Histórias de Vida e Trade-Offs na Ecologia de Sistemas

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ECOLOGIA DE SISTEMAS 
AULA 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof.a Tânia Zaleski 
 
 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
A existência e a persistência de espécies de animais e vegetais no planeta 
estão diretamente relacionadas às chances individuais de produção de 
descendentes férteis. Reproduzir com sucesso é a meta de cada indivíduo e o 
parâmetro que mede seu desempenho entre os outros indivíduos de sua 
espécie. Sobreviver o suficiente para reproduzir com sucesso é uma condição 
sine qua non. É, também, o problema central enfrentado, evolutivamente, por 
qualquer espécie de organização simples ou complexa, vivente ou extinta. 
Mas qual é chave para superar esse problema? Qual é a fórmula para 
persistir neste planeta ao longo de milhares e milhões de anos, como algumas 
espécies tem conseguido? Não há uma resposta simples para estas questões. 
Sabe-se que cada organismo vivo apresenta um conjunto próprio de 
características que - possibilitam uma elevada chance de deixar descendentes. 
Ou seja, uma chance individual que, no contexto coletivo ou populacional, define 
as taxas de renovação das gerações de indivíduos e a continuidade das 
populações, bem como da própria espécie. Este conjunto de características 
inclui elementos básicos que determinam a “história da vida” de um indivíduo e 
que os cientistas chamam de Bionomia. São considerados elementos que 
definem como um indivíduo nasce, quanto cresce, quanto vive, quando e quanto 
reproduz, quando morre. Elementos que interagem entre si e com os 
componentes bióticos e abióticos do ambiente, cujo resultado é a sobrevivência 
de descendentes que, por sua vez, terão “histórias” muito similares. Esta é o 
nosso assunto para a aula de hoje, não deixe de acompanhar mais detalhes nos 
vídeos. 
 
TEMA 1: INTERAÇÕES ENTRE ATRIBUTOS DAS POPULAÇÕES E AS 
VARIAÇÕES DE AMBIENTE 
Sabe-se que a diversidade de histórias de vida é quase tão grande quanto 
a de espécies conhecidas. Há organismos que vivem centenas de anos e outros 
que vivem minutos. Já outros organismos produzem milhões de potenciais 
descendentes e organismos que investem todo o esforço na sobrevivência de 
 
 
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um único; são incontáveis soluções para um problema comum. Conhecer estes 
mecanismos, é desvendar a evolução das histórias de vida, compreender a 
diversidade natural atual, a história das extinções e prever as chances das 
populações, espécies e linhagens evolutivas de persistirem futuro, frente à 
transformação dinâmica do meio ambiente, inclusive aquelas induzidas pelo 
homem. 
Pense na sua história de vida, ou seja, tudo o que você já fez, até o dia 
de hoje, desde seu nascimento. Todos os acontecimentos, todas as suas 
escolhas e todas as suas renúncias definem o que você é hoje e como será seu 
sucesso biológico (ou seja, seu sucesso reprodutivo). As histórias de vida, de 
uma forma geral, podem ser descritas pela alocação de energia, investimento na 
reprodução, início da maturidade, número de episódios reprodutivos, número e 
tamanho das proles e longevidade. 
As histórias de vida são moldadas pelos tipos de corpos e estilos de vida 
e as respostas evolutivas a fatores vivos e ambientais, como as condições 
físicas, a fonte alimentar, relação com predadores, parasitas, entre outros. 
A combinação dos eventos sequenciais determinados geneticamente e a 
sua interação com condicionantes ambientais atuais são alvo da seleção natural. 
Assim, as histórias de vida, inclusive a sua, é um eterno e constante trade-off, 
ou seja, um conflito de escolhas. Vamos ver um pouquinho mais sobre cada um 
destes conflitos no nosso próximo tópico, a reprodução versus o crescimento. 
 
TEMA 2: TRADE-OFF: REPRODUZIR OU CRESCER 
O trade-off, entre reproduzir-se ou crescer, determina que os organismos 
não podem, ao mesmo tempo, ser extremamente eficientes no crescimento e 
fazer um investimento máximo em reprodução. Isto ocorre porque o bom 
desempenho em relação a uma função implica em prejuízo em relação a uma 
outra função. 
A energia obtida por um organismo é destinada ao seu crescimento, 
considerando-se que crescimento envolve a energia obtida por meio da 
alimentação, subtraída da energia utilizada para manutenção das funções 
metabólicas e do que é eliminado em forma de excretas. O débito de energia 
deste processo será dividido entre crescimento somático (corresponde ao 
aumento do tamanho corporal) e reprodutivo (refere-se ao investimento no 
desenvolvimento e capacitação das estruturas reprodutivas). Como a 
 
 
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fecundidade é um fator diretamente dependente do tamanho corporal nas 
espécies com crescimento indeterminado (plantas, peixes, repteis), quanto maior 
o tamanho da fêmea, mais ovos ela irá produzir. Assim, se um ano o investimento 
em ovos for grande, o ano seguinte será marcado por uma redução no 
crescimento, reduzindo a fecundidade nos anos subsequentes. Logicamente 
este trade-off é dependente de outros atributos do organismo, como, por 
exemplo, a expectativa de vida; para organismos com vida longa, o maior 
investimento no crescimento deve ser privilegiado em relação ao investimento 
sobre a fecundidade, a cada ano. De forma inversa, espécies com pequenas 
chances de sobrevivência, por longos anos, devem evitar alocar grande 
quantidade de recursos para o crescimento, aproveitando sua potencial 
fecundidade na juventude. Utilizando-se de estratégias distintas, as espécies 
obterão o melhor ajuste, determinado pelo número de descendentes, capazes 
de se reproduzirem, que forem gerados. 
Outro conflito de escolhas semelhante ao acima apresentado diz respeito 
ao quando reproduzir: Reprodução atual ou futura? Vejamos em mais detalhes. 
 
TEMA 3: TRADE-OFF: REPRODUÇÃO ATUAL OU REPRODUÇÃO FUTURA 
Qual estratégia você considera biologicamente mais vantajosa? Iniciar a 
vida reprodutiva mais cedo e garantir ter o maior número de descendentes 
possíveis? Ou adquirir maior tamanho e mais experiência, garantindo, assim, 
uma prole de menor tamanho, porém mais resistente e com maiores chances de 
sobrevivência? Enquanto o investimento na sobrevivência garante a 
continuidade genética, consome tempo e recurso dos pais, reduzindo sua 
sobrevivência; criar filhotes, canaliza os recursos de um pai, fazendo com que 
ele produza menos filhotes no futuro (Ricklefs, 2003). 
É a respeito desse trade-off que trataremos agora. Uma história de vida 
otimizada é aquela que resolve os conflitos entre necessidades competidoras de 
sobrevivência e reprodução para o máximo de vantagens do indivíduo (Ricklefs, 
2003). Imagine duas ninhadas de uma determinada espécie de ave, a primeira 
delas com 5 filhotes e a segunda com 3 filhotes. Você pode imaginar que a 
primeira terá um maior sucesso pois os pais garantiram um maior número de 
descendentes. Mas, considere a seguinte situação, um maior número de filhotes, 
implica em competição entre os irmãos, maior esforço, desgaste e risco dos pais 
para buscar alimentos aos seus filhotes. Assim, uma ninhada maior pode resultar 
 
 
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num maior sucesso reprodutivo, mas impõe um custo aos pais na forma de 
ninhadas futuras menores ou sobrevivência diminuída (Ricklefs, 2003). 
A variação das espécies entre os atributos de frequência de reprodução, 
número de filhotes por evento reprodutivo e idade da primeira maturação, 
ilustram as diferenças encontradas pelos organismos para resolver o conflito de 
demanda entre fecundidade, crescimento e sobrevivência, ou seja, reprodução 
atual ou futura. 
 
TEMA 4: TRADE-OFF: SEMELPARIDADE X ITEROPARIDADE 
A reprodução é um dos aspectos mais importantes da história natural dos 
seres vivos. É por meio dela que uma espécie permanece na história evolutiva e 
possibilita as variações nos animais, fazendo uso de recombinações e mutações. 
Em muitas espécies, este é o objetivo final de sua existência, tendo em vista de 
que morrem logo após a reprodução, possuindo um únicoevento reprodutivo ao 
longo da vida, estratégia reprodutiva conhecida como semelparidade. Já os 
organismos que apresentam vários períodos reprodutivos ao longo da vida são 
os iteróparos. A semelparidade é um evento mais comum em animais que 
apresentam vida curta. Estas espécies utilizam seus recursos, ao longo da vida, 
para crescerem, escaparem de predadores e, ao final da vida, investem todo seu 
recurso na reprodução. Em plantas são conhecidos os casos de agaves (plantas 
suculentas, algumas espécies utilizadas com fins ornamentais e outras na 
produção da tequila) e bambus. 
Estes dois grupos apresentam histórias de vida bem distintas. Os bambus 
são plantas ocorrentes em regiões de climas temperados quentes ou tropicais, 
formando aglomerações em ambientes perturbados. Após se estabelecerem em 
uma determinada área, reproduzem-se por crescimento vegetativo (reprodução 
assexuada) até atingirem um limite de expansão, quando lança mão da 
reprodução sexuada, por meio de sementes, o que possibilita colonizar novas 
áreas. A reprodução sexuada dependente de condições específicas de luz e 
umidade e ocorre de forma sincrônica, o que facilita a fertilização pelo vento e 
garante a produção de um grande número de sementes, possibilitando a 
permanência de exemplares, mesmo em caso de predação. 
Já os agaves ocorrem em climas áridos, com chuvas esparsas e 
ocasionais. Os agaves têm raízes curtas e fibrosas e coletam a água que percola 
 
 
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nas camadas de superfície do solo, após as chuvas. Nos períodos de seca, esta 
espécie passa por uma grande variação de umidade. 
Ambientes altamente variáveis, como nestes casos, favorecem a estratégia 
de semelparidade, tendo em vista de que a planta pode investir toda sua energia 
para se reproduzir num ano favorável. Os recursos armazenados serão 
utilizados para o grande evento reprodutivo em um “bom ano”. Em animais, um 
caso clássico desta estratégia ocorre com o salmão, quando as fêmeas 
convertem grande parte de sua massa corporal em ovos, e os machos utilizam 
sua energia lutando e fazendo corte às fêmeas. Esta espécie, ainda, realiza uma 
grande migração, rio acima, para chegar às suas áreas de reprodução. Como o 
custo é excessivamente elevado, é mais vantajoso realizar esta tarefa uma única 
vez e garantir o maior número de descendentes possíveis. 
De uma forma geral, a semelparidade parece surgir: 
 quando a preparação para reprodução é muito custosa; 
 em espécies que executam longas migrações para suas áreas de 
reprodução; 
 quando o preço da reprodução é altamente variável e dependente 
de condições ambientais favoráveis. 
 
TEMA 5: TRADE-OFF: CRESCIMENTO X FECUNDIDADE 
O último trade-off que trataremos em nossa aula diz respeito ao 
compromisso entre fecundidade e crescimento. Muitas plantas, invertebrados, 
peixes, répteis e anfíbios não possuem um tamanho adulto definido, denominado 
crescimento indeterminado. Nestes organismos, a taxa de crescimento é 
mantida ao longo da vida, apresentando um decréscimo quando atingem a vida 
adulta. Para estas espécies, o tamanho corporal determina a fecundidade, por 
se tratar de um corpo maior, o qual suporta um maior número de ovos. 
A energia necessária para produzir os ovos possui a mesma origem da 
energia para investir em crescimento. Assim, uma fecundidade aumentada, em 
um determinado ano, refletirá em crescimento reduzido nos anos subsequentes. 
Considere o seguinte experimento realizado com peixes da espécie Poecilia 
reticulata, ocorrente em córregos na região de Trindad. Nas partes baixas do 
córrego, a espécie convive com espécies de predadores, em especial, predação 
realizada sobre os filhotes de Poecilia. Nas regiões mais altas do rio, somente 
Poecilia está presente, seus predadores não conseguem chegar. Pense um 
 
 
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pouco como você acha que será o padrão de tamanho e maturidade das 
populações de Poecilia, nos córregos nas partes baixas e nas partes altas? 
Nos locais onde a espécie é submetida a uma alta taxa de predação (partes 
baixas do córrego), os machos amadurecem antes e, consequentemente, 
atingem menores tamanhos; da mesma forma, as fêmeas investem na 
reprodução em detrimento ao investimento em crescimento. O oposto é 
observado nas partes altas, ausentes de predação, nas quais as fêmeas podem 
investir mais em crescimento e comportar maior número de ovos, futuramente. 
Os filhotes das regiões com maior predação são menores e mais abundantes em 
relação aos das partes mais altas. 
Considerando as ações humanas, em ambientes naturais, podemos 
identificar exemplos de forças de seleção. Por exemplo, pescarias comerciais 
tendem a retirar os indivíduos mais velhos e de maior tamanho de uma 
população, selecionando, assim, uma maturidade mais precoce. Uma alta 
mortalidade de adultos reduz o valor da reprodução futura e seleciona para um 
investimento na reprodução presente, em detrimento ao crescimento. 
 
NA PRÁTICA 
Neste exemplo prático, focamos o valor de uma área de alimentação. Toda 
a atividade de forrageamento inclui um risco de mortalidade. Assim, ao escolher 
uma área de alimentação, os animais devem considerar a qualidade do alimento 
e a segurança relativa deste ambiente. A escolha entre qualidade de alimentação 
e o risco de predação é conhecida como estratégia de forrageamento sensível 
ao risco. 
 
SÍNTESE 
Nesta aula, examinamos como os atributos das histórias de vida 
determinam sucesso ou fracasso reprodutivo. Vimos, também, que os 
indivíduos, a todo momento, estão fazendo escolhas a fim de maximizar o 
ajustamento da duração de vida e reprodução. Os principais atributos de vida 
incluem idade de maturidade, parição, fecundidade e longevidade que são 
dependentes das condições ambientais. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
BEGON, M.; TOWSNEND, C. R.; HARPER, J. L. Ecologia: de indivíduos a 
ecossistemas. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. 
ODUM, E.P. & BARRETT, G. W. Fundamentos de Ecologia. 5. ed. São Paulo: 
Thomson. Learning, 2007. 
RICKLEFS, R.E. A economia da natureza. 5. ed. Rio de Janeiro, Guanabara 
Koogan, 2003. 503p.