de afastamento dos organismos, a migração constitui em um movimento direcional em massa pelo qual os indivíduos se dirigem de um local a outro (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). A migração ocorre geralmente de locais com baixa disponibilidade de recursos para áreas mais produtivas. O movimento de migração é mais frequente em ambientes temperados, onde as estações do ano mudam bruscamente o clima local. Assim, muitas espécies de aves, por exemplo, durante o inverno migram do hemisfério norte para o hemisfério sul e vice-e-versa. 85 RESUMO DO TÓPICO 1 Neste tópico, você pode concluir que: • Definir um organismo não é tão fácil como em um primeiro momento parece, demonstrando que os conceitos ecológicos não devem ser generalizados e necessitam de claras regras de delimitação. • A partir do estudo dos organismos pode-se acessar a sua história de vida permitindo medidas de intervenção, quando necessário for. • A história de vida de um organismo compreende todas as fases da sua vida, mas de forma resumida pode ser dividida em nascimento, período pré-reprodutivo, reprodutivo, período pós-reprodutivo e morte. • Em suma, os fatores que influenciam a história de vida de um organismo são a idade da maturação, o número de eventos reprodutivos, o número de descendentes gerados a cada reprodução, e a o tempo de vida. • Algumas espécies possuem ciclo de vida curto, com duração de até um ano. Estas espécies são denominadas de espécies anuais. Outras espécies vivem por mais tempo, sendo chamadas de espécies perenes. • Durante a sua vida uma espécie pode reproduzir uma única vez (espécies semélparas) ou apresentar vários eventos reprodutivos (espécies iteróparas). • Para acessar a história de vida dos organismos, os ecólogos utilizam como estratégia a construção de tabelas de vida. A tabela de vida de coorte o ou dinâmica é confeccionada através do acompanhamento de uma geração de organismos da população, desde o nascimento do primeiro indivíduo até a morte do último da “leva”. Já a tabela de vida estática utiliza como estratégia acompanhar todos os organismos presentes na população em um determinado período de tempo fixo. • Através dos dados adquiridos em uma tabela de vida de coorte ou dinâmica, é possível elaborar a curva de sobrevivência ao longo da vida para uma dada população. • Há três padrões de curva de vida entre as populações naturais, sendo elas denominadas de Curva do Tipo I, Curva do Tipo II e Curva do Tipo III. • Os organismos se dispersam de seus progenitores formando três padrões básicos de distribuição: ao acaso, regular e agregado. 86 AUTOATIVIDADE 1 Os organismos variam amplamente em suas histórias de vida, possuindo diferentes estratégias em relação ao crescimento e reprodução. A este respeito analise as sentenças e classifique V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas: ( ) São denominadas espécies semélparas aquelas que apresentam apenas um evento reprodutivo ao longo da sua vida. ( ) As espécies vegetais utilizadas na agricultura em sua maioria são consideradas perenes por apresentarem ciclos de vida inferiores a um ano. ( ) Toda espécie com ciclo de vida curto apresenta apenas um evento reprodutivo, enquanto que todas as espécies de vida longa reproduzem várias vezes ao longo de sua vida. ( ) O início da vida reprodutiva de um indivíduo tem grande influência sobre a sua história de vida. Agora, assinale a alternativa CORRETA: ( ) V – F – F – V. ( ) V – V – F – V. ( ) F – F – F – V. ( ) V – V – F – F. 2 Um pesquisador foi contratado para monitorar uma populaçãode uma ave ameaçada de extinção e sobre a qual pouco se sabe. Quais atributos desta população o pesquisador deve acessar de maneira a poder monitorar de forma correta esta população? Por quê? 3 Quando se deseja conhecer as histórias de vida dos organismos de uma população, é possível realizar dois tipos de abordagem, cada qual dará origem a um tipo de tabela de vida. Quais são estes tipos de tabela e o que cada uma delas aborda? 4 Apesar de muitas vezes serem tratados como sinônimos, a dispersão e migração são eventos distintos. Qual é a principal diferença existente entre estes dois fenômenos? Dê um exemplo de cada. Assista ao vídeo de resolução da questão 4 87 TÓPICO 2 INTERAÇÕES ECOLÓGICAS UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Independente da espécie que consideremos, o fato é que nenhum organismo consegue viver sem interagir com outros seres, sejam eles da mesma espécie ou de espécies distintas. Nesse contexto, abordaremos a partir de agora as diferentes formas de relações ocorrentes entre os organismos vivos. O motivo que leva um organismo a se relacionar com os demais são os mais distintos, variando desde a busca de proteção até a garantia de alimentação. Ainda, esta interação pode se dar entre organismos da mesma espécie, a chamada interação intraespecífica, ou ocorrer entre organismos de espécies diferentes, o que é denominado interação interespecífica. Primeiramente focaremos nas interações intraespecíficas, dando posterior ênfase às interações interespecíficas. Como pode ocorrer tanto intra como interespecificamente, a competição será tratada em separado ao final do tópico. 2 INTERAÇÕES INTRAESPECÍFICAS Um organismo se relaciona com outros organismos da sua espécie por diversas razões, seja devido à disputa por alimento, necessidade de abrigo ou busca por um parceiro, seja para maximizar os esforços para sobrevivência do grupo ou sucesso reprodutivo. A esse tipo de interação que ocorre entre organismos da mesma espécie dá-se o nome de interação intraespecífica. São várias as formas de ocorrência desse tipo interação, sendo relacionadas a seguir as interações sociais, um tipo especial de comportamento que envolve membros de uma mesma população (RICKLEFS, 2010). As interações envolvendo organismos de uma mesma espécie equilibram de forma delicada as tendências de conflito de cooperação e competição, altruísmo e egoísmo, ocorrendo em quase todas as espécies. Como destaca Ricklefs (2010), mesmo as bactérias e os protistas podem sentir a presença de outros da mesma espécie e reagir de formas amigáveis ou agressivas através do lançamento de secreções químicas. Da mesma forma, as plantas podem se comunicar através de compostos químicos para sinalizar danos por herbívoros. UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 88 O comportamento social inclui desde situações de cooperação ao antagonismo, de forma que a seguir será explorado o tipo de interação intraespecífico mais “famoso” e comentado em livros didáticos de Ciências e Biologia: a sociedade. 2.1 SOCIEDADE Uma sociedade pode ser definida como um agrupamento permanente, onde os organismos não estão ligados fisicamente e apresentam divisão de atividades entre os membros, agindo de forma cooperativa. Há vários graus de sociabilidade no mundo animal, cujo grau máximo é denominado de eussociabilidade (RICKLEFS, 2010), que será tratada neste Caderno de Estudos. Para que uma interação seja denominada de eussociabilidade (eu em latim significa verdadeiro), as seguintes características devem ser verificadas: 1 Diversos adultos vivendo juntos em um grupo. 2 Gerações sobrepostas (pais e filhos) vivendo em um mesmo grupo. 3 Cooperação na construção de ninhos e no cuidado dos ovos. 4 Dominância reprodutiva por um ou poucos organismos, havendo castas estéreis. Poucas espécies animais apresentam tal grau de organização, de forma que a eussociabilidade está restrita às térmitas (cupins), formigas, abelhas e vespas. A seguir, relataremos um pouco sobre a organização social destes animais, utilizando como base o descrito por Ricklefs (2010). As sociedades sociais são dominadas por uma ou poucas fêmeas ovopositoras, denominadas rainhas. Nas colônias de formigas, abelhas e vespas (figura 34), as rainhas acasalam somente uma vez durante a sua vida, armazenando uma quantidade de esperma suficiente para produzir filhotes por um período de 10 a 15 anos! As sociedades das abelhas são organizadas da seguinte forma: os filhotes de uma rainha são divididos entre uma casta estéril trabalhadora, todas geneticamente fêmeas, e outra casta reprodutiva, produzida sazonalmente, formada por machos e fêmeas. O destino de um organismo entre estas duas opções depende da qualidade da nutrição recebida enquanto era larva em desenvolvimento. Processo semelhante ocorre entre as formigas e vespas. Diferentemente, nas térmitas, as colônias são dirigidas por um casal reprodutivamente ativo (rei e rainha) que produzem todos os demais organismos da colônia através da reprodução sexuada. Estes trabalhadores são divididos em ambos os sexos que não são capazes de amadurecer reprodutivamente até que o rei ou a rainha morra. TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 89 FIGURA 34 – VESPA RAÍNHA E OPERÁRIA Obs.: À esquerda, exemplo de vespa rainha e vespa operária. Na foto à direita, ao centro da imagem uma térmita rainha com seu abdômen cheio de ovos. FONTE: Disponível em: <http://fotografia.fr.yuku.com/topic/20384>. (vespas); <http://www. alunosonline.com.br/biologia/sociedade-dos-cupins.html>. (térmitas). Acesso em: 28 maio 2013. Em livros didáticos de Ciências e Biologia é citada a interação intraespecífica colônia, cuja definição dada é de um agrupamento de organismos de uma determinada espécie que são interdependentes uns dos outros para a sua sobrevivência, mas onde, diferentemente das sociedades, não há uma divisão de atividades claramente definida. Como exemplos são comumente citadas as colônias de esponjas e de bactérias. Todavia, é necessário ter cautela com esse termo. Em livros e artigos respeitados na área de ecologia não é feita esta distinção entre sociedade e colônia, sendo inclusive denominado de colônia o ambiente físico ocupado pelas espécies sociais. Ainda, pode-se encontrar o termo colônia para definir um grupo de aves, morcegos e diversos outros seres que vivem em grupos. 3 INTERAÇÕES INTERESPECÍFICAS Assim como é inevitável que organismos da mesma espécie interajam, o mesmo pode ser dito em relação aos organismos de espécies diferentes. Ora, todo ser vivo necessariamente precisa se alimentar, de forma que uma espécie acaba por ser consumidora ou recurso alimentar para outra espécie. Porém, não é apenas devido à alimentação que organismos de espécies diferentes interagem ao longo da vida. Nesta seção, comentaremos os tipos mais comuns de interações interespecíficas existentes no mundo natural. De forma geral, as interações interespecíficas podem 1) beneficiar ambas as espécies envolvidas, 2) beneficiar uma das espécies sendo indiferente à outra espécie em questão, e 3) beneficiar uma das espécies em detrimento da outra espécie integrante na relação. Nos livros didáticos de Ciências e Biologia tais situações são divididas entre as interações harmônicas e desarmônicas. UNI UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 90 A seguir apresentamos uma tabela com o resumo das interações e suas consequências para as espécies nelas envolvidas (Tabela a seguir). TABELA 2 – TIPOS DE INTERAÇÃO INTERESPECÍFICA FONTE: Adaptado de: Dajoz (2005) Apesar de termos nos baseado na nomenclatura utilizada por DAJOZ (2005) para definir asinterações interespecíficas, é necessário ter em mente que estas denominações mudam conforme os livros-referência de Ecologia e, consequentemente, entre os livros didáticos de Ciências e Biologia. De fato, como comentam Quesado e Rios (2011), há ambiguidade e diferentes formas de definir as mesmas interações. Isso evidencia que a ciência não é uma verdade absoluta e acabada, sendo mutável e sujeita a interpretações diferenciadas de acordo com os contextos históricos e culturais. Essa questão será melhor evidenciada quando falarmos nas relações de protocooperação e mutualismo. Vamos então agora discutir os principais tipos de interações interespecíficas citados em livros-texto de Ecologia e nos livros didáticos de Ciências e Biologia. 3.1 PREDAÇÃO Os predadores capturam os indivíduos e os consomem, retirando-os da população e ganhando nutrição para sustentar a própria reprodução (RICKLEFS, 2010). Os exemplos são os mais diversos e conhecidos por todos nós (Figura 35). Afinal, quem nunca assistiu a um documentário sobre a vida silvestre que demonstrasse esse tipo de relação? Um aspecto que precisa ser considerado é que nós humanos somos, sem sombra de dúvida, os maiores e mais eficazes predadores existentes. E não somente quando realizamos atividades de caça, mas também quando consumimos carne em nossas refeições. UNI TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 91 FIGURA 35 – ORGANISMO DE ANU-BRANCO GuiraGuira PREDANDO UM RÉPTIL NÃO IDENTIFICADO FONTE: Disponível em: <http://olhares.uol.com.br/predacao-foto3620762. html>. Acesso em: 29 abr. 2013. 3.2 HERBIVORIA A herbivoria envolve um organismo que utiliza uma espécie de planta como recurso alimentar. Nos livros-referência de Ecologia a interação herbivoria é classificada juntamente com a predação, com o parasitismo ou com ambos, podendo, muitas vezes, confundir o leitor menos avisado. O fato é que dependendo do caso, os herbívoros se comportam como predadores e em outras situações, como parasitas (RICKLEFS, 2010). Mas o que diferencia essa classificação entre os herbívoros? De forma simplificada, a herbivoria pode ser considerada predação quando o herbívoro remove a planta inteira. Por outro lado, quando apenas parte dos tecidos vegetais são retirados, esta interação pode ser considerada parasitismo. Neste contexto, quando colhemos um pé de alface em nosso quintal, ou derrubamos um palmiteiro para nosso consumo, podemos ser considerados predadores desta planta. O mesmo acontece com um veado, capivara, ou outro animal qualquer que consuma uma planta por inteiro (figura 36). FIGURA 36 – INDIVÍDUO DE CAPIVARA SE ALIMENTANDO EM UM TÍPICO CASO DE HERBIVORIA FONTE: Disponível em: <www.flickr.com>. Acesso em: 29 abr. 2013. UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 92 Por outro lado, se retirarmos apenas uma parte do tecido vegetal para, por exemplo, extrair o látex de uma árvore, ou quando uma lagarta consome parte das folhas de um arbusto, esta interação pode ser considerada um parasitismo. 3.3 PARASITISMO É denominada de parasitismo a relação em que um organismo nomeado parasita vive intimamente associado com um organismo de outra espécie, que é considerado seu hospedeiro (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Geralmente, o parasita retira os recursos necessários do seu hospedeiro de forma a prejudicá-lo sem, porém, matá-lo. Pelo menos a princípio. Isso porque não é interessante para um parasita eliminar a sua fonte de recurso quando não tem a capacidade de se locomover e sobreviver sem ela (Figura 37). FIGURA 37 – ORGANISMOS DE SABIÁ-DE-COLEIRA Turdus Albicollis PARASITADO. EM DESTAQUE, CARRAPATO PRÓXIMO AO OLHO DO ANIMAL FONTE: As autoras Se os parasitas “roubam” recursos de seus hospedeiros, por outro lado esses não permitem que os parasitas tenham uma vida fácil e frequentemente desenvolvem diversos mecanismos para reconhecer os invasores e os destruir. Além disso, os parasitas devem se dispersar através de um ambiente hostil para se deslocar de um hospedeiro para outro (RICKEFS, 2010), o que não é nem de longe uma tarefa fácil. TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 93 FIGURA 38 – A) ORGANISMO DE LAGARTA PARASITADA; B) ECLOSÃO DO PARASITOIDE FONTE: Disponível em: A) <http://investirdinheiro.org/wp-content/uploads/2011/02/parasitoide- controle-lagartas.jpg> e B) <http://es.wikipedia.org/wiki/Parasitoide>. Acesso em: 28 maio 2013. De acordo com o local em que um parasita se aloja, ele pode ser denominado de diferentes formas. Assim, considera-se um endoparasita o organismo que se instala na parte interna do organismo hospedeiro, enquanto que o organismo que se aloja na parte externa é denominado de ectoparasita. Exemplos clássicos de ectoparasitas de animais são o carrapato, o piolho e a pulga, mas podem-se citar também os ácaros, os fungos e as bactérias. Já entre as plantas, a cochonilha é bastante comum, mas há diversas outras espécies que apresentam esse comportamento. Entre os endoparasitas, podemos citar as Taenia solium e T. saginata (conhecidas como solitárias) que podem parasitar o trato intestinal humano. Apesar de não ser uma regra, muitas vezes os parasitas podem ocasionar sintomas de doença em seu hospedeiro. Quando isso ocorre, o parasita é denominado de patógeno (RICKLEFS, 2010). Em outros casos, algumas espécies de moscas e vespas capturam um organismo e nele depositam seus ovos que quando eclodirem se alimentarão dos tecidos dos hospedeiros vivos, sendo chamados de parasitoides. Apesar de nesse caso o hospedeiro acabar morrendo, antes de isso acontecer, as larvas já terão completado o seu ciclo e entrado em estágio de pupa. Assim, estas espécies primeiramente se comportam como parasitas, respeitando os órgãos vitais de seus hospedeiros e posteriormente como predadores, devorando-os e os matando (DAJOZ, 2005) (Figura 38 “a” e “b”). 3.4 AMENSALISMO O amensalismo, também conhecido como antagonismo ou antibiose, é a interação em que uma espécie é eliminada por outra através do lançamento de uma substância tóxica (DAJOZ, 2005). Quando este tipo de associação ocorre nas plantas, ela recebe o nome de alelopatia. A espécie de pinheiro Pinus eliotti UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 94 FIGURA 39 – À ESQUERDA, EVENTO MARÉ-VERMELHA CAUSADA PELA ESPÉCIE DE PERIDIANO DO GÊNERO Gonyaulax. À DIREITA, SUB-BOSQUE DE UMA PLANTAÇÃO DE Pinus Elliottii FONTE: Disponível em: A) <http://www.brasilescola.com/biologia/mare-vermelha.htm>. B) <http://www.panoramio.com/photo/13625696>. Acesso em: 28 maio 2013. 3.5 COMENSALISMO São denominadas de espécies comensais aquelas que utilizam outras espécies como suporte ou abrigo. Esse é o caso, por exemplo, de liquens e musgos que se desenvolvem sobre troncos de árvores e de plantas trepadeiras como a hera e a videira que, embora tenham raízes, utilizam o tronco das árvores como suporte para que suas folhas atinjam o dossel florestal (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Outro exemplo são as plantas epífitas, que são erroneamente denominadas parasitas e muitas vezes retiradas por pessoas que acreditam que estas plantas possam prejudicar ou mesmo levar a árvore-suporte à morte (Figura 40, letra “b”). Na verdade essas espécies apenas emitem suas raízes nos ramos das árvores sem, no entanto, retirar qualquer recurso delas. São consideradas plantas epífitas as orquídeas, bromélias, pteridófitas, entre outras. No ambiente aquático o comensalismo também é comum. De acordo com Odum e Barret (2011) praticamente todas as galerias de vermes, moluscos e esponjas contém diversos organismosque as utilizam como abrigo sem, no entanto, prejudicar o hospedeiro. é um exemplo de planta que lança substâncias tóxicas ao seu redor inibindo o crescimento de outras espécies. O amensalismo é comum em ambientes aquáticos, e explica o fenômeno das águas vermelhas que consiste no lançamento de substâncias tóxicas na água pelos organismos de Peridianos (Gonyaulax), que é capaz de eliminar grande parte da fauna atingida (Figura 39). TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 95 FIGURA 40 – A) OS ORGANISMOS DE RÊMORA ACOMPANHAM TUBARÕES SE ALIMENTANDO DO RESTO ALIMENTAR CONSUMIDO POR ELES. B) PLANTAS EPÍFITAS UTILIZAM OUTROS VEGETAIS APENAS PARA SE FIXAR FONTE: Disponível em: A) <http://sietepecadosdigitales.wordpress.com/2012/07/10/interacciones- web/> e B) as autoras. Apesar de o comensalismo ser muito menos estudado do que o mutualismo e o parasitismo, esta interação permite que surjam modos de vida completamente especializados e fascinantes e sua contribuição para a diversidade de comunidades pode ser bastante expressiva (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). 3.6 PROTOCOOPERAÇÃO Vários organismos comensais não são hospedeiros específicos, mas alguns aparentemente são encontrados associados a apenas uma espécie de hospedeiro. Esse seria, segundo Odum e Barret (2011), o passo mais curto para o desenvolvimento da relação de protocooperação. Mas o que vem a ser a protocooperação? A protocooperação pode ser definida como uma interação em que ambos os organismos envolvidos se beneficiam, mas não dependem da associação para a sua sobrevivência. Os casos de protocooperação são os mais diversos, de forma que citaremos apenas alguns. Um exemplo bastante conhecido é a interação ocorrente entre o caranguejo-eremita e as anêmonas, que se fixam na concha utilizada pelo caramujo. Enquanto o caramujo proporciona locomoção, às anêmonas, que são sésseis, oferecem proteção ao caramujo através de substâncias urticantes presentes em seus tentáculos. Muitas aves também participam de interações protocooperativas com outros organismos. Inclusive, o nome carrapateiro dado ao gavião Milvago chimachima se UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 96 deve ao seu hábito de pousar sobre o dorso de bovinos e equinos, retirando destes os ectoparasitas para a sua alimentação (Figura 41). O carrapateiro não utiliza os carrapatos como única fonte de alimento, assim como os bovinos e equinos não dependem do carrapateiro para a sua sobrevivência. Porém, ambos se beneficiam desta associação, em um típico caso de protocooperação. FIGURA 41 – ORGANISMO JOVEM DE Milvago Chimachima SOB O CRÂNIO DE UM BOVINO FONTE: Disponível em: <http://flickriver.com/photos/tags/pinh%C3%A9/>. Acesso em: 11 abr. 2013. 3.7 MUTUALISMO É considerado mutualismo a associação entre espécies em que ambas podem viver independentemente, mas cuja associação permite que determinada ação ou atividade ocorra. Essa interação assume diversas formas, mas geralmente os organismos envolvidos suprem recursos complementares ou serviços (RICKLEFS, 2010, p. 257). Um exemplo bastante ilustrativo é o mutualismo ocorrente entre algumas espécies de formigas e o gênero de plantas Cecropia (embaúbas). O “caule” das embaúbas é oco e as formigas costumam utilizá-lo como abrigo. Em contrapartida, as formigas atacam qualquer intruso (tal como lagartas e outros insetos) que por ventura tentem se utilizar da embaúba como recurso alimentar. Entre outros casos de mutualismo, pode-se citar a dispersão de sementes por aves, morcegos e outros organismos, que se alimentam do arilo nutritivo produzido pelas plantas e acabam por levar as suas sementes para longe da planta- mãe ao defecarem. Situação semelhante ocorre entre as plantas e espécies de TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 97 animais nectarívoros. Enquanto a planta oferece o néctar como recurso nutritivo para o animal, este acaba por transportar o pólen da flor. O termo simbiose é utilizado muitas vezes para definir o tipo de associação mutualística obrigatória e indissociável (DAJOZ, 2005; RICKLEFS, 2010). Todavia, esse termo não é consenso entre os grandes ecólogos. Pode ser considerado um caso de simbiose a associação entre os fungos micorrízicos e as raízes de algumas plantas (Figura 42). Se por um lado o fungo facilita a nutrição da planta, que sem a presença do fungo se desenvolve mal ou nem chega a se desenvolver, por outro o fungo micorrízico não sobrevive sem esta interação (DAJOZ, 2005). FIGURA 42 – ORGANISMO DE FUNGO MICORRÍZICO DA ESPÉCIE Rhizophagus Clarus EM ASSOCIAÇÃO COM AS RAÍZES DE PLANTA DA ESPÉCIE SORGO SORGHUM BICOLOR FONTE: As autoras Outros exemplos de simbiose ocorrem entre as bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Rhizobium e as plantas da família Fabaceae (conhecidas também como leguminosas); entre fungos e algas, formando o líquen; entre o cupim ou térmita e os protozoários ou bactérias que habitam o seu intestino digerindo a celulose; entre vários outros exemplos. Muitas relações mutualísticas evoluíram de relações hospedeiro-parasitas e talvez o contrário (RICKLEFS, 2010). Em plantas, tão notáveis quanto à diversidade de parasitas, são as populações de fungos mutualísticos que vivem fortemente integrados aos seus tecidos (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 98 Os termos protocooperação, mutualismo e simbiose podem causar certa confusão. De forma geral, essas interações possuem o mesmo princípio variando somente o grau de dependência existente entre os organismos envolvidos, que aumenta da protocooperação em direção à simbiose. Todavia, os livros-texto de Ecologia e os livros didáticos de Ciências e Biologia variam muito em relação a essas definições. Essas e outras dúbias interpretações de termos ecológicos (como o de colônia nas interações intraespecíficas) demonstra a necessidade de unificação da classificação das interações ecológicas, afim de não mais suscitar em confusões não só para os pesquisadores, mas também por parte dos leigos (QUESADO; RIOS, 2011). 4 A COMPETIÇÃO A competição pode ser definida como qualquer uso ou defesa de um recurso por um organismo que reduza a sua disponibilidade para outros organismos (RICKLEFS, 2010). Mas o que pode ser considerado um recurso? 4.1 RECURSOS ECOLÓGICOS A água pode ser entendida como um recurso porque a sua utilização por um organismo prontamente diminuirá a quantidade a ser consumida por outros organismos. Por outro lado, a temperatura local não pode ser assim considerada já que ela está disponível a todos e sua intensidade não varia de acordo com o uso (RICKLEFS, 2010). Os recursos utilizados pelos organismos podem ser divididos em dois grupos: recursos renováveis e recursos não renováveis. São considerados recursos renováveis aqueles que uma vez utilizados por um organismo não estarão mais disponíveis até que esse organismo o libere ou cesse o seu uso. Um exemplo de recurso não renovável é o espaço. Sabe aquela máxima da física “Dois corpos não ocupam o mesmo lugar”? Ela se aplica e explica o porquê o recurso espaço é considerado não renovável. Enquanto um organismo utilizar um determinado local para nidificar, ou para se fixar (no caso de organismos sésseis), essa área não estará mais disponível. Por outro lado, recurso renovável é aquele que pode ser constantemente renovado, tal como o número de presas, detritos, água, entre outros. O uso destes recursos por um organismo diminui prontamente a sua disponibilidade, mas com o passar do tempo, estes recursos voltam a ter os seus níveis aumentados e a ficar disponíveis tanto para o organismoque já o utilizava como para os demais organismos. UNI TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 99 4.2 RECURSOS LIMITANTES Porém, não são todos os recursos utilizados pelos organismos que limitam as populações que os consomem. É nesse contexto que surge a Lei do mínimo de Liebig que defende a ideia de que cada população cresce até que o suprimento de algum recurso, denominado recurso limitante, não satisfaça mais as necessidades da população (RICKLEFS, 2010). Por exemplo, considerando novamente o espaço, imaginemos uma colônia de aves marinhas que utilizam uma ilha para nidificar. Enquanto houver espaço, novos organismos poderão realizar as suas posturas e produzir ovos e filhotes que ao amadurecerem, também nidificarão no local. No entanto, à medida que o espaço for se tornando escasso, as investidas reprodutivas também diminuirão por não haver mais local adequado para realizar tal atividade. Essa Lei, no entanto, não pode ser aplicada a todos os recursos já que pressupõe que um recurso tem influência independente na população de consumidores, ou seja, só ele regula o tamanho da população, o que muitas vezes não ocorre. Na verdade o que muitas vezes acontece é que dois ou mais recursos, juntos, regulam o tamanho de uma população, sendo denominados de recursos sinergéticos. 4.3 TIPOS DE COMPETIÇÃO Se os recursos podem ser considerados de forma distinta, o mesmo pode ser feito em relação à competição. Assim, a competição pode acontecer de forma direta (competição direta ou por interferência) ou indiretamente (competição indireta ou por exploração). Vamos entender como ocorre cada um desses tipos de competição? A competição por interferência ocorre quando um organismo apresenta comportamento agressivo com seus competidores ou se utiliza de substâncias tóxicas que são secretadas no meio (DAJOZ, 2005). Um caso bastante comum e elucidativo ocorre com os beija-flores (colibris) que utilizam bebedouros colocados como atrativos para aves nectarívoras em diversas residências. Um colibri que utiliza deste recurso prontamente expulsará qualquer outro organismo que venha a se aproximar do bebedouro, impedindo a sua alimentação. Esse é um legítimo caso de competição por interferência. Agora imagine uma situação em que uma população de determinada espécie de morcego e outra população de uma espécie de ave utilizem os frutos de uma árvore em particular como o seu principal recurso alimentar. Apesar de eles apresentarem essa sobreposição de uso pelo recurso fruto, eles têm comportamento distinto, um se alimentando durante o dia (ave) e outro à noite (morcego). Ora, então eles não competem, certo? Errado. Esse é um exemplo claro de competição por exploração, pois apesar de eles não se enfrentarem diretamente pelo uso do recurso, a sua utilização ou exploração, diminui a oferta para o outro consumidor. UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 100 Vamos a mais um exemplo de competição por exploração. Imagine uma reserva extrativista em que a população humana local utiliza os frutos do palmiteiro Euterpe edulis para produzir suco para venda. Ainda, considere que nesse mesmo local há uma população de aves que utiliza como principal recurso alimentar esses mesmos frutos. O uso do recurso fruto por cada uma das espécies acarretará na diminuição da sua disponibilidade para a outra espécie consumidora, de forma que essas se tornam competidoras por exploração. Esse foi apenas um caso hipotético, mas devemos lembrar que em diversas situações agimos como competidores de outras espécies e por geralmente sermos mais eficazes em utilizar os recursos que desejamos, acabamos contribuindo para o declínio das populações de muitas espécies. No sul do Brasil isso é nítido com relação ao uso do pinhão produzido pela araucária (Araucaria angustifolia). Devido ao alto índice de extração desta semente para consumo humano, muitas espécies de Psittacidae (papagaios, araras, periquitos) estão perdendo o seu principal recurso alimentar. Segundo Dajoz (2005), quando a competição ocorre de forma amena, geralmente ela ocorre por intermédio da exploração. Por outro lado, em casos de competição forte, esta geralmente se dá por intermédio da interferência. 4.3.1 Competição intraespecífica Os organismos de uma espécie obviamente apresentam os mesmos nichos ecológicos de forma que dependendo da disponibilidade dos recursos necessários à sua sobrevivência, os organismos de uma população podem competir entre si. Isso geralmente leva à redução das taxas de entrada por indivíduo e, desse modo, à diminuição das taxas de crescimento ou desenvolvimento individual e possivelmente a decréscimos nas reservas ou ao aumento de risco de predação (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Como destacam Townsend; Begon e Harper (2006) a competição intraespecífica geralmente é unilateral. Vamos a um exemplo. Muitas sementes do palmiteiro Euterpe edulis caem da planta-mãe se estabelecendo sob e no entorno de sua copa. Assim, é comum encontrarmos diversas plântulas recém-nascidas nestas condições (Figura a seguir). No entanto, ao longo do crescimento das plântulas é nítido verificar que alguns organismos começam a se desenvolver mais rapidamente em relação aos demais e que esta diferença vai se acentuando com o tempo. O que ocorre é que o tamanho de cada plântula acaba por refletir a sua “força”, isto é, a capacidade de obter os recursos de forma que o faz de maneira mais eficaz do que as plântulas menores que acabam por sucumbir. UNI TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 101 FIGURA 43 – INDIVÍDUOS JOVENS DE Euterpe Edulis ADENSADOS SOBRE A PLANTA-MÃE FONTE: Disponível em: <http://reinometaphyta.files.wordpress.com/2012/06/palmito- juc3a7ara-euterpe-edulis-jovem.jpg>. Acesso em: 29 mai 2013. No caso dos animais, um exemplo que muitas vezes chega a chocar algumas pessoas, é a competição que ocorre entre filhotes de algumas espécies de aves, em uma interação denominada fratricídio. Nestas espécies, geralmente, os pais têm a capacidade de alimentar apenas um filhote, mas geralmente realizam a postura de um ovo reserva para os casos em que o filhote seja predado. Esse segundo ovo geralmente é menor e eclode mais tardiamente. Por ter nascido primeiro, a ave eclodida do primeiro ovo é mais robusta em relação ao seu irmão mais novo e consegue obter alimento de forma mais eficaz, impedindo inclusive que o outro se alimente. Com o passar do tempo, o filhote menor vai definhando até ser lançado para fora do ninho e morrer de inanição. Como exemplificado acima, a competição intraespecífica ocorre de diferentes formas e por diversos fatores, entre os quais o comportamento territorial da espécie, a manutenção de hierarquia, e a alimentação (RICKLEFS, 2010). Quanto mais densa for a população, mais fortes serão os efeitos da competição, de forma que esta interação regula o crescimento populacional de um modo dependente da densidade (DAJOZ, 2005). Assim, à medida que os recursos vão sendo consumidos e diminuídos, os consumidores limitam o seu próprio crescimento populacional. É denominado de efeito dependente da densidade todo aquele que reduz a capacidade individual de natalidade e aumenta a chance de mortalidade (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). No caso da competição, esta pode atuar de forma diferenciada sobre a natalidade e mortalidade, originando diferentes UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 102 situações. Em alguns casos, ambas as taxas são controladas pela densidade da população, gerando gráficos conforme visto na figura 44 (no alto, à esquerda). Em outros casos, apenas a taxa de mortalidade (Figura44,no alto à direita) ou a taxa de natalidade (Figura 44, embaixo à esquerda) se modifica de acordo com o aumento da densidade. De acordo com Townsend; Begon; Harper (2006), a situação demonstrada no último gráfico é a mais comum em populações naturais, onde as taxas de natalidade e mortalidade flutuam entre determinadas faixas de possibilidades. Independente da forma como as taxas são alteradas, o que pode ser verificado é que em algum momento estas taxas se igualam, o que significa que o tamanho populacional permanecerá constante. Essa densidade constante é denominada de capacidade de suporte e é representada pela letra K, conforme pode ser verificado nos gráficos apresentados. FIGURA 44 – TAXAS DE NATALIDADE E MORTALIDADE DEPENDENTES DA DENSIDADE QUE LEVAM À REGULAÇÃO DO TAMANHO POPULACIONAL FONTE: Adaptado de: Townsend; Begon; Harper (2006) 4.3.2 Competição interespecífica É denominada de competição interespecífica a interação em que os organismos de uma espécie sofrem redução na fecundidade, sobrevivência ou crescimento como resultado da exploração de recursos ou interferência de TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 103 organismos de outra espécie (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Esse tipo de interação pode resultar em um ajuste do equilíbrio entre duas espécies ou, caso ocorra de maneira muito severa, pode fazer com que a população de uma espécie substitua outra, force a outra a ocupar outro lugar, ou, ainda, faça com que utilize outro alimento (BEGON; BARRET, 2011). De acordo com Ricklefs (2010), diversos estudos foram feitos na busca de determinar os efeitos de uma espécie sobre o crescimento da população de outra. Nestes experimentos, duas espécies foram primeiramente cultivadas separadamente, sob condições e níveis de recurso controlados, para determinar suas capacidades de suporte na ausência de competição com outra espécie. Posteriormente, as duas espécies foram cultivadas juntas sob as mesmas condições para determinar o efeito de cada uma sobre outra. A diferença entre o crescimento populacional de uma espécie na presença e na ausência de outra espécie foi utilizada como medida de intensidade da competição entre elas. Diversas formas de vida foram testadas, variando desde protistas, até animais (ratos, moscas-da-fruta, entre outros) e plantas anuais. Em todas as interações estabelecidas os resultados foram semelhantes: quando os organismos das populações foram cultivados isoladamente, cresceram rapidamente até os limites impostos pelo suprimento alimentar. Porém, quando criadas juntas, apenas uma população persistiu. Destes resultados surgiu o princípio da exclusão competitiva. De acordo com este princípio, os organismos com parentesco muito próximo ou com hábitos e/ou morfologias muito semelhantes, não ocorrem no mesmo local e, se isto ocorrer, utilizarão diferentes recursos ou serão ativos em momentos distintos (BEGON; BARRET, 2011). Em outras palavras, não terão o mesmo nicho ecológico (veja o conceito mais à frente). 5 A EVOLUÇÃO DAS INTERAÇÕES ENTRE AS ESPÉCIES As interações interespecíficas são importantes agentes evolutivos, sendo responsáveis pelo surgimento de diversas estratégias entre as espécies envolvidas. Assim, para evitar a predação, parasitismo ou herbivoria, certas espécies desenvolveram diversos mecanismos de defesa. Algumas espécies comestíveis ou palatáveis desenvolveram colorações e formas semelhantes ao local onde vivem de forma a se tornarem menos perceptíveis aos seus consumidores. Os exemplos de camuflagem são os mais variados, podendo-se citar as mariposas cuja coloração se confunde com a coloração de troncos de árvore, os bichos-pau que se assemelham a galhos de árvores, os gafanhotos que possuem a forma e a cor de uma folha, os anfíbios cuja cor e forma do dorso imitam a serapilheira de uma floresta, entre muitos outros (Figura 45). UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 104 FIGURA 45 – ORGANISMO DE Megascops sp. CAMUFLADO EM UMA ABERTURA DE TRONCO DE ÁRVORE FONTE: Disponível em: <http://www.advivo.com.br/blog/luisnassif/a-coruja-oriental>. Acesso em: 29 abr. 2013. Outros animais apresentam uma estratégia diferenciada e produzem ou acumulam de vegetais substâncias químicas e anunciam esse fato através de padrões de cores chamativas (RICKLEFS, 2010). Assim, diversas espécies apresentam coloração que misturam as cores amarelo, laranja e vermelho advertindo os seus predadores de que seu sabor não é nada bom. A este mecanismo dá-se o nome de coloração de advertência ou aposematismo e é apresentado por diversas espécies de borboleta (tanto em sua fase como lagarta quanto quando adulta) (Figura 46), serpentes (ex.: cobra-coral), alguns anfíbios, entre diversos outros animais. Se apresentar coloração de advertência já é algo curioso, imagine diferentes espécies impalatáveis ou não comestíveis que possuem padrão de coloração similar para sinalizar tal fato. Isso de fato existe e é denominado de mimetismo mülleriano, em homenagem ao seu descobridor Fritz Muller. Os predadores aprendem a evitar esses mímicos de maneira mais eficaz porque uma experiência ruim com uma das espécies que apresenta este padrão de coloração será suficiente para proteger todas as demais que também o compartilham (RICKLEFS, 2010). TÓPICO 2 | INTERAÇÕES ECOLÓGICAS 105 FIGURA 46 – COLORAÇÃO DE ADVERTÊNCIA APRESENTADA POR UMA LAGARTA DE ESPÉCIE NÃO IDENTIFICADA FONTE: As autoras Em regiões tropicais, por exemplo, diversas espécies de borboletas impalatáveis apresentam um padrão de faixas “tigradas” laranjas e pretas, ou ainda uma mistura das cores preta, laranja e amarela (Figura 47). FIGURA 47 – ESPÉCIES DE BORBOLETA DO GÊNERO Heliconius QUE POSSUEM PADRÕES DE COLORAÇÃO SEMELHANTES, UM EXEMPLO DE MIMETISMO MÜLLERIANO FONTE: Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heliconius_ mimicry.png>. Acesso em: 29 abr. 2013. UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS 106 FIGURA 48 – A SEMELHANÇA ENTRE OS ORGANISMOS DE FALSA CORAL (À ESQUERDA) E DE CORAL VERDADEIRA É UM CASO DE MIMETISMO BATESIANO As plantas, por sua vez, possuem um número mais restrito de opções de defesa em relação às que os animais possuem. Geralmente a defesa ocorre através da produção de substâncias químicas nocivas, que podem ser divididas em dois tipos: substâncias tóxicas (ou qualitativas), que são venenosas mesmo em pequenas quantidades; e substâncias quantitativas, como o tanino, que tornam impalatáveis os tecidos da planta (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Outro tipo de mecanismo interessante é o chamado mimetismo batesiano (descoberto por Henry Bates). Através dele, espécies comestíveis ou palatáveis imitam o padrão de coloração de espécies impalatáveis evitando, assim, a sua predação (Figura 48). FONTE: Disponível em: <http://mypetbr.blogspot.com/2009/05/cobra-coral-falsa-e-verdadeira. html e http://www.coralsnake.net/micrurus/painted-coral-snake.html>. Acesso em: 29 abr. 2013. 107 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você pode concluir que: • Um organismo se envolve com outros organismos ao longo da vida através de diferentes relações ecológicas. Quando a interação ocorre entre organismos da mesma espécie ela recebe o nome de interação intraespecífica. • A interação intraespecífica mais comumente citada é a sociedade ou eussociedade, onde os organismos envolvidos desempenham atividades diferenciadas. • As interações interespecíficas ocorrem entre membros de espécies distintas e podem beneficiar ambos os envolvidos, beneficiaruma espécie e ser indiferente à outra, ou ainda ser benéfica a uma espécie e prejudicial ao outro organismo participante da interação. • É denominada de predação a interação onde os organismos de uma espécie capturam organismos de outra espécie e os consomem, retirando-os da população. • A herbivoria ocorre com um organismo que utiliza vegetais como recurso alimentar. Dependendo da situação a herbivoria comporta-se como predação ou como um evento de parasitismo. • Na interação de parasitismo, um organismo denominado parasita vive intimamente associação a outro organismo, de uma espécie distinta, que é denominado de hospedeiro. Apesar de utilizar o hospedeiro como recurso alimentar, o parasita não mata o seu hospedeiro. Algumas particularidades apresentadas pelos parasitas dão origem às expressões patógeno e parasitoide. • É denominada de antagonismo a interação em que o organismo de uma espécie se utiliza de substâncias tóxicas para eliminar ou “espantar” organismos de outra espécie que lhe sejam concorrentes. • O comensalismo é a interação em que o organismo de uma espécie utiliza um organismo de outra espécie como fonte de abrigo ou suporte. • A protocooperação pode ser definida como uma interação em que ambos os organismos envolvidos se beneficiam, mas não dependem da associação para a sua sobrevivência. • É considerado mutualismo a interação em que duas espécies podem viver independentemente, mas dependem uma da outra para que uma determinada situação benéfica a ambas ocorra. 108 • A competição pode ocorrer entre organismos da mesma espécie, sendo denominada de competição intraespecífica, ou entre espécies diferentes – competição interespecífica. • Os organismos competem por recursos limitantes no ambiente onde vivem. • A competição pode ocorrer por embate direto, sendo chamada de competição por interferência. Por outro lado, as espécies podem competir através da exploração do mesmo recurso em momentos distintos. • As diversas interações ecológicas ocorrentes entre os organismos acarretaram o desenvolvimento de algumas estratégias por parte das espécies consideradas recurso alimentar. Entre essas estratégias pode-se citar a camuflagem, a coloração de advertência, o mimetismo batesiano e mülleriano, e o desenvolvimento de substâncias tóxicas. 109 AUTOATIVIDADE 1 Dependendo do livro didático que um professor de Ciências e Biologia adotar em sua prática de sala de aula, ele poderá encontrar diferentes definições para uma mesma interação ecológica. Qual problemática esta realidade coloca em evidência? 2 As interações ecológicas podem ser divididas em interações intraespecíficas e interespecíficas. Qual é a principal diferença entre estes dois tipos de interação? 3 As interações interespecíficas podem beneficiar ambos os envolvidos na associação, ser benéfica a um organismo e prejudicial ao outro, ou ainda ser indiferente a um dos integrantes. Com relação às interações interespecíficas, associe os itens através do código a seguir: I- Herbivoria. II- Comensalismo. III- Competição. IV- Alelopatia. ( ) Esta interação envolve o uso de recursos limitados no ambiente. ( ) Dependendo da situação esta interação pode ser considerada como um evento de predação ou parasitismo. ( ) É um exemplo a interação entre esponjas e peixes que utilizam o seu interior como moradia. ( ) Constitui no uso de substâncias tóxicas para inibir o crescimento de outro organismo. Agora assinale a alternativa com a sequência CORRETA: a) ( ) III – I – II – IV. b) ( ) I – III – II – IV. b) ( ) III – I – IV – II. d) ( ) I – III – VI – II. 4 A competição entre os organismos pode ocorrer diretamente ou indiretamente. Explique de que forma estas interações ocorrem. Assista ao vídeo de resolução da questão 4 110 111 TÓPICO 3 ECOLOGIA DE COMUNIDADES UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO É denominada uma comunidade o conjunto de organismos de diferentes espécies que vivem em um determinado local e que estão conectados uns com os outros por suas relações de alimentação e outras interações. Muitas destas interações já foram vistas no tópico passado e algumas outras também serão vistas neste tópico. Compreender como as comunidades variam de lugar para lugar é o primeiro passo para compreender os processos que influenciam a estrutura e o funcionamento dos sistemas ecológicos, e determinam as abundâncias relativas das espécies (RICKLEFS, 2010). Todavia, para compreendermos os processos que ocorrem nas comunidades naturais é necessário que alguns conceitos ecológicos estejam bem claros em nossa mente, de forma a evitar confusões e interpretações equivocadas. Alguns termos são mais utilizados, outros menos, mas independente da frequência e intensidade de seu uso, a sua correta interpretação é indispensável. Afinal, o que significa o termo habitat e qual é a diferença entre esse conceito e nicho ecológico? Considera-se habitat o local onde um organismo vive, ou seja, o espaço físico que este organismo ocupa. O nicho ecológico, por sua vez, não inclui apenas essa característica, mas também o total de necessidades e condições necessárias à sua sobrevivência. Em outras palavras, o nicho ecológico abarca as especificidades do organismo quanto à temperatura do ambiente, pH, solo, umidade, entre outras diversas características (ODUM, 2010). Dessa forma, se construíssemos um gráfico com todas as características necessárias à sobrevivência de um organismo, utilizando cada eixo desse gráfico (x, y, z,...) como uma necessidade, teríamos como resultado uma representação gráfica n-dimensional (Figura 49). 112 UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS FIGURA 49 – REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO NICHO ECOLÓGICO DE UMA ESPÉCIE CONSIDERANDO TRÊS DIMENSÕES DE CONDIÇÕES NECESSÁRIAS À SUA SOBREVIVÊNCIA FONTE: Disponível em: <http://ecologia.ib.usp.br/bie212/images/stories/BIE212/ AULAS/Aula2.pdf>. Acesso em: 9 abr. 2013. O conceito de nicho ecológico é bastante abstrato e um pouco difícil de compreender em um primeiro momento. Mas isso não deve ser um empecilho para que ensinemos aos alunos de ensino fundamental e médio o conceito correto desse termo. Conceituações ultrapassadas como profissão da espécie devem ser evitadas, visto que dão uma visão antropocêntrica ao mundo natural e simplificam em demasia o conjunto de exigências dos organismos. Quando o assunto é o nicho ecológico dos organismos, as dimensões mais quantificadas são a largura do nicho e a sobreposição de nichos entre vizinhos. Grupos de espécies com papeis ecológicos e de dimensões de nicho comparáveis são denominados de guildas (ODUM, 2010). Todavia, duas ou mais espécies que tenham exatamente o mesmo nicho ecológico não sobrevivem no mesmo local, devido às fortes consequências da competição pelos recursos. Se a situação acima não é possível, o fato é que as espécies disputam com outras em diversos dos seus “eixos” de necessidades vitais. Assim sendo, dificilmente uma espécie consegue aproveitar totalmente o intervalo de condições dentro das quais a espécie poderia sobreviver, o que é denominado de nicho fundamental. Além de competidores, patógenos e predadores também impedem esse aproveitamento máximo. Desta forma, as espécies acabam por utilizar um intervalo menor de condições – o chamado nicho percebido (RICKLEFS, 2010) (Figura 50). UNI TÓPICO 3 | ECOLOGIA DE COMUNIDADES 113 FIGURA 50 – REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO NICHO ECOLÓGICO FUNDAMENTAL DE UMA ESPÉCIE CONSIDERANDO DUASDIMENSÕES DE CONDIÇÕES NECESSÁRIAS À SUA SOBREVIVÊNCIA E DO NICHO REALMENTE UTILIZADO – O NICHO PERCEBIDO FONTE: As autoras 2 CADEIAS ALIMENTARES As diferentes formas de vida existentes em uma comunidade estão interligadas por relações tróficas, isto é, pela transferência de energia e nutrientes através de cadeias alimentares formadas por diferentes níveis tróficos. Cada cadeia inicia com um organismo dito produtor (primeiro nível trófico), que recebe esse nome por ser capaz de “produzir” uma forma de energia assimilável pelos demais organismos participantes da cadeia – os consumidores. São organismos produtores as plantas, as algas verdes e azuis, e algumas bactérias fotossintetizantes. Ao absorverem a energia luminosa esses seres a transformam em energia química por intermédio da fotossíntese. Por este motivo, os produtores são também intitulados de seres autotróficos. Os consumidores, também denominados heterótrofos, não são capazes de realizar tal transformação necessitando, portanto, se alimentar de outro ser vivo para obter energia necessária às suas atividades. De acordo com os seus hábitos alimentares, os consumidores podem ser chamados de herbívoros, carnívoros ou detritívoros. De acordo com a posição que ocupam na cadeia alimentar, os carnívoros recebem uma especificação. Assim, os carnívoros que se alimentam de herbívoros são chamados de carnívoros primários e fazer parte do segundo nível trófico. Por sua vez, o organismo que se alimenta deste carnívoro primário recebe a nomenclatura de carnívoro secundário (terceiro nível trófico), e assim por diante. UNI 114 UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS O último nível trófico é ocupado pelos organismos decompositores, ou seja, que se alimentam de organismos mortos e seus subprodutos, provenientes de todos os níveis tróficos anteriores. Os decompositores possuem uma grande importância ecológica, possibilitando que a matéria volte a se tornar disponível no ambiente. Esse papel é feito por várias espécies de fungos e as bactérias. Agora que já identificamos os níveis tróficos que constituem uma cadeia alimentar, vamos agora compreender como estas cadeias são representadas? Vejamos o exemplo a seguir: Portanto, costuma-se colocar as espécies envolvidas na cadeia em ordem do fluxo de energia, utilizando uma seta para indicar a direção em que a energia flui. Atentemos para o fato de as cadeias alimentares não ocorrem de forma isolada na natureza, mas sim em uma rede de conexões. Pela forma que assume ao ser representado, essa interconexão é denominada de teia alimentar, conforme demonstrado (figura 51). FIGURA 51 – REPRESENTAÇÃO DE UMA TEIA ALIMENTAR FONTE: As autoras 3 SUCESSÃO ECOLÓGICA É denominada sucessão ecológica a sequência de mudanças nos processos da comunidade, tal como estrutura e funcionamento, ao longo do tempo (MIRANDA, 2009; ODUM, 2010). O processo de sucessão pode levar meses, dezenas de anos ou ainda centenas de milhares de anos dependendo das comunidades e locais envolvidos (NUNES; CAVASSAN, 2011). TÓPICO 3 | ECOLOGIA DE COMUNIDADES 115 A sucessão ecológica pode ocorrer em um local nunca antes habitado por qualquer forma de vida, tal como sobre sedimentos resultantes de atividades vulcânicas. A esse fenômeno dá-se o nome de sucessão ecológica primária. Por outro lado, quando a sucessão acontece sob um substrato anteriormente ocupado ela é denominada sucessão ecológica secundária. A sucessão secundária pode ocorrer posteriormente a diferentes eventos naturais, tal como, incêndios, tufões, tsunamis, abertura de clareiras devido à queda de árvores, entre outros; ou ainda em áreas perturbadas devido às atividades antrópicas (agricultura, pecuária, etc.). Independente das particularidades dos eventos de sucessão, o fato é que para que este processo ocorra é necessário ter havido uma perturbação ou distúrbio ecológico no local. Diversos estudos têm focado esta questão, gerando a teoria do distúrbio intermediário. De acordo com os seus defensores, distúrbios de baixa ou alta intensidade não contribuem para a diversidade de uma comunidade, pois ou não são suficientes para gerar a sucessão ecológica ou ainda, no outro extremo, dizimam a comunidade impedindo a ocorrência desse fenômeno. De forma geral, a sequência básica da vegetação em processos de sucessão ecológica em um ambiente florestal é a seguinte (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006): Outra forma de classificar a sequência da vegetação em uma sucessão ecológica é demonstrada na figura a seguir. Note que apesar da nomenclatura mudar, a sequência em relação às características das espécies envolvidas continua a mesma. UNI 116 UNIDADE 2 | ORGANISMOS, POPULAÇÕES, COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS FIGURA 52 – REPRESENTAÇÃO DE SUCESSÃO ECOLÓGICA EM UMA FLORESTA FONTE: Disponível em: <http://www.ceplac.gov.br/radar/Artigos/artigo23_arquivos/image006. jpg>. Acesso em: 9 abr. 2013. Para compreendermos melhor a sucessão ecológica, vamos considerar uma área que era inicialmente florestal, foi desmatada e transformada em campo, e que atualmente está abandonada. As espécies colonizadoras (primeiras espécies a chegar ao local) e pioneiras podem se estabelecer rapidamente nesse hábitat alterado, seja por dispersão rápida para o local ou a partir de propágulos que já estejam presentes. As plantas de início de sucessão tem um estilo de vida “fugaz” e a sua continuidade depende da dispersão para outros locais perturbados. Isso acontece porque essas espécies não conseguem competir com espécies tardias, de forma que precisam crescer e consumir rapidamente os recursos disponíveis. São características de espécies pioneiras taxas fotossintéticas e de crescimento altas (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Já as plantas de níveis sucessionais tardios podem germinar na sombra e conseguem continuar a crescer sob intensidades luminosas baixas. Apesar de esse crescimento ocorrer de forma lenta, ele é mais rápido do que o desenvolvimento de plantas de níveis sucessionais anteriores (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). As árvores de estágios posteriores de sucessão ecológica podem ser agrupadas em grupos distintos, sendo denominadas iniciais e tardias. As árvores de estágio sucessionais iniciais comumente possuem folhagem em várias camadas e as folhas se estendem sob o dossel até onde forem capazes de capturar luz suficiente para realizarem a fotossíntese. Já as espécies tardias apresentam uma única camada densa de folhas e são mais eficazes no dossel adensado da sucessão tardia (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Mas essas não são as únicas diferenças entre estas plantas. A seguir segue um resumo destas características (tabela 3). TÓPICO 3 | ECOLOGIA DE COMUNIDADES 117 TABELA 3 – CARACTERÍSTICAS GERAIS DE PLANTAS SUCESSIONAIS INICIAIS E TARDIAS FONTE: Ricklefs (2010) Nunes e Cavassan (2011) destacam que os livros didáticos de Ciências e Biologia desconsideram a participação dos animais e micro-organismos no processo de sucessão ecológica. No entanto, sem os animais muitas comunidades não conseguiriam se manter de forma eficiente, uma vez que são eles os responsáveis pela dispersão de alguns tipos de sementes. Já em relação aos micro-organismos, esses são os principais decompositores da serapilheira, disponibilizando os nutrientes aos vegetais. Comumente costuma-se afirmar que após as espécies sucessionais tardias terem se estabelecido, o processo cessa e a comunidade atinge o seu clímax, tornando-se imutável. No entanto, a noção de clímax tem sido muito criticada e para ser válida, sua definição deve assumir um caráter dinâmico. Como ressalta Dajoz
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