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Ecologia Geral Ecologia Geral (IBE(IBE--122)122) 2011_12011_1 Prof. Prof. MMííriamriam PilzPilz AlbrechtAlbrecht CCS, IB, Depto. EcologiaCCS, IB, Depto. Ecologia Conceito, natureza e estrutura de Conceito, natureza e estrutura de comunidadescomunidades Fonte CEDERJ Comunidade Conjunto de plantas, animais e microorganismos que co-ocorrem no tempo e no espaço Importante: esses organismos interagem entre si. Interações influenciam abundâncias de cada população e também governam o fluxo de energia e a ciclagem de nutrientes dentro do ecossistema Comunidade A comunidade como unidade de estudo A comunidade como unidade de estudo –– onde comeonde começça e onde termina?a e onde termina? �� Limites? Quem Limites? Quem éé incluincluíído?do? A comunidade como unidade de estudo A comunidade como unidade de estudo –– onde comeonde começça e onde termina?a e onde termina? �� OperacionalizaOperacionalizaçção do conceito?ão do conceito? �� Exame histExame históórico: rico: –– Comunidades abertas e fechadas Comunidades abertas e fechadas GleasonGleason vs.vs. ClementsClements Comunidades biolComunidades biolóógicasgicas �� Usualmente dominadas por uma ou mais espUsualmente dominadas por uma ou mais espéécies cies proeminentes e por algumas caracterproeminentes e por algumas caracteríísticas fsticas fíísicassicas Floresta de AraucFloresta de Araucáária (RS, Brasil)ria (RS, Brasil) Floresta de Pinheiros (Nevada, EUA)Floresta de Pinheiros (Nevada, EUA) Natureza das comunidadesNatureza das comunidades �� Conceito holConceito holíístico x conceito individualistastico x conceito individualista “super-organismo” Interações sem organização ou propósito HistHistóórico: rico: GleasonGleason xx ClementsClements; visões opostas; visões opostas EcEcóótonostonos:: -- fronteira entre fronteira entre comunidadescomunidades -- geralmente estreitos e geralmente estreitos e com com áárea limitadarea limitada -- relevantes onde relevantes onde diferendiferençças fas fíísicas sicas marcantes separam marcantes separam comunidades diferentescomunidades diferentes F o n t e : F o n t e : R i c k l e f s R i c k l e f s ( 2 0 0 1 ) . A E c o n o m i a d a N a t u r e z a ( 2 0 0 1 ) . A E c o n o m i a d a N a t u r e z a PARNA Restinga de Jurubatiba, RJPARNA Restinga de Jurubatiba, RJ Reserva BiolReserva Biolóógica de Pogica de Poçço das Antas, RJo das Antas, RJ O conceito de O conceito de ContinuumContinuum -- substituisubstituiçção gradual de espão gradual de espéécies em um gradientecies em um gradiente -- esp. relevantes onde não hesp. relevantes onde não háá grandes diferengrandes diferençças fas fíísicas entre sicas entre regiões e dentro de regiões consideradas homogêneasregiões e dentro de regiões consideradas homogêneas Ausência de uma zona de transiAusência de uma zona de transiçção ão entre as comunidadesentre as comunidades F o n t e : F o n t e : R i c k l e f s R i c k l e f s ( 2 0 0 1 ) . A E c o n o m i a d a N a t u r e z a ( 2 0 0 1 ) . A E c o n o m i a d a N a t u r e z a Comunidades abertas x fechadasComunidades abertas x fechadas fechada aberta primeiro proponente F. E. Clements H. Gleason organização holística individualista fronteiras distintas (ecótonos) difusas (continuum ) distribuição de espécies coincidente independente ImplicaImplicaçções para conservaões para conservaççãoão �� Visão Visão clementsianaclementsiana & & gleasonianagleasoniana...... Afinal... Comunidades abertas Afinal... Comunidades abertas ou fechadas??ou fechadas?? �� Comunidade Comunidade ““intermediintermediááriaria”” ou mistaou mista Aceita premissas Aceita premissas individualistasindividualistas, mas , mas reconhece tambreconhece tambéém que alguns atributos do m que alguns atributos do funcionamento das comunidades surgem funcionamento das comunidades surgem somente a partir das somente a partir das interainteraççõesões entre as entre as espespééciescies Independente desse debate, hIndependente desse debate, háá uma estrutura, que uma estrutura, que pode ser descrita...pode ser descrita... O que estrutura uma comunidade?O que estrutura uma comunidade? rN dt dN = − K N1rN dt dN = rN dt dN = R -cRP Crescimento populacional Crescimento limitado pela densidade da espécie Crescimento com influência da predação (2 populações) Crescimento com influência da competição (2 populações) − K N1rN dt dN = - α12 N2 O que estrutura a comunidade?O que estrutura a comunidade? �� Quais fatores Quais fatores determinam o determinam o nnúúmero de mero de espespéécies que cies que podem coexistir?podem coexistir? �� Por que esses Por que esses nnúúmeros variam meros variam de lugar pra de lugar pra lugar?lugar? Perspectiva de ecossistema; Perspectiva de ecossistema; foco no fluxo de energiafoco no fluxo de energia As relaAs relaçções de alimentaões de alimentaçção organizam as ão organizam as comunidades em teias trcomunidades em teias tróóficas (alimentares)ficas (alimentares) Fonte CEDERJ Co-ocorrência de espécies, que interagem em menor ou maior intensidade e freqüência entre si, e cujo conjunto forma uma fisionomia identificável Comunidade Conjunto de plantas, animais e microorganismos que habitam determinado local Prof. Míriam Pilz Albrecht. Depto. Ecologia, IB, CCS, UFRJ. Ex.: rio formado por algas, bactérias, plantas, insetos, crustáceos, peixes → cada grupo formado por muitas espécies!! �� Como trabalhar com esse Como trabalhar com esse nníível?vel? (operacionaliza(operacionalizaçção)ão) Recapitulando... Recapitulando... NNííveis de organizaveis de organizaççãoão � Características e propriedades exclusivas de cada nível. – Indivíduo: adaptações – População: densidade, estrutura etária, razão sexual, taxas – Comunidades: riqueza de espécies, diversidade, interações – Ecossistemas: produtividade Relembrando... NRelembrando... Nííveis de organizaveis de organizaççãoão comunidade comunidade xx ecossistema?ecossistema? IMPORTANTE: a comunidade atua nos processos do ecossistema ao modular o fluxo de energia e a ciclagem de nutrientes. Pelo papel integrador desse nível de organização, o estudo das comunidades tem papel-chave na Ecologia. apenas os organismos todos os componentes físicos e biológicos Fonte: CEDERJ Ecologia de comunidades como nEcologia de comunidades como níível integradorvel integrador Conceitos & DefiniConceitos & Definiççõesões �� ““comunidade vegetalcomunidade vegetal”” �� ““comunidade de orqucomunidade de orquíídeas da floresta Xdeas da floresta X”” �� SubdivisõesSubdivisões –– TaxocenosesTaxocenoses –– Grupos trGrupos tróóficosficos –– Grupos funcionaisGrupos funcionais Taxocenose: um tipo de subdivisão da comunidade, que agrupa organismos pertencentes a um mesmo grupo taxonômico ou grupos próximos. Por exemplo: comunidade de bromélias, comunidade de felinos, comunidade de zooplâncton, etc... Descritores das comunidadesDescritores das comunidades �� Descritores estruturaisDescritores estruturais –– Riqueza (S)Riqueza(S) –– Diversidade (HDiversidade (H’’)) �� Descritores funcionaisDescritores funcionais –– Grupo trGrupo tróóficofico –– Guilda ou grupo/ tipo funcionalGuilda ou grupo/ tipo funcional ((““grupo de espgrupo de espéécies que exploram a mesma classe de cies que exploram a mesma classe de recursos ambientais de modo semelhanterecursos ambientais de modo semelhante”” -- RootRoot, 1967), 1967) Resumo Resumo –– alguns conceitosalguns conceitos � Comunidade: co-ocorrências de espécies que interagem em menor ou maior intensidade e freqüência entre si. � Grupo trófico: subdivisão da comunidade quanto aos organismos que ocupam um mesmo nível trófico, isto é, produtores, consumidores ou decompositores. Assim, os organismos fotossintetizantes compõem o grupo dos produtores, e os diversos animais e microorganismos se distribuem entre consumidores e decompositores. � Grupo funcional, ou tipo funcional, ou guilda: conjunto de organismos que desempenham uma mesma função ecológica na comunidade. Por exemplo, dentre as plantas (produtores), temos os grupos dos fixadores de nitrogênio, dos sombreadores, dos pioneiros (plantas que germinam e crescem em ambientes abertos), etc. Entre os consumidores, temos os polinizadores, os herbívoros, os carnívoros etc. � Taxocenose: enquanto o agrupamento de espécies em grupos funcionais obedece a critérios ecológicos de função, o agrupamento em taxocenose obedece a critérios filogenéticos (espécies evolutivamente próximas). Este é, portanto, um outro tipo de subdivisão da comunidade, que agrupa organismos pertencentes a um mesmo grupo taxonômico ou grupos próximos. Assim, “comunidade de bromélias” ou “comunidade de felinos”, por exemplo, se referem a taxocenoses. ResumoResumo Uma comunidade pode ser definida como um conjunto de populações de diferentes espécies que habitam uma determinada área. É o componente biótico dos ecossistemas. As espécies que compõem uma comunidade podem ser agrupadas com base em características ecológicas (guildas ou grupos funcionais) ou características taxonômicas (taxocenoses). Por exemplo, os peixes representam uma taxocenose dentro de uma comunidade aquática, que engloba muitos outros organismos. A comunidade de um rio é formada por bactérias, algas, plantas, insetos imaturos e adultos, peixes, e cada um desses grupos (táxon), por sua vez, é formado por uma infinidade de espécies. Entre os descritores estruturais de uma comunidade pode-se citar a riqueza e diversidade de espécies, que são índices que se utilizam da composição taxonômica da comunidade. Embora os modelos matemáticos possam prever como será o crescimento de populações quando um predador e uma presa ou dois competidores coexistem, não podem ser facilmente aplicados a grandes números de espécies em interação. Assim, ainda se debate sobre os fatores que determinam o número de espécies que podem coexistir, e porque esse números variam de lugar pra lugar. A organização de comunidades pode ser descrita pela complexa rede de interações tróficas que une as espécies.Tais interações implicam em transferências de energia. Tipos diferentes de teias alimentares descrevem diferentes formas pelas quais as populações influenciam umas as outras dentro das comunidades. Bibliografia para estudoBibliografia para estudo �� RicklefsRicklefs (2001). A Economia da Natureza(2001). A Economia da Natureza –– cap. 21cap. 21