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RELAÇÕES BIÓTICAS
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Interacções entre espécies:
COEVOLUÇÃO
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Interacções entre espécies: coevolução
Coevolução: Representa a influência evolucionária mútua entre duas espécies. Cada uma exerce uma pressão selectiva sobre a outra, afectando assim a sua evolução e levando a um certo grau de especialização.
COEVOLUÇÃO
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Interacções entre espécies: coevoluçãoCoevolução - exemplos:
• Uma população vegetal em flor atrai determinados insectos, que por sua vez evoluem de forma a melhor explorar as flores. Nalguns casos o processo evolutivo levou a flores mais profundas e a insectos com probóscis mais longos.
• Ratos mais rápidos favorecem a selecção de chacais mais rápidos que por sua vez seleccionam ratos mais rápidos.
• Os parasitas evoluem de forma a aceder aos seus hospedeiros e os hospedeiros evoluem de forma a melhorar os seus sistemas imunitários.
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Interacções entre espécies: coevolução
COEVOLUÇÃO
A coevolução também inclui relações de predador-presa e de hospedeiro-parasita.
Coevolução difusa:
Uma espécie pode evoluir em resposta à interacção com várias outras espécies, cada uma das quais estátambém a evoluir em resposta a um grupo de espécies.
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Interacções entre espécies:
► regulam a dimensão das populações de forma mais efectiva do que os factores abióticos
► todos os organismos, mesmo isolados espacialmente, dependem de outros - integram uma comunidade
► melhor funcionamento da comunidade maior especialização dos organismos - separação de funções
FACTORES BIÓTICOS
COEVOLUÇÃO
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Mutualismo (= simbiose) + / +Comensalismo+ / o
Amensalismo (ex. alelopatia)o / -
Competição- / -
Predação - ParasitismoPredação - Parasitoidismo
Predação - Herbivoria+ / -
Predação - Carnivoria+ / - -Tipos de Interacções
Interacções entre espécies e indivíduos:
Vantagem (+) Desvantagem (-) Neutro (0)
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Interacções entre espécies e indivíduos: tipos de interacções
As interações entre organismos não são constantes e dependem da:
► idade / fase do ciclo de vida
► características do meio
► densidade da população
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Consumo de um organismo (presa) por outro (predador) encontrando-se o primeiro vivo no momento do ataque(Begon et al, 2006).
Interacções entre espécies : Predação
⇒ carnivoria⇒ herbívoria (grazing)⇒ parasitismo⇒ parasitoidismo
Tipos de predação
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Interacções entre espécies : Predação
► as presas sobrevivem na ausência do predador
► a predação pode ser observada na natureza ou em laboratório
► densidades de presas e predadores variam inversamente
Evidências da existência de predação
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• Interacções gerais entre predadores e presas
Interacções entre espécies : Predação
Os predadores determinam a distribuição e abundância das presas
FREQUENTE
(in Krebs, 2001)
Na Austrália, várias espécies de canguru foram levada quase àextinção devido à introdução da raposa vermelha. Na ausência de raposas as colónias recuperavam rapidamente.
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• Os predadores determinam a distribuição e abundância das presas
Interacções entre espécies : Predação
Distribuição geográfica do canguru-rato. Esta espécie foi quase extinta devido àintrodução da raposa vermelha, ficando restrita a três ilhas onde não existia a raposa (in: Krebs, 2001).
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• Interacções gerais entre predadores e presasInteracções entre espécies : Predação
As presas determinam a distribuição e abundância dos predadores RARO
não existem presas alternativas Predador obrigatório ou superespecializado
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Interacções entre espécies : PredaçãoPredador obrigatório ou superespecializado
Distribuição mundial das águias imperial. A espécie ibérica divergiu da euroasiática na última glaciação e especializou-se em coelhos.
(in: Ferrer & Negro, 2004)
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Interacções entre espécies : PredaçãoPredador obrigatório ou superespecializado
Distribuição mundial dos linces. A espécie ibérica divergiu da euroasiática na última glaciação e especializou-se em coelhos.
(in: Ferrer & Negro, 2004)
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• Interacções gerais entre predadores e presasAs presas determinam a distribuição e abundância dos predadores
Interacções entre espécies : Predação
Deslocação das manadas para zonas com alimento disponível. Por exemplo, devido à neve ou gelo o alimento pode ficar inacessível para herbívoros.
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• Factores que determinam a selecção das presas (e dieta do predador)
Interacções entre espécies : Predação
1 - características morfológicas do predador
Exemplo: variação da composição do alimento em função do comprimento de salmões
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• Factores que determinam a selecção das presas
Interacções entre espécies : Predação
2 — disponibilidade de presas
Werner & Hall, 1974 (in: Smith & Smith, 2001) em experiências de alimentação de peixes com Daphnia, num aquário, observaram: - Quando a densidade das presas era baixa, os peixes alimentavam-se os três tamanhos, sem preferência por tamanhos. - Quando a densidade de presas era elevada, os peixes alimentavam-se preferencialmente de presas grandes.
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• Factores que determinama selecção das presas
Interacções entre espécies : Predação
3- Energia obtida com aspresasEsta ave selecciona claramente um tamanho de presa média, que écapturada em quantidades relativas muito superiores às existentes no ambiente (Davies, 1977 in Smith & Smith, 2001) e que corresponde ao tamanho óptimo de presa. Presas pequenas proporcionam pouca energia e presas grandes são difíceis de manusear.
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• Factores que determinam a selecção das presas
Interacções entre espécies : Predação
3 — energia obtida com as presas
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► acção de um organismo que se alimenta do outro e o mata
► o carnívoro consome diferentes tipos de presas
CARNIVORIA
Interacções entre espécies : Predação
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CARNIVORIA
Interacções entre espécies : Predação
Favorece um aumento da condição da população:
► aumenta a condição das presas (elimina os indivíduos mais débeis)
► aumenta a condição da população de predadores (elimina os indivíduos menos aptos)
consequências para coevolução
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• Adaptações dos carnívoros para captura das presas
Plantas carnívoras
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• Adaptações dos carnívoros para captura das presas
Bioluminiscência — peixes de profundidade
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• Adaptações dos carnívoros para captura das presas
Teias de aranha
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• Adaptações das presas para evitar predação
Coloração CRIPTICA — presa confunde-se com o meio
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• Adaptações das presas para evitar predação
Coloração APOSEMATICA — coloração de aviso de animais venenosos (Begon et al, 2006)
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• Adaptações das presas para evitar predação
Adaptação Mullerian — a presa desenvolve o aspecto de espécies não comestíveis (Begon et al, 2006)
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• Adaptações das presas para evitar predação
Adaptação Batesian — presa desenvolve características de espécies agressivas
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• Adaptações das presas para evitar predação
► Produção de químicos e tóxicos — a presa lança produtos para reduzir a visão ou capacidade de movimentos dos predadores
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HERBIVORIA
Interacções entre espécies: Predação
► os herbívoros removem apenas parte da “presa” sem provocar a morte
► provoca impacto sobretudo a longo prazo
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HERBIVORIA
Interacções entre espécies: Predação
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• Adaptações dos herbívoros• desenvolvimento de organismos simbiontes no tubo digestivo• múltiplos estômagos (ex. vacas)• regurgitação (ex. camelos)• desenvolvimento continuo dos dentes (ex. elefantes)
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PARASITISMO
Interacções entre espécies : Predação
O parasita retira vantagens e a sua acção é prejudicial para o hospedeiro
Parasitas vivem no interior ou sobre outro organismo do qual se alimentam
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PARASITISMO
Interacções entre espécies : Predação
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• Exemplos de parasitismo
Interacções entre espécies : Predação
Copépode parasita preso à barbatana de atum.
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• Exemplos de parasitismoInteracções entre espécies : Predação
Peixe parasitado por lampreias
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PARASITOIDISMO
Interacções entre espécies : Predação
utilizado na luta biológica(Ex.: vespas e moscas)
Parasitoides - insectos com fase adulta livre mas que depositam os ovos no interior de insectos hospedeiros.
Inicialmente não existe prejuízo para o hospedeiro mas à medida que o desenvolvimento dos parasitas se processa o hospedeiro vai sendo consumido até que acaba por morrer
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Modelos de PredaçãoPopulação de presas dependente da capacidade de sustento do meio, na ausência de predadores:
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Modelos de PredaçãoModelo de LOTKA e VOLTERRA - simula as flutuações de abundância entre as populações de predadores e de presas.
(in: Krebs, 2001)
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Modelo de LOTKA e VOLTERRA - explica as flutuações de abundância entre aspopulações de predadores e de presas.
Modelos de Predação
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Interacções entre espécies : Competição• Factores de competição
► espaço► luz► nutrientes
nas plantas
► alimento► para reprodução
selecção sexual► espaço
nos animais
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Interacções entre espécies : Competição • Competição intraespecífica
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Interacções entre espécies: Competição
• Competição interespecífica
Experiência de Gause — demonstração do princípio de Exclusão Competitiva:duas espécies que vivam no mesmo nicho não podem coexistir indefinidamente.
• Competição interespecífica
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Interacções entre espécies: Competição
• Processos de competição
Exploração — duas ou mais espécies reduzem mutuamente a disponibilidade do(s) recurso(s) fundamentais para a sobrevivência
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Competição: como reduzir a pressão —“separação de recursos”
Diferenciação morfológica permite divisão dos recursos em espécies de pássaro do género Sitta.
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Competição: como reduzir a pressão —“separação de recursos”
(in: Smith & Smith, 2001)
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Interacções entre espécies : Competição • Processos de competição
Interferência — indivíduos de uma espécie impedem a colonização de outros indivíduos numa zona do habitat
Formas de coral competem por espaço numa zona de recife.
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Competição: influência dos factores ambientais Humidade: 14% temperatura: 29.1ºC
(in: Krebs, 2001)
Humidade: 14% temperatura: 32,3ºC
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consequências no curto prazo:
desgaste em ambos os competidores ► gasto energético
⇓diminuição da condição das populações de competidores
⇓excepto se um deles ganhar claramente a competição
Competição: influência para os indivíduos e espécies
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consequências no longo prazo,
Competição: influência para os indivíduos e espécies
Modificações adaptativas para redução da competição — promovem uma melhor adaptação ao meio e maior sobrevivência no futuro
no caso de não ocorrer extinção da espécie perdedora:
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Modelos de Competição ⇒ Modelo de VOLTERRA - prevê que, em casos de competição pelo mesmo recurso, uma das espécies poderá ser eliminada, dependendo das taxas de competição, das taxas de crescimento de cada uma das espécies e da sua capacidade de sustento (k).
⇒Modelo de GAUSS e WITT - considera a possibilidade de coexistência entre duas espécies competindo pelo mesmo nicho ecológico
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Interacções entre espécies : Amensalismo
► uma das espécies é afectada negativamente enquanto que a outra não é afectada.
Exemplos:
O bolor do pão segrega penicilina que é um químico que mata bactérias.
As raízes da nogueira negra Juglans nigra segregam um químico que impede outras plantas de se fixarem (Alelopatia)
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Interacções entre espécies : Amensalismo
Alelopatia — processo natural através do qual uma planta directa ou indirectamente afecta outra planta através da produção de compostos químicos
agentes alelopáticos (nitrilos, tiocianetos, isotiacianetos)
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Interacções entre espécies : Amensalismo
Crescimento de macieiras e erva com: a) erva e macieira com fonte independente de água, b) água para a macieira passando através da erva e terra, c) água passando só através de terra.
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(A) volatilização — libertação de gás através de pequenos orifícios nas folhas; (B) libertação dos químicos através da decomposição das folhas no solo; (C) exudação — libertação dos químicos através das raízes que são absorvidos pelas raízes das plantas circundantes.
Alelopatia : formas de libertação dos produtos alelopáticos
A
B
C
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libertação de químicos que reduzem ou param a fotossíntese — os químicos alteram a quantidade de clorofila na planta, que deixa de poder produzir o alimento de que necessita
A B C
Alelopatia : formas de libertação dos produtos alelopáticos
libertação de produtos de crescimento através das raízes —plantas que absorvem esses produtos não sobrevivem, o que protege o espaço da planta produtora
Exemplos de alelopatia: (A) Casuarina e Allocasuarina ; (B) pinhal e (C) plantas submersas
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Organismos de espécies diferentes que vivem em associação, em que uma espécie beneficia e a outra não é afectada (não beneficia mas também não éprejudicada — neutralismo).
Interacções entre espécies : Comensalismo
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Interacções entre espécies : Comensalismo
O crinóide Promachocrinus kerguelensis fixa-se em cima de esponjasScolymastra joubini, que usa para poder filtrar mais alto na coluna de água e alimentar-se de organismos arrastados.
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Interacções entre espécies : Comensalismo O peixe palhaço vive entre os tentáculos das anémonas. É imune ao veneno da anémona devido a uma substância existente na sua pele.
Obtêm protecção (relação do tipo +/0).
Contudo, alguns cientistas consideram que esta relação é um caso de mutualismo, em que o peixe palhaço afasta outros peixes que poderiam alimentar-se da anémona.
In: http://www.nearctica.com/ecology/pops/commens.htm#egret
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Interacções entre espécies : Comensalismo As plantas epífitas fixam-se sobre outras plantas mas sintetizam os seus próprios nutrientes.
Contudo, se forem muitas, podem ter um efeito negativo.
Por exemplo, o aumento das algas epifitas nas macrófitas aquáticas (ex. Zostera) devido ao aumento de nutrientes (eutrofização) acabam por tapar completamente a macrófitacausando a sua morte — seria então uma relação do tipo +/- e não +/0.
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Interacções entre espécies : Mutualismo -Simbiose
interacção em que existe uma associação entre espécies que provoca benefícios mútuos (maior crescimento e sobrevivência quando a associação ocorre)
Mutualismo simbiótico Mutualismo não simbióticoindivíduos interagem fisicamente e a associação é indispensável para a
sobrevivência
indivíduos têm vidas independentes mas dependem
uns dos outros
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Mutualismo simbiótico ► indivíduos interagem fisicamente e a associação é indispensável para a sobrevivência
Liquens num tronco de uma árvore de mangal.
Os líquenes são associações entre fungos e algas.
O fungo recebe alimento produzido pela fotossíntese da alga. A alga consegue uma zona para viver.
Interacções entre espécies : Mutualismo simbiótico
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Micorriza de pinheiro Pinus sylvestris
Pinheiros ► "recebem" o fósforo fixado pelos fungos
Fungos ► obtêm os hidratos de carbono necessários para o seu desenvolvimento.
Interacções entre espécies : Mutualismo simbiótico
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Interacções entre espécies : Mutualismo simbiótico
Associação simbiótica entre uma diatomáceafilamentosa Chaetoceros tetrastichon e um tintinídeo Eutintinus pinguis (protista)
Microalga ► obtém nutrientes resultantes da excreção do tintinídeo
Tintinídio ► obtém o alimento através da alga
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Interacções entre espécies : Mutualismo simbiótico
Protozoários simbiontes do intestino das térmitas.
Térmitas ► conseguem "digerir" a celulose da madeira que consomem
Protozoários ► obtêm a matéria orgânica associada à celulose (que digerem)
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Interacções entre espécies : Mutualismo não simbiótico
Mutualismo não-simbiótico ► os indivíduos têm vidas independentes mas dependem uns dos outros
Associação entre plantas com flor e insectos polinizadores:
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Interacções entre espécies : Mutualismo não simbiótico
Associação entre ouriços-do-mar Sterechinus neumayeri e algasque os protegem dos predadores (disfarce e libertação de químicos de sabor repulsivo).
A mobilidade dos ouriços permite aumentar a área de distribuição vertical das algas, permitindo que aproveitem condições de luminosidade mais favoráveis.