pdf aula 5 Eco Geral 2011_1

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Prof. Prof. MMííriamriam PilzPilz AlbrechtAlbrecht
CCS, IB, Depto. EcologiaCCS, IB, Depto. Ecologia
Ecologia Geral Ecologia Geral 
2011_12011_1
IBE 122IBE 122
Distribuição 
Ecologia História
Vicariância Dispersão
Baseado em Ridley, M. (2006). Evolução
Limites de distribuiLimites de distribuiççãoão
�� FamFamíília lia PalmaePalmae: : 
distribuidistribuiçção ão pantropicalpantropical
Palmeira-anã –
Chamerops humilis
Trachycarpus – Himalaia, 
2400m
exceções
A vida e o ambiente fA vida e o ambiente fíísicosico
Distribuição dos organismos
Fatores históricos
Fatores populacionais 
(taxas de nascimento, 
morte etc.)
Interações intra e 
interespecíficas
Recursos
Condições ambientais
A vida e o ambiente fA vida e o ambiente fíísicosico
Fatores biFatores bióóticos ticos vs.vs. abiabióóticosticos
No espaço ecológico, quais fatores são
importantes para a distribuição das espécies? 
Em uma escala macro (global), os fatores controladores tem a 
ver com o histórico de dispersão e formação/ dissolução de 
barreiras e com os requerimentos energéticos das espécies
Requerimentos energéticos são, em parte, determinados
pela fisiologia, morfologia e comportamento
E... qual é a fonte primária de energia para a Terra?
Energia solar gera…
Radiação
(quantidade e 
qualidade)
Calor
Radiação solar
��Por quê as plantas são verdesPor quê as plantas são verdes? ? 
Clorofila reflete os comprimentos 
de onda correspondentes ao 
verde; absorve azul e vermelho!
RadiaRadiaçção solarão solar
�� Ritmos diRitmos diáários e rios e 
sazonais (sazonais (fotoperfotoperííodoodo))
�� Respostas fisiolRespostas fisiolóógicas gicas 
–– eventos eventos 
reprodutivosreprodutivos
“Luz do sol, que a folha traga e 
traduz em verde novo, em vida, 
em graça, em força, em luz...”
Caetano Veloso
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Fotossíntese!!
Insolação → luz, temperatura, umidade
efeito maior do aquecimento no equador
menor ângulo, maior área
Fonte primária de toda a energia
Quais fatores afetam radiação solar e 
temperatura? 
Topografia:
Altitude
Inclinação
Orientação
Latitude
Mapa global da radiação solar absorvida 
anualmente no sistema atmosférico da Terra
Fonte: Begon et al. (2006). Ecology – from individuals to ecosystems
CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
TEMPERATURA
�Talvez a principal condição de distribuição dos 
organismos;
�Influência de: 
�latitude, altitude, continentalidade, 
profundidade, presença de vegetação, microclimas
(DEPENDE DA ESCALA!)
CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
Influência da TEMPERATURA sobre os organismos
Exemplos:
Influência sobre o 
metabolismo dos organismos
(velocidade moléculas e taxas 
de reação)
Influência sobre 
germinação, perda 
de folhas, entrada 
em letargia etc.
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CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
Cada organismo tem seu ótimo para cada condição ambiental
O que são condições “adversas”, “extremas”, “propícias”??
T mto altas:
- Desidratação 
(terrestres)
- Aquáticos? 
T mto baixas:
- Inatividade
- Rompimento de 
membranas
Há organismos vivendo em condições “extremas”?
CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
TEMPERATURA
�A média pode ser menos importante que a variação; 
�Raramente os organismos experimentam a média (ex.: animais no 
deserto, plantas que crescem em rochas)
Importância das condições extremas – Só se morre uma vez!!
Ex. Cactus Saguaro no Arizona 
Sobrevive a T de 
congelamento 
apenas por 
período curto
Questão de escala 
Distribuição regional – local – habitat - microhabitat
Habitats e microHabitats e micro--habitatshabitats
Terrestre, aquTerrestre, aquááticotico
–– áágua doce (continental) e marinhogua doce (continental) e marinho
�� Oceânico e de estuOceânico e de estuááriorio
–– Bentônico e pelBentônico e peláágicogico
OBS.: difícil distinção, há sobreposição, porém é um conceito útil porque porque 
realrealçça a variedade de condia a variedade de condiçções ões ààs quais os organismos estão s quais os organismos estão 
expostos.expostos.
lugar ou estrutura flugar ou estrutura fíísica no sica no 
qual vive o organismo; qual vive o organismo; 
caracterizado por seus caracterizado por seus 
atributos fatributos fíísicossicos
Fundo do oceano Fundo do oceano xx dossel da floresta dossel da floresta 
(condi(condiçções de luz, pressão, T, [Oões de luz, pressão, T, [O22], [sais]...)], [sais]...)
CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
Influência da TEMPERATURA sobre os organismos
Efeitos indiretos
- sobre a presença de recursos fundamentais 
(Ex. mariposa e Juncus na Inglaterra)
- sobre a presença de competidores (Ex.: experimento com peixes 
salmonídeos)
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Limites de tolerânciaLimites de tolerância
� esteno (stenós) = estreito
� euri (eurús) = largo 
(faixas de tolerância)
� Estenoalino = suporta pequenas variações 
de salinidade em seu meio, enquanto o 
Eurialino vive bem sob grandes variações 
de salinidade. 
Existe o mínimo. E o máximo?
“Ecologia da Tolerância”
Testes de estresse, testes de toxicidade
Trematomus brenacchii
Cyprinodon macularius
+2oC
-2oC 10oC 40oC
CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
Cada organismo tem seu ótimo para cada condição ambiental
O que é o “ótimo”??
O conceito de fitness ou valor adaptativo 
(maior fitness – maior número de descendentes)
Efeitos das condiEfeitos das condiççõesões
Cada organismo tem seu ótimo para cada condição ambiental
a) Temperatura, pH b) Toxinas, poluentes c) Alguns metais
Fonte: Townsend et al. 2006
Mas plantas não se alimentam somente de sol…
Que também é afetada por latitude e topografia
…também bebem água
HH22OO
�� Maior parte da superfMaior parte da superfíície terrestre cie terrestre 
(l(lííquida)quida)
�� Solvente (meio para processos quSolvente (meio para processos quíímicos)micos)
–– Ex.: Ex.: NaClNaCl
–– Minerais em oceanos (NaMinerais em oceanos (Na++, Cl, Cl--, Mg, Mg22++...), rios, ...), rios, 
lagos (variedade maior, mas predominância lagos (variedade maior, mas predominância 
de Cade Ca22++, HCO, HCO33--))
�� Fluidez Fluidez –– movimento dos organismosmovimento dos organismos
base da vida!
Há também manifestações funcionais da
interação desses fatores…
evapotranspiração
produtividade
�� ChuvasChuvas
�� VentosVentos
�� Correntes oceânicasCorrentes oceânicas
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Redistribuem 
calor e umidade
Elementos quElementos quíímicosmicos
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�� C e O estão envolvidos nas transformaC e O estão envolvidos nas transformaçções biolões biolóógicas de gicas de 
energia:energia:
–– C, O, H C, O, H –– carboidratoscarboidratos
–– Seres vivos: carboidratos, lipSeres vivos: carboidratos, lipíídios, protedios, proteíínas e outras nas e outras 
molmolééculas orgânicasculas orgânicas
Elementos quElementos quíímicosmicos
A concentração de 
íons hidrogênio afeta 
profundamente os 
sistemas ecológicos
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• pH (potencial hidrogeniônico) – balanço da [íons H+] 
(acidez) e [OH-] (alcalinidade);
• Efeito direto sobre as células e integridade das membranas 
(osmorregulação, atividade enzimática,...)
• Efeitos indiretos sobre a disponibilidade de nutrientes
Podem ser tóxicos em altas concentrações
pH básico – formas insolúveis
pH básico – formas insolúveis
CondiCondiçções Ambientaisões Ambientais
SALINIDADE
�Osmorregulação
�Particularmente relevante em ecossistemas aquáticos estuarinos e em 
vegetação costeira 
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DistribuiDistribuiçção local e globalão local e global
�� Exemplo de Exemplo de GammarusGammarus duebeniduebeni (esp(espéécie cie 
eurihialinaeurihialina, mais tolerante): maior , mais tolerante): maior 
abrangência global (dois lados do abrangência global (dois lados do 
Atlântico)Atlântico)
�� G. G. zadacchizadacchi: : norte da Europa e Islândianorte da Europa e Islândia
+ tolerância → distribuição mais ampla
Em resumo…
Há fatores que determinam direta ou indiretamente a 
distribuição de todas as espécies (em escalas amplas):
• Quantidade de luz
• Quantidade de calor
• Quantidade de água
Em uma escala menor, variáveis mais proximais se tornam
mais relevantes:
•Tipos de solo
•Evapotranspiração
•Produtividade primária
•pH
•Salinidade
•Temperatura (microclima, presença de vegetação)
Distribuição dos organismos
Fatores históricos
Fatores populacionais 
(taxas de nascimento, 
morte etc.)
Interações intra e 
interespecíficas
Recursos
Condições ambientais
A vida e o ambiente fA vida e o ambiente fíísicosico
Fatores biFatores bióóticos ticos vs.vs. abiabióóticosticos
CONDIÇÃO
Fator ambiental abiótico que influencia o 
comportamento dos seres vivos.
RECURSO
Fator exigido por um organismo e cuja 
quantidade diminui pelo consumo.
Nicho ecolNicho ecolóógicogico
�� ““As florestas são o nicho das ararasAs florestas são o nicho das araras””
Não é um local, mas uma idéia
Resumo das tolerâncias e exigências 
de um organismo
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Árvores (Alpes europeus) “camarão-de-areia”
organismo aquático 
– nicho em 3 
dimensões
O hipervolume n-dimensional de Hutchinson
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NICHO FUNDAMENTAL X NICHO REALIZADO 
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O PAPEL DAS INTERAÇÕES
O conceito de nicho tornou-se um dos pilares do 
pensamento ecológico
Pyramid of the Niches, El Tajín, 
Veracruz
Fatores globais & locaisFatores globais & locais
Fatores histFatores históóricos & atuaisricos & atuais
�� Uma questão de escalaUma questão de escala
�� InteraInteraçção (p. ex., padrões de precipitaão (p. ex., padrões de precipitaçção)ão)
�� Organismos são influenciados pelo meio mas Organismos são influenciados pelo meio mas 
tambtambéém alteram o meio m alteram o meio 
(tempo geol(tempo geolóógico gico –– lembram?! E tempo atual)lembram?! E tempo atual)
Insolação → luz, temperatura, umidade
efeito maior do aquecimento no equador
menor ângulo, maior área
Fonte primária de toda a energia
ExemploExemplo
Região 
litorânea 
RJ
Transgressões e 
regressões marinhas -
~10 mil anos atrás
“areal”→ restinga
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Fonte: CEDERJ
Areia (substrato sólido, fragmento 
de rocha) – alta T!
Médias verão: 40° - 60°C. 
No entanto, T sob o “guriri”: ~5°C 
mais baixas. 
T no solo dentro de uma moita 
grande: redução em até 15°C!
�Cobertura vegetal e formação de solo orgânico - responsáveis pela 
atenuação da T do ar. 
�Instalação de plantas (palmeirinha guriri) → evolução paralela do solo 
→ atenuação da T da areia → instalação progressiva de outras plantas 
→ aumento da complexidade dos hábitats, redução de extremos de T 
entre dia e noite → colonização por outros organismos
BibliografiaBibliografia
�� RicklefsRicklefs (2001) A Economia da Natureza(2001) A Economia da Natureza
–– Cap. 2 (O Ambiente FCap. 2 (O Ambiente Fíísico)sico)
–– Cap. 4 (As variaCap. 4 (As variaçções no ambiente fões no ambiente fíísico)sico)
�� TownsendTownsend etet al.al. (2006) Fundamentos em (2006) Fundamentos em 
EcologiaEcologia
–– Cap. 3 (As condiCap. 3 (As condiçções fões fíísicas e a sicas e a 
disponibilidade de recursos disponibilidade de recursos -- pg. 102 a 122; pg. 102 a 122; 
pg. 135 a 139) pg. 135 a 139) –– tambtambéém para a aula 6m para a aula 6