INTRODUÇÃO À ECOLOGIA
O que é ecologia?
Deriva do grego “oikos” com sentido de casa e “logos”
que significa estudo.
O que fazem os ecólogos?
•Supervisionam parques florestais
•Avaliam impactos por obras/danos ao ambiente
•Trabalham em empresas como extração de petróleo
•Ecoturismo
•Professor/pesquisador
Relações com outras áreas
Economia: deriva do grego “manejo da casa”
Zoologia: Permite conhecer os insetos e outros animais
associados ao ambiente
Paisagístico: Aspectos físicos que pode comprometer os aspectos
visuais/poluição/fogo.
Saúde:
Relação entre a saúde das populações e equilíbrio
ambiental.
CONCEITOS
•INJÚRIA E ESTRAGO :
É considerado como injúria qualquer ação deletéria (ou
simplesmente estrago) decorrente da ação de um organismo
(principalmente alimentação) (Zanetti, 2004, Picanço et al., 1999)
ou um traumatismo, em geral produzido por força externa
(Ferreira,1975).
•LESÃO: É o termo utilizado para indicar principalmente a ação de
um patógeno
•DANO: É qualquer perda decorrente de uma injúria ou lesão, o
dano pode ser, também, ecológico, social, político entre
outros (Zanetti, 2004).
•PREJUÍZO: É um termo utilizado quando há uma queda na
produção ou simplesmente perda de dinheiro.
HISTÓRICO
Homem primitivo
necessário?
x
conhecimentos
ecológicos.
Era
Na sociedade primitiva, para sobreviver, todos os
indivíduos precisavam conhecer o seu ambiente, ou seja,
as forças da natureza e os vegetais e os animais a sua
volta.
- Hipócrates, Aristóteles e outros filósofos gregos:
fazem referência a temas ecológicos em suas obras.
- Idade Média: visão aristotélica da natureza, isto é, a
natureza sempre esteve em “equilíbrio perfeito”.
Alguns cientistas importantes:
*Gaunt: pioneiro no estudo da demografia (mortalidade,
razão sexual, taxa de nascimentos, etc).
*Leeuwenhoeck (1632): importância
alimentares e a regulação das populações.
das
cadeias
*Richard Bradley: produtividade biológica.
*Buffon (1756): princípio básico da regulação ecológica
das populações.
*Malthus (1798): populações podem crescer em ritmo
exponencial enquanto os recursos necessários a essas
populações crescem em ritmo aritmético.
*Darwin (1859) e Malthus mudaram a visão aristotélica
e a base para essa mudança de pensamento baseou-se
nos seguintes fatos:
a) muitas espécies foram extintas no decorrer dos
tempos;
b) existe competição causada por pressão populacional;
c) a seleção natural e a luta pela existência são
mecanismos evidenciáveis na natureza.
Enquanto isso...
Ernest Haeckel, em 1866 na Alemanha, propôs pela
primeira vez o termo ecologia – “Estudo da casa”
Ecologia é o estudo de todas as inter-relações complexas
denominadas por Darwin como as condições da luta pela
existência.” Ou, ainda, a ecologia era “a ciência capaz de
compreender a relação do organismo com o seu ambiente.”
Algumas definições modernas de ecologia:
Elton (1927) – história natural científica.
Krebs (1972) – estudo científico das interações que
determinam a distribuição e a abundância dos organismos
(ressalta a importância das interações bióticas, como
predação
e
competição,
na
estruturação
das
comunidades).
Ricklefs (1973) – “o estudo do ambiente natural,
enfocando as inter-relações entre os organismos e seu
meio circundante.”
Avanços nos séculos XIX e XX
Ecologia animal x ecologia vegetal = Ecologia geral
Möbius (1877) – noção de biocenose ao estudar uma comunidade de
organismos existentes em um banco de ostras.
Forbes (1887), Forel (1892) e Thienemann (1926) – pioneiros no
estudo da ecologia aquática (limnologia).
Warming (1895) – estudos fitossociológicos no cerrado de MG.
Cowles (1899) – descreveu sucessão ecológica nas dunas do lago
Michigan.
Clements (1916) – conceito de evolução de comunidade.
Tansley (1935) – propôs o ecossistema como unidade básica de estudo
da ecologia.
1872 – Yellowstone: primeiro Parque Nacional do mundo
Recentemente, quais foram os avanços da ecologia?
Década de 60 – surgimento das ONGs (em 1961).
Década de 70 – surgem os agentes políticos e estatais.
1972 – 1º Conferência sobre Meio Ambiente Humano (Suécia)
1974– 1º Conf. sobre População e Desenvolvimento (Romênia)
Década de 80 – surge o ecodesenvolvimento e desenvolvimento
sustentável.
1984 – 2º Conf. sobre População e Desenvolvimento (México)
– estabelece que a responsabilidade do controle da natalidade recai
sobre os governos de cada país.
1987 – surge o conceito de desenvolvimento sustentável com a
publicação do documento Nosso Futuro Comum (ou Relatório
Brundtland), elaborado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente
e Desenvolvimento.
O que se entende por Desenvolvimento
sustentável?
“Atender às necessidades e aspirações do presente,
sem comprometer a possibilidade de atende-las no
futuro.”
A ecologia não é uma ciência fácil. Porquê?
Apresenta: milhões de espécies diferentes, incontáveis, bilhões de
indivíduos geneticamente distintos, todos vivos e interagindo em um
mundo variado e sempre em transformação.
A ecologia, sendo uma ciência... os ecólogos procuram explicar e
compreender.
Explicação imediata (aqui e agora) – a distribuição e abundância
atuais de uma determinada espécie de ave pode ser explicada pelo
ambiente físico que ela tolera, o alimento que consome e os parasitas e
predadores que a atacam.
Explicação final – da distribuição e abundância atuais dessa aves
baseia-se nas experiências ecológicas de seus ancestrais.
Antes de compreender algo... é preciso descrever o que desejamos
entender.
Os ecólogos precisam descrever antes de explicar
Os ecólogos tentam prever o que acontecerá com uma
população de organismos sob um conjunto particular de
circunstâncias e, baseados nessas previsões, procuram
controla-los ou explorá-los.
A Ecologia, foi dividida por Schroter, em 1896 em dois
grandes ramos:
•Auto-ecologia: é o ramo da ecologia que estuda a influência
dos fatores externos sobre o animal e/ou vegetal, ou sobre
uma espécie determinada. É, por assim dizer, o estudo
individual de um organismo, ou de uma espécie, em que é
posta em destaque a sua biologia e o comportamento que
apresenta na adaptação a um meio determinado.
•Sinecologia: estuda os grupos de organismos associados
entre si, quer dizer, o estudo das comunidades naturais,
incluindo animais e vegetais.
PARA PESQUISAR
•IMPORTÂNCIA DA UTILIZAÇÃO DOS PRINCÍPIOS
ECOLÓGICOS PARA A ENGENHARIA FLORESTAL
•NÚNERO DE
ECOLOGIA
ESCOLAS
COM
GRADUAÇÃO
EM
•NÚMERO DE ESCOLAS COM PÓS-GRADUAÇÃO EM
ECOLOGIA
O que é um Ecossistema?
Antes de definirmos, exatamente o conceito de
ecossistema, o qual é fundamental para a compreensão
desta ciência, podemos encontrar na figura 1, um outro
conceito importante que é o de níveis de organização, o
qual pode ser entendido como um conjunto de entidades,
sejam elas genes, células, ou mesmo espécies, agrupadas
em uma ordem crescente de complexidade.
Figura 1- Níveis de organização
HIERARQUIA DOS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO
Níveis de organização
DEFINIÇÕES BÁSICAS
A - Espécie - dois ou mais organismos são
considerados da mesma espécie, quando podem
se reproduzir, originando descendentes férteis
B - Populações - formadas por organismos da
mesma espécie, isto é, um conjunto de
organismos que podem se reproduzir produzindo
descendentes férteis.
C- Comunidades - Inclui todas as populações
que ocupam uma determinada área.
D- Ecossistema- formada pela comunidade e o
ambiente não vivo.
C- Comunidades - um conjunto de todas as populações, sejam elas
de microorganismos, animais ou vegetais existentes em uma
determinada área, constituem uma comunidade; também se pode
utilizar o conceito de comunidade para designar grupos com uma
maior afinidade separadamente, como por exemplo, comunidade
vegetal,
animal,
etc.
A comunidade é dividida em componentes vivos que
chamamos bióticos; em contrapartida, o conjunto formado por
regime de chuvas, temperatura, luz, umidade, minerais do solo
enfim, toda a parte não viva, é chamada de componentes abióticos.
D- Ecossistemas - em um determinado local, seja uma vegetação
de cerrado, mata ciliar, caatinga, mata atlântica ou floresta
amazônica, a todas as relações dos organismos entre si, e com seu
meio ambiente, ou dito de outra forma, a todas as relações entre
os fatores bióticos e abióticos em uma determinada área,
chamamos ecossistema.
Dentro do conceito de ecossistema, ainda cabe definirmos:
E-Hábitat: Local onde uma ou mais espécie vive.
Ex.: O hábitat do lobo guará é o cerrado.
F-Nicho Ecológico: unidade mais íntima da distribuição de uma
espécie (modo peculiar a cada grupo de organismo de obter sua
energia, dentro do seu hábitat)
•BIOSFERA OU ECOSFERA: A terra é composta por vários
ecossistemas sejam eles aquáticos, terrestres ou até mesmo aéreos. A
soma de todos estes ecossistemas chamamos de biosfera. Portanto, a
biosfera seria a parte na qual ocorre vida no planeta e na qual a vida
tem o poder de ação sobre o mesmo.
A tendência atual é a de considerar a ecologia dividida em
quatro subdivisões:
Ecologia das Espécies
Ecologia das Populações
Ecologia das Comunidades
Ecologia dos Ecossistemas
Definições básicas
•DENSIDADE POPULACIONAL: Número de indivíduos por
unidade de área ou volume
MEDIDAS DE DENSIDADE ABSOLUTA
1. Métodos de amostragem
1.1. Método dos quadrados
1.2.Coleta e recaptura (marca não desaparecer/taxa de
mortalidade)
1.3.Densidade relativa (estudo do índice de abundância)
- armadilha de captura
- contagem de bolas fecais
- freqüência de vocalização de pássaros
- número de evidências ou pistas da presença de um organismo
- questionários e censos sobre a população de vertebrados
- percentual de iscas consumidas
ATRIBUTOS DEMOGRÁFICOS DE UMA
POPULAÇÃO
•NATALIDADE: termo que descreve a produção de novos
indivíduos por unidade de tempo
•FERTILIDADE: número de nascimentos bem sucedidos/varia de
acordo com a população
•MORTALIDADE: pode ser estimada no campo pela técnica de
marcação e recaptura, por tabela de vida.
•IMIGRAÇÃO E EMIGRAÇÃO: quantidade de indivíduo que
entram e saem de um ambiente.
POPULAÇÕES (TÉCNICAS DEMOGRÁFICAS)
•TABELA DE VIDA
•CURVAS DE SOBREVIVÊNCIA
- TIPO I
- TIPO II
- TIPO III
•FLUTUAÇÕES POPULACIONAIS: termo utilizado para
designar o ciclo vital de um organismo/variações no ciclo
SÍNTESE DE ALGUNS FATORES QUE REGULAM
AS POPULAÇÕES
-Predação
-Enfermidade
-Competição
-Aumento nos genótipos inviáveis
-Parasitismo
-Problemas genéticos
-Alimentação
-Mudança na biologia reprodutiva
-Espaço
-Clima
ECOLOGIA TRÓFICA
Este termo ecológico representa o vínculo existente entre um
grupo de organismos presentes em um ecossistema, os quais são
regulados pela relação predador-presa. É através da cadeia
alimentar, ou cadeia trófica, que é possível a transferência de energia
entre os seres vivos.
Cadeia Alimentar e teia alimentar
1. Cadeias alimentares
1.1. Pastoreio: rotas tróficas envolvem o consumo de matéria
vegetal viva pelos herbívoros ou pastadores
1.2. Detritos: pastadores são incapazes de consumir a
biomassa vegetal/consumo de restos vegetais mortos.
A cadeia ou rede alimentar é constituída pelos
seguintes níveis:
PRODUTORES - São os organismos capazes de fazer
fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia
através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a
água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também
existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese
de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas reações
químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo em
reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo
denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias
terrestres e aquáticas.
CONSUMIDORES PRIMÁRIOS - São os animais que se alimentam dos
produtores, ou seja, são as espécies herbívoras. Os consumidores primários
podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados
bentônicos (de fundo) pastadores, até grandes mamíferos terrestres
como a girafa e o elefante.
CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS - São os animais que se alimentam
dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros.
CONSUMIDORES TERCIÁRIOS - São os grandes predadores como os
tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo
considerados os predadores de topo de cadeia. Tem como característica,
normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais.
DECOMPOSITORES - São os organismos responsáveis pela
decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais
que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores,
representados pelas bactérias e fungos, são os últimos elo da cadeia trófica,
fechando o ciclo.
ONÍVORO - Alimentam-se de tudo
Níveis Tróficos
•O conjunto de indivíduos que se alimenta dos mesmos
nutrientes estão colocados em um mesmo nível trófico.
•Os produtores estão colocados no 1º nível trófico
•Os consumidores primários, aqueles que se alimentam dos
produtores, são herbívoros e constituem o 2º nível trófico
•Os consumidores secundários compõem o 3º nível trófico,
sendo os carnívoros Após esses existe o 4º nível trófico e
assim por diante
•Os decompositores ocupam sempre o último nível da
transferência de energia formando um grupo especial que
degrada tanto produtores quanto consumidores
Cadeia alimentar
Exemplo de cadeia alimentar em um
ecossistema aquático
PRODUTORES
Composto pelas plantas da margem e do fundo da lagoa e por algas
microscópicas, as quais são as maiores responsáveis pela
oxigenação do ambiente aquático e terrestre; à esta categoria
formada pelas algas microscópicas chamamos fitoplâncton.
CONSUMIDORES 1º
Composto por pequenos animais
Zooplâncton), caramujos e peixes
alimentando diretamente dos vegetais.
flutuantes (chamados
herbívoros, todos se
CONSUMIDORES 2º
São aqueles que alimentam-se do nível anterior, ou seja, peixes
carnívoros, insetos, cágados, etc.,
CONSUMIDORES 3º
As aves aquáticas são as principais componentes desta categoria,
alimentando-se dos consumidores secundários.
DECOMPOSITORES
Esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora,
alimentando-se no entanto dos restos destes, e sendo composta
por fungos e bactérias.
2. Teias alimentares
Entretanto, a cadeia alimentar não mostra o quão
complexas são as relações tróficas em um ecossistema.
Para isso utiliza-se o conceito de teia alimentar, o qual
representa uma verdadeira situação encontrada em um
ecossistema, ou seja, várias cadeias interligadas
ocorrendo simultaneamente
Entretanto, a cadeia alimentar não mostra o quão
complexas são as relações tróficas em um ecossistema.
Para isso utiliza-se o conceito de teia alimentar, o qual
representa uma verdadeira situação encontrada em um
ecossistema, ou seja, várias cadeias interligadas
ocorrendo simultaneamente
•Espécie-chave
Rede alimentar do Arenque do mar do Norte
Rede alimentar hipotética
Qual a importância de se conhecer as cadeias
alimentares?
Uso natural de animais ou plantas que possam
controlar ou equilibrar o ecossistema de forma a evitar o
uso de pesticidas e quaisquer outras formas artificiais
que possam desequilibrar em longo prazo o ambiente, ou
ainda, provocar sérias reações nos animais e até os seres
humanos que ali habitam.
Exemplos de controle biológico:
- peixes no controle da esquistossomose;
- peixes no controle de larvas de Aedes aegypti ;
- bactérias e vírus no controle de pragas e insetos.
3. Pirâmides ecológicas
a- Pirâmides de números: considera-se apenas a densidade
(n° indivíduo/área ou volume) em diferentes níveis tróficos.
b- Pirâmides de biomassa: considera-se a biomassa (unidade
de massa/área ou volume)
c- Pirâmides energéticas: indica a magnitude energética das
interações tróficas dentro de uma comunidade.