UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIA E RECURSOS
NATURAIS
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EXAME DE SELEÇÃO
MESTRADO - 2005
PROVA DE ECOLOGIA
13/12/2004
Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Recursos Naturais
Exame Seleção MESTRADO 2005
Tradicionalmente, a variedade de plantas tem sido atribuída aos diferentes tipos de solos e nutrientes,
além da maior ou menor presença de água. JANZEN (Biotropica, 1974) estudando florestas tropicais,
propôs que os fatores mais críticos na evolução das árvores estão associados à relação delas com os
insetos e outros tipos de herbívoros.
O experimento a seguir relatado (FINE et al., Science, 2004), implementa fatores mais críticos para
discutir a evolução das árvores em florestas tropicais.
O experimento selecionou árvores adaptadas em solos argilosos ricos em nutrientes e, árvores
adaptadas em solos arenosos.
Foram estudadas 20 espécies de plantas de seis gêneros próximos na classificação taxonômica.
Foram transplantadas 880 plantas jovens para 44 locais na floresta, com três metros de largura, três
de comprimento e dois de altura.
Espécies de árvores adaptadas em solo argiloso foram transplantadas para solo arenoso, e viceversa.
Metade das árvores em cada tipo de solo foi protegida por redes que impediam o ataque de insetos e
outros herbívoros. A outra metade tinha rede apenas por cima, para que a quantidade de luz solar
que recebessem fosse a mesma.
A Figura abaixo apresenta o crescimento observado, em termos da taxa de crescimento da área foliar
(cm2/dia) para os diferentes tipos de tratamentos experimentais efetuados.
c
0,6
0,5
cm2/dia
0,4
b
0,3
b
b
b
0,2
b
a
0,1
a
0,0
-0,1
Habitat argiloso
não protegido
Habitat argiloso
protegido
Habitat arenoso
não protegido
Habitat arenoso
protegido
Árvores adaptadas a solos argilosos
Árvores adaptadas a solos arenosos
Desvio Padrão ± 1 (valores com letras diferentes (a,b e c) são significativamente
diferentes entre si.
As barras representam a Média e Desvio Padrão ± 1. Valores com letras diferentes (a, b e c) são
significativamente diferentes entre si.
Com base nessas considerações:
1. Discuta comparativamente as estratégias de crescimento das árvores adaptadas a estes
diferentes tipos de solos em relação aos tratamentos experimentais realizados. Considere
que plantas normalmente adaptadas em solo arenoso crescem mais lentamente porque
utilizam parte considerável de sua energia na criação de defesas contra insetos e outros
herbívoros.
2. Considerando uma perspectiva evolucionária no estudo das interações árvores - insetos,
discuta o significado ecológico da atuação destes herbívoros.
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Exame Seleção MESTRADO 2005
Foram observadas as respostas de três tipos de comunidades de pastagens com
relação a perturbações experimentais na forma de queimadas, exclusão de
herbivoria e alta intensidade de grazing.
A estabilidade da composição em espécies de cada comunidade foi caracterizada
com base em um índice (Rc) que expressa a “resistência a mudança na
composição em espécie, medido como a mudança na contribuição relativa de
diferentes espécies para o dossel, com relação aos estados anterior e
posterior aos distúrbios”. (Sankaran & Mcnaughton, 1999, Nature)
A Figura abaixo expressa a interação entre resistência a mudança na composição
em espécies (Rc) de três comunidades em relação à Diversidade de espécies das
comunidades.
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Exame Seleção MESTRADO 2005
Espécies Indicadoras têm um longo uso histórico nos estudos ecológicos, inclusive
com o desenvolvimento de inúmeros métodos para definir a aplicabilidade do
conceito no estudo de comunidades. A escolha de espécies como indicadoras
requer inclusive um processo rigoroso para a seleção objetiva das mesmas.
A Figura abaixo representa a abundância relativa de 05 espécies de besouros ao
longo de um transecto de três habitats de florestas tropicais da Venezuela
(RODRIGUEZ et al., 1998, Biological Conservation).
Abundância Relativa (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
0
0
a) Floresta primária
1.
Com base nas informações
contidas nos gráficos ao lado
selecione e justifique para o
caso
de
estudo
a(s)
provável(eis)
espécie(s)
indicadora(s).
2.
Qual a aplicabilidade deste
tipo de estudo.
3.
Que critérios podem ser
utilizados para se considerar
uma
espécie
como
“indicadora”?
Abundância Relativa (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
0
0
0
b) Floresta parcialmente perturbada
Abundância Relativa (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
0
c) Floresta perturbada
Pe
n
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C
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0
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A Figura abaixo expressa a relação entre o rendimento metabólico e a biomassa de
diferentes tipos de animais (marsupiais, aves e lagartos).
105
Taxa de redimento metabólico
(kj/dia)
Marsupiais
104
Aves
103
Lagartos
102
101
100
101
102
103
104
105
Biomassa (g)
-
Como pode ser estimada a Produção Líquida destas populações
animais?
Discuta comparativamente e justifique do que resultam as diferenças
entre as taxas de rendimento metabólico (linhas de regressão) entre
pássaros, marsupiais e lagartos.
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Considerando-se as curvas de sobrevivência apresentadas na figura abaixo,
descreva as características das populações que as apresentariam em relação a:
A
B1
B2
B3
C
P
T
•
características do ciclo de vida como relação à estratégia r ou k
•
investimento de energia em reprodução ou em crescimento
•
estrutura etária previsível para as populações.
= mortalidade por senilidade
= mortalidade afetada por mudanças ontogenéticas
= mortalidade independente da idade
= mortalidade sazonal
= mortalidade alta em estágios juvenis
= probabilidade de sobrevivência
= tempo
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O desenvolvimento sustentável é uma meta prioritária de todas as nações.
O diagrama abaixo sumariza o que tem sido considerado por alguns autores, como
os pontos-chave para que o mesmo seja atingido:
a) indústrias ecologicamente corretas, ou eco-indústricas;
b) paisagem ecológica ou “eco-paisagem” e,
c) uma cultura ecológica “eco-cultura”
Que componentes e que práticas poderão ser incluídas como imprescindíveis em
cada um destes compartimentos na perspectiva da sustentabilidade do sistema
ambiental (cidade)?
Eco-indústria
Cidade
Eco-cultura
Eco-paisagem
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A tabela abaixo reúne as principais formas de mensuração da complexidade e da
estabilidade em comunidades naturais.
Explique o que e exemplifique cada uma das variáveis apresentadas na coluna 2.
Riqueza
Complexidade
Conectância
Força de interação
Equitatividade
Estabilidade
Resiliência
Estabilidade
Persistência
Resistência
Variabilidade
Abundância
Variáveis de interesse
Composição
Abundância de um nível trófico
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As comunidades e os ecossistemas possuem mecanismos biológicos de
recuperação de impactos tecnológicos e ou naturais.
Analisando a figura abaixo, responda:
a) Qual a relação entre as escalas espaciais de ocorrência dos impactos
naturais e artificiais?
b) Existem diferenças quanto ao tempo de recuperação para impactos naturais e
artificiais?
c) Quais dos impactos apresentados podem ser considerados irreversíveis: A
nível de comunidade? No nível de ecossistema?
Tempo de Recuperação (Anos)
10,000
Queda
de
Meteoros
1000
POLUIÇÃO
INDUSTRIAL
URBANIZAÇÃO
100
AGRICULTURA
Inundação
MODERNA
Queimada
10
Incêndios Bomba
Florestais Atômica
Derramamento de
Óleo
Exploração de Água
Subterrânea
Salinidade
Erupção
Vulcânica
Chuva
Ácida
Maremoto
Deslizamento
de encosta
Queda
de
Árvore
Queda
de raios
1
10-3
10 -2
10-1
1
10
Escala Espacial
100 1000 10,000
(Km2)