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SINECOLOGIA

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Ecologia das comunidades - Sinecologia

AUTOECOLOGIA - INFLUÊNCIA SEPARADA DE CADA FACTOR AMBIENTAL / ECOLÓGICO NAS ESPÉCIES

DEMOECOLOGIA - INFLUÊNCIA DOS FACTORES AMBIENTAIS / ECOLÓGICOS NA DINÂMICA DAS ESPÉCIES

SINECOLOGIA - INFLUÊNCIA DA DINÂMICA DAS ESPÉCIES NAS COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

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Ecologia das comunidades - Sinecologia

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Ecologia das comunidades - Sinecologia

COMUNIDADE ⇒ conjunto de indivíduos de várias espécies que coexistem no tempo e no espaço e que tendem a adquirir um equilíbrio .

ECOSSISTEMA ⇒ conjunto formado pela comunidade biológica e o ambiente abiótico. Inclui a teia trófica e o am biente físico-químico que fornece as condições ambientais apropri adas e que actua tanto como fonte como sorvedouro de energia e de matéria.

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Ecologia das comunidades e dos Ecossistemas - Sinecologia

SINECOLOGIA - Estudo das relações entre as comunidades e os ecossistemas da terra. Compreende:

Relações entre os indivíduos pertencentes a várias espécies de uma comunidade – abundância, dominância, constância e distribuição espacial.

Dinâmica das comunidades - evolução dos grupos de esp écies e a influência dos factores ambientais, sucessão ecológica.

Transferência de energia e matéria entre os diverso s constituintes do ecossistema – teias tróficas e pirâmides de energia.

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⇒Forma e Estrutura do Crescimento –

P.ex. árvores, arbustos, ervas ⇒ diferentes formas de crescimento determinam a distribuição vertical numa comunidade vegetal.

⇒Abundância Relativa/ Dominância –

⇒espécies dominantes – determinantes para as comunidades.

⇒Estrutura Trófica –

⇒ determina os fluxos de energia. P.ex. entre herbívoros e carnívoros.

Factores que caracterizam as comunidades

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⇒Diversidade – quanto maior for a homogeneidade das abundâncias das várias espécies (não há espécies dominantes), maior é a Diversidade

⇒ quanto maior o nº de espécies, em princípio maior é a Diversidade

Factores que caracterizam as comunidades

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Diversidade em espécies

Conceitos de diversidade em espécies:

Riqueza em espécies : A comunidade A tem maior número de espécies do que a comunidade B.

Heterogeneidade : As comunidades A e B têm o mesmo número de espécies, mas a distribuição dos indivíduos pelas espécies, na comunidade A, é mais uniforme. Esta comunidade tem maior diversidade, segundo este conceito. A comunidade C tem o mesmo padrão de distribuição que a comunidade B, mas maior n.º de espécies, tendo por isso maior diversidade.

Equitabilidade : Quando as espécies na comunidade têm a mesma abundância, a equitabilidade é máxima.

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Diversidade biológica:

Significa a variabilidade entre os organismos vivos de todas as origens (terrestres / aquáticos) e os complexos ecológicos dos quais fazem parte. Compreende a diversidade dentro de cada espécie, entre as espécies e dos ecossistemas

(Art.º 2º da Convenção sobre a Diversidade Biológica)http://www.diramb.gov.pt/data/basedoc/TXT_LI_6171_1_0001.htm

Biodiversidade – Diversidade Biológica

(Adaptado de Primack, 2002)

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Quantas espécies existem?

(Adaptado de Primack, 2002)

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Quantas espécies existem?

(Adaptado de Primack, 2002)

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Factores correlaccionados com padrões em larga-escala da riquezaem espécies:

Factores que influenciam a riqueza em espécies

SazonalNão sazonalSazonalidade

SecoHúmidoPrecipitação

Zonas mais profundasZonas menos profundasProfundidade

Média a alta elevaçãoBaixa a média elevaçãoElevação

Zonas polaresTrópicosLatitude

IlhasZonas ContinentaisIsolamento

Menor riqueza em espécies

Maior riqueza em espéciesFactor

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Variação da diversidade com a latitude

(in: Primack, 2002)

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Variação da diversidade com a latitude

Alterações em função da latitude na riqueza em espécies, nos primeiros 2000 m da coluna de água no Atlântico Nordeste (20º Oeste).

(in: Angel, 1994)

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Variação da diversidade com a profundidade

(in Angel, 1994)

Alterações na riqueza em espécies com a profundidade, em quatro grandes grupos taxonómicos, na região oceânica a Sudoeste da Irlanda.

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Alpha diversity is the species richness (for some group) ina patch of uniform habitat.

Gamma diversity is the species richness of a region (or a political unit) composed of many kinds of habitats.

Beta diversity is the difference in species composition in different habitats (Beta elevado significa diferençasentre habitats e indicia especialização das espécies)

α1 α2

α3

β γ

α

β

Gamma = Alpha + BetaBeta = Gamma – Alpha

γ

Tipos de diversidade : variação co m isolamentoα β γ

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Nichos ecológicos regulam a diversidade

In terms of resource partitioning, there are three different ways to pack more species into a community:

Increase the variety of resources (more niches)

Increase the similarity of species (more niche overlap )

- recursos utilizáveis pelo maior nº de espécies)

Increase specialization (decrease niche breadth )

- separação dos nichos)

ESPECIAÇÃO

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Especiação alopátrica – a especiação ocorre devido ao isolamento geográfico.

Especiação parapátrica – especiação em populações adjacentes com fluxo genético.

Especiação simpátrica – as espécies divergem embora ocupem a mesma área geográfica. Por exemplo, insectos que se tornam dependentes de diferentes plantas que ocorrem na mesma área.

Efeito fundador ou especiação peripátrica – um caso especifico de especiação alopátrica, em queuma pequena população isolada dá origem a umanova espécie.

Diversidade e especiação

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SUCESSÃO ECOLÓGICA

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Homeostase ou Clímax - factores de crescimento ≈ factores de resistência

Alterações nas comunidades - Sucessões ecológicas

Resiliência – período de tempo em que uma comunidade retorna a uma situação de equilíbrio depois de um impacto

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Sucessão ecológicaA sucessão ecológica corresponde à mudança gradual na composição em espécies de uma determinada área.

Durante a sucessão, algumas espécies colonizam a área e tornam-se mais abundantes, enquanto outras declinam ou desaparecem.

Há dois tipos de sucessão:

Sucessão primária : envolve o estabelecimento gradual das comunidades bióticas em solos virgens.

Sucessão secundária : a mais comum, envolve o restabelecimento de comunidades bióticas em áreas onde algum tipo de comunidade biótica já existe.

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Sucessão ecológicaNas fases iniciais da sucessão a diversidade e a biomassa aumentam.

Nos estádios intermédios observamos uma grande variedade de espécies, e produtividades elevadas.

No climax há um decréscimo da diversidade e da biomassa.

(Adaptado de Botkin e Keller, 2003)

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Sucessão e interacções entre espécies

Facilitação : As plantas dos primeiros estádios de sucessãofacilitam a fixação de espécies dos estádios finais.

Por exemplo, os pinheiros fornecem sombra e actuam como“amas” para os carvalhos (oak).

Conhecer a facilitação pode ser útil na recuperação de áreasdegradadas. As plantas que facilitam a presença de outras devemser plantadas primeiro.

(in: Botkin & Keller, 2003)

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Interferência:Por vezes algumas plantas dos estádios iniciaisimpedem a entrada de outras plantas, durante um período de tempo.

Alguns tipos de ervas crescem densamente e impedem as sementes de árvores de alcançarem o solo e germinarem.

Sucessão e interacções entre espécies

(in: Botkin & Keller, 2003)

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Sem interacção:

Poderá acontecer que as espécies não interajam entre si e que não ocorra sucessão.

As espécies pioneiras não ajudam, mas também não interferem com outras espécies. Pelo contrário, é o ambiente físico que domina,como acontece num deserto.

Sucessão e interacções entre espécies

(in: Botkin & Keller, 2003)

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Sucessão ecológica terrestre

(in Miller, 2003)

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Sucessão ecológica terrestre

(in Miller, 2003)

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Sucessão primária numa área de dunas recém-formadas

As gramíneas constituem a comunidade pioneira em superfícies inóspitas, como a areia de dunas, visto que os seus caules rasteiros e raízes profundas possibilitam a colonização deste tipo de substrato.

Sucessão primária - dunas

“Sand dune succession. From left to right: lake, beach, foredune, cottonwood dune, pine dune, oak dune, beech-maple forest.

(in: http://gbn.glenbrook.k12.il.us/academics/science/staff/biology/Ecology/Succession.html)”

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Espécies como Ammophila arenaria permitem a deposição gradual de partículas de areia transportadas pelo vento, junto à raiz, e caules aéreos, o que conduz à modificação do habitat.

Sucessão primária – dunas

Imagens: http://www.afleurdepau.com/Flore/poaceae/ammophila-arenaria/x.htm

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Sucessão ecológica aquáticaAlterações na percentagem de cobertura de cinco espécies de algas que colonizaram blocos introduzidos numa zona entre marés:

As espécies dos estádios iniciais, frequentemente referidas como espécies pioneiras, são geralmente caracterizadas por taxas de crescimento elevado, reduzido tamanho, elevada capacidade de dispersão (ou seja, espécies de estratégia r).

Pelo contrário, as espécies dos últimos estádios de sucessão têm taxas de dispersão e de colonização menores, taxas de crescimento menores, mas são maiores e têm ciclos de vida mais longos (espécies de estratégia K).

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Sucessão ecológica aquáticaEsquema simplificado da sequência de espécies que colonizam um sedimento virgem tal como um solo recentemente dragado:Imediatamente após a perturbação, encontram-se algumas espécies de pequenos mas abundantes poliquetas. Estes são seguidos por moluscos detrítivoros de superfície ou suspensivoros. Finalmente, são substituídos por espécies herbívoras que vivem fundo no sedimento, se alimentam de depósitos enterrados e oxidam o sedimento através das suas actividades..

(in: Valiela, 1995)

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Sucessão ecológica aquática

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Ecossistema – conjunto de várias comunidades

COMPONENTE ABIÓTICA – Ciclos biogeoquímicos

COMPONENTE BIÓTICA – AUTOTRÓFICOS

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Ecossistema – conjunto de várias comunidades

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Transferência de matéria e energia - Teia alimentar

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Pirâmides ecológicas

⇒ No processo de transferência entre níveis perde-se energia.

⇒ Quanto mais curta for a cadeia alimentar ou quanto mais perto estiver o organismos do início da cadeia, maior é a quantidade de energia à sua disposição.

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Teia alimentar vs. Pirâmide alimentar

⇒muitas interrelações

⇒ mais realista - dietas mudam com a idade

⇒difícil hierarquizar níveis tróficos

⇒ representação fácil

⇒boa hierarquização dos níveis troficos

⇒ representação muito estática

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Tipos de cadeia alimentares

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Teia alimentar – Bioacumulação

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Eficiência ecológica das cadeias alimentares

Na transição entre níveis tróficos, perdem-se 80-90% da energia absorvida

⇒ Ecossistemas terrestres - eficiência ecológica é de 10%

⇒ Ecossistemas aquáticos - eficiência ecológica é de 20 %

MAIOR EFICIÊNCIA NOS ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS PORQUE:

1 - As cadeias ou teias alimentares de ecossistemas marinhos são normalmente mais reduzidas

2 - Não necessitam de produzir tantos elementos estruturais – água é um suporte

3 - Não necessitam de regular a temperatura de forma tão acentuada – menores amplitudes térmicas

4 - Produção primária fitoplanctónica mais facilmente absorvida que a produção primária terrestre.

Maior eficiência na absorção de diferentes formas de N pelo fitoplâncton

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Eficiência ecológica – produção primária e capturas pesca

Relação entre produção primária e capturas de pesca

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Ecossistema