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Fatores na distribuição dos seres vivos:
Abióticos
Bióticos
Biogeografia de ilhas
Pirâmides Ecológicas
Aula de hoje..
Fatores Bióticos e Abióticos na
distribuição dos seres vivos
Os organismos não são distribuídos de forma
homogênea e estática.
Ao longo do tempo, os organismos se movimentam na
superfície terrestre expandindo ou contraindo sua área
de distribuição, substituindo ou sendo substituído
(extinção) por novas formas (especiação).
Todos os ecossistemas que compõem a biosfera
seguem o princípio geral de que a vida na Terra só
ocorre onde as condições ecológicas ficam dentro dos
limites de tolerância para os quais ela foi programada.
Fatores Bióticos e Abióticos na
distribuição dos seres vivos
A distribuição segue esse princípio, que definiu ao longo
da história evolutiva os dois processos fundamentais da
biogeografia:
Os organismos tendem a estabelecer colônias e a
expandir suas populações para novas áreas, segundo
seus limites de tolerância.
Os organismos podem ser extintos totalmente da
biosfera (ou parcialmente em algumas regiões), à
medida que a vida e o ambiente seguem sua
trajetória de transformação.
Fatores Bióticos e Abióticos na
distribuição dos seres vivos
A capacidade de expansão da vida e seus limites de
distribuição depende:
uma série de fatores externos atributos ambientais;
fatores internos atributos da espécie.
As necessidades abióticas e bióticas estão definidas
pela interação de variáveis do meio físico e da
ecologia/biologia de cada organismo.
A ecologia de cada comunidade biológica atual não
explica todas as heranças do passado outras eras
geológicas a Terra possuiu outras faunas e floras.
Inúmeras variáveis ambientais dentro das quais
uma espécie consegue sobreviver.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Uma espécie precisa de uma combinação de fatores
bióticos e abióticos para sobreviver.
Nicho de um organismo representa os modos de vida que
o organismo possui (seu papel no sistema ecológico), assim
como os intervalos de condições que ele pode tolerar.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Algumas dessas variáveis:
Temperatura
Umidade
Salinidade
pH
recursos alimentares
locais para nidificação
intensidade luminosa
pressão predatória
densidade populacional
limitam a distribuição
das espécies
cada espécie apresenta
um limite de tolerância
para cada variável
(fator limitante)
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
A superposição das dimensões espacializadas dessas
variáveis constitui o nicho ecológico.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG
Qualquer condição que se aproxime ou exceda os limites
de tolerância, é uma condição limitante ou fator limitante.
LEI DA TOLERÂNCIA DE SHELFORD
Cada ser vivo apresenta, em função dos diversos fatores
ecológicos, Limites de Tolerância, entre os quais situa-se seu
ótimo ecológico.
A existência e o sucesso reprodutivo de um organismo
depende do conjunto integral de um complexo de
situações.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Princípios da Lei da Tolerância de Shelford:
1. Os organismos podem ter uma amplitude larga de tolerância
para um fator e estreita para outro fator;
2. Os organismos com amplitude larga de tolerância para todos os
fatores são os que tem maiores possibilidades de uma ampla
distribuição;
3. Quando as condições não são ótimas para uma espécie (para
um determinado fator ecológico), os fatores ecológicos podem
ser reduzidos a outros fatores;
Ex.: Quando o Nitrogênio do solo é limitante, a resistência de umvegetal x à secura diminui. Necessário mais H2O para evitar o
ressecamento, a níveis baixos de Nitrogênio.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Princípios da Lei da Tolerância de Shelford:
4. Os organismos não vivem na natureza nos níveis ótimos em
relação a um determinado fator. Observou-se que outro ou
outros fatores têm maior importância.
Ex.: algumas orquídeas tropicais desenvolvem-se melhor à luz solar do
que à sombra. Na natureza, elas crescem apenas à sombra, sendo que
não podem tolerar o aquecimento da luz solar direta. Interações
como competição, parasitas, ... impedem que elas aproveitem as
condições físicas ótimas.
5. O período reprodutivo é crítico e durante o qual é mais
provável que os fatores ambientais sejam limitantes, ou seja, os
limites de tolerância são mais estreitos nessas fases.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Em biogeografia, o conceito de nicho é considerado em
duas dimensões:
NICHO FUNDAMENTAL área total onde se encontram o
conjunto de condições em que o indivíduo vive e se
reproduz.
NICHO REALIZADO ou EFETIVO parte do nicho fundamental
ocupada realmente pela espécie.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Espécies confinadas devido a:
interações competitivas
livrar-se de predadores
barreiras geográficas
Ex.: oceanos, cordilheiras etc..
Impedem a dispersão dos organismos para as demais
áreas do nicho fundamental.
A existência de insetos polinizadores, aves e animais como
dispersores de sementes também influi na distribuição.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Os organismos podem apresentar um intervalo de tolerância
variável para diferentes fatores, como: água e temperatura.
Em determinadas condições um organismo pode suportar
melhor a escassez de água, mas ser pouco tolerante a
mudanças de temperatura.
Espécies que possuem largas faixas de tolerância EURI
espécies cosmopolitas.
Espécies que possuem pequenas faixas de tolerância
ESTENO espécies endêmicas.
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
As espécies cosmopolitas apresentam amplos limites de
tolerância para diversos fatores.
As espécies endêmicas apresentam limites de tolerância
estreitos, seja para um fator ou conjunto de fatores.
Espécie exótica - invasora
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Espécies Exóticas toda espécie que se encontra fora de
sua área de distribuição natural, isto é, que não é originária
de um determinado local.
Espécie Invasora uma espécie exótica que prolifera sem
controle e passa a representar ameaça para espécies
nativas e para o equilíbrio dos ecossistemas que passa a
ocupar e transformar a seu favor. Pode representar risco até
às pessoas.
Segunda maior ameaça à perda de espécies nativas
Fatores que influenciam na
distribuição da vida
Espécie Invasora
1. Adaptam-se às condições do ambiente no qual se inserem
Vantagens competitivas naturais:
2. Ausência de predadores naturais
Multiplicam-se e degradam os ecossistemas empobrecer ehomogeneizar os ecossistemas
Competem com as espécies nativas (território, água e alimento)
Fatores que influenciam na
distribuição da vida Espécies invasoras coexistem no nicho efetivo de outras
espécies e quando atingem ambientes colonizáveis podem
ampliar seu nicho.
Espécies propensas à invasão também são mais generalistas, o
que amplia seu nicho efetivo.
Problemas relativos ao conceito de
Fatores Limitantes
A distribuição dos seres vivos sobre a terra é condicionada
por um conjunto de fatores.
Um único fator não limita o crescimento de uma população.
Há evidências que o estresse tem um papel fundamental na
definição dos limites de distribuição.
Ex: Muitas alterações ambientais não eliminaram os
organismos dos ecossistemas, mas estes sob condições de
estresse, em muitos casos são susceptíveis a doenças e são
menos produtivos.
Fatores Ecológicos / Ambientais
FATORES ABIÓTICOS
Fatores Climáticos:
Luz
Temperatura
Água
Fatores Edáficos:
Fatores Físicos
textura, estrutura, estabilidade
e hidratação dos solos.
Fatores Químicos
teor de calcário, pH, nitratos,
deficiências químicas nos solos.
FATORES BIÓTICOS
Interespecíficos:
Comensalismo
Protocooperação
Inquilinismo
Mimetismo
Mutualismo
Amensalismo
Competição
Esclavagismo
Herbivorismo
Parasitismo
Predatismo
Intraespecíficos: Colônias
Sociedades
Canibalismo
Competição
Fatores Ecológicos / Ambientais
FATORES PALEOGEOGRÁFICOS E PALEOCLIMÁTICOS
Evolução biológica e geológica terra;
Variações climáticas quaternárias: importância paleo-
ecológica;
Paleodistribuição e distribuição geográfica atual.
FATOR ANTRÓPICO
Fatores Ecológicos / Ambientais
LUZ
Distribuição da energia luminosa em função da
latitude e altitude, estação do ano, da hora e do
estado da atmosfera.
A importância da luminosidade sobre as plantas varia
conforme a intensidade (fotossíntese) e
peridodicidade (fototropismos).
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
LUZ
Fotossíntese quanto maior a disponibilidade de luz,
melhor é a condição para a conversão da energia
luminosa em biomassa.
Classificação das plantas conforme a luminosidade:
a) Heliofilas vivem sob forte iluminação (plantas de
deserto e lugares altos).
b) espécies vegetais que tem um ótimo sob o máximo de
iluminação (100%), mas que podem viver sob até 40% de
iluminação).
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
LUZ
Classificação das plantas conforme a luminosidade:
c) Ciafíticas ou espécies vegetais adaptadas àsombra vivem sob uma iluminação média entre 20
e 40%.
d) Ciafíticas verdadeiras vivem sob uma cobertura
vegetal densa. Plantas de bosques sombrios e com
ótimo entre 5 e 10% de luz.
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
INFLUÊNCIAS DA LUZ:
Periodicidade da luz e ritmos biológicos na atividade diária e
sazonal de plantas e animais.
Periodicidade diária:
Planta onze horas, dama da noite, girassol.
Germinação de plantas: plantas de dias longos e curtos
Peridiocidade anual:
Desenvolvimento das gônadas
Floração
Germinação
Postura de ovos
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
Fotoperiodismo É a influência da duração do dia no
florescimento dos vegetais. A esse respeito as plantas
podem ser classificadas em três tipos:
Plantas de dias longos florescem geralmente no fim da
primavera e no verão, quando os dias são longos (HS).
A duração do dia tem que ser maior para que o vegetal
possa florescer.
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
Plantas de dias curtos São plantas que florescem
geralmente no início da primavera, quando os dias
são mais curtos (HS).
A duração do dia não deve ser tão grande para que a
planta possa produzir suas flores.
Plantas indiferentes Podem florescer em qualquer
época do ano, não dependendo da duração dos
dias.
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
Fotoblastismo É a influência da luz na germinação das
sementes.
Fotoblásticas positivas: só germinam na luz.
Fotoblásticas negativas: que só germinam no escuro.
TEMPERATURA
Determinação indireta das zonas climáticas em função do
aporte de energia que controlam a temperatura atmosférica que influencia:
Variações de pressão
Sistemas de ventos
Precipitações
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
TEMPERATURA
Distribuição análoga à distribuição da luz.
Ação fisiológica da temperatura: a vida de vegetais
e animais desenvolve-se entre determinados
parâmetros de temperatura, uma vez que a
velocidade de reação na transformação de
substâncias inorgânicas e orgânicas dobra com a
elevação da temperatura.
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
TEMPERATURA
A vida desenvolve-se da forma ativa entre -1,5°C e 55°C.
Temperaturas mais baixas ou mais elevadas são suportadas
apenas em forma latente.
A maioria dos organismos tem um ótimo de temperatura para
as sua reações metabólicas.
Nas plantas a temperatura é necessária para respiração e
fotossíntese.
Reações comportamentais à mudança da temperatura:
Hibernação
Mudança na pelagem
Migração
Indolência e dormência
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
TEMPERATURA
Toda a planta tem uma temperatura mínima, abaixo da qual
não sobrevive; uma temperatura ótima, onde seu
crescimento é maior, e uma temperatura máxima, que lhe
causa a morte.
O efeito letal do frio nem sempre é provocado pelo
congelamento da seiva mas, muitas vezes, pela falta de
água que provoca.
Por outro lado, as altas temperaturas não só provocam uma
perda excessiva de água, como inativa enzimas
indispensáveis para a manutenção da vida.
Fatores Ecológicos / Ambientais –
Fatores Climáticos
Biogeografia de Ilhas
As condições físicas, a variedade de recursos, os
predadores, a variabilidade ambiental e, talvez,
outros fatores podem afetar o ponto de equilíbrio
entre espécies.
Áreas maiores apresentam um número maior de
espécies (relação espécie/área).
Teoria do Equilíbrio da Biogeografia de Ilhas(MacArthur e Wilson, 1967)
Biogeografia de Ilhas
Argumentam:
O tamanho da ilha e o grau de isolamento exercem papéis
importantes.
O número de espécies na ilha é definido pelo balanço de
imigração e extinção.
O balanço é dinâmico com espécies continuamente se
extinguindo e sendo substituídas pelas mesmas espécies ou
por outras.
A taxa de imigração pode variar com o tamanho da ilha e o
isolamento.
Biogeografia de Ilhas
Considerações básicas - Ilha
Espécie/área
Predação/Competição
Exclusão competitiva
Imigração e Extinção de espécies
A riqueza (número de espécies) diminui com o aumento do
isolamento da ilha
probabilidade de uma espécie chegar a uma determinada ilha é
inversamente proporcional à distância entre a ilha e o continente
Biogeografia de Ilhas
A probabilidade de extinção de uma espécie varia em
função do tamanho da ilha.
O número de espécies em uma ilha representa um equilibro
entre a taxa de colonização e a taxa de extinção.
Biogeografia de Ilhas
O equilibro no número de espécies depende da extensão
territorial da ilha.
As taxas de extinção e imigração, que são influenciadas pela
distância da ilha ao continente.
Biogeografia de Ilhas
Isolamento um dos principais fatores para que ocorram
mudanças evolutivas.
Ex.: Ilhas Galápagos
Flora - América do Sul
378 colonizações:
- 60% por aves
- 31% pelo vento
- 9% pelo mar
Biogeografia de Ilhas
Ilhas são mais pobres em espécies que as comunidades
continentais equivalentes (fontes).
Riqueza da ilha depende da riqueza da fonte.
Porque a fonte tem sempre maior riqueza de espécies que as
ilhas?
MAIOR TAXA DE EXTINÇÃO
Biogeografia de Ilhas
Efeitos de catástrofes (erupções, tsunami, incêndios) mais
duradouros
Refúgios escassos
Pouca oportunidade de fuga
Difícil recolonização após extinção
Organismos que chegam podem não se adaptar aos diferentes
estresses bióticos e climáticos da ilha.
População pode não possuir a diversidade genética necessária
para lidar com mudanças ambientais.
Pequenas populações são mais susceptíveis a mudanças
genéticas aleatórias não-adaptativas.
Biogeografia de Ilhas
Aplicações da Teoria da Biogeografia de Ilhas:
Topos de montanhas
Cavernas
Fragmentos de vegetação
Plantas isoladas em desertos
Biogeografia de Ilhas
A conquista de um novo nicho ecológico, em que não hácompetidores permite que a espécie se torne
permanentemente adaptada a um novo modo de vida
hábitos alimentares, comportamentais.
Processo requer longos períodos – ilhas grandes e estáveis
Ex.: Pássaros do Havaí.
Biogeografia de Ilhas
• Originalmente nectívoros
• Radiação adaptativa nas ilhas
• Variadas dietas:
néctar
néctar-insetos
insetos
Biogeografia de Ilhas
Radiação adaptativa fenômeno evolutivo pelo qual se
formam várias espécies a partir de uma mesma espécie
ancestral, da qual diversos grupos se separaram, ocupando
simultaneamente, vários nichos ecológicos e eventualmente
dando origem a várias espécies diferentes.
Exemplo mais conhecido:
Tentilhões de Darwin
Pirâmide Ecológica Representam, graficamente, o fluxo de energia e matéria
entre os níveis tróficos no decorrer da cadeia alimentar.
Cada retângulo representa, de forma proporcional, oparâmetro a ser analisado Como ocorre redução de
matéria e energia em cada nível trófico, essas representações
adquirem o formato de pirâmides.
PIRÂMIDE DE NÚMEROS
PIRÂMIDE DE BIOMASSA
PIRÂMIDE DE ENERGIA
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE NÚMEROS
Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico
da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade
necessária para a dieta de cada um desses.
Carnívoros
Herbívoros
Autótrofos
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE NÚMEROS - divida em três tipos
Presa-Predador: o número de indivíduos decresce do primeiro
ao último nível trófico da cadeia alimentar, então a pirâmide
adquire um formato tradicional.
1000
Plantas
300
Gafanhotos
20
Aves
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE NÚMEROS - divida em três tipos
Parasita-Hospedeiro: o número de indivíduos cresce do
primeiro ao último nível trófico da cadeia alimentar, e o
formato é uma pirâmide invertida.
1
Bananeira
5
Macacos
1000
Carrapatos
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE NÚMEROS - divida em três tipos
Mista: o número de indivíduos, em cada nível trófico,
depende da relação que ocorre entre eles - seja presa-
predador, parasita-hospedeiro, ou outras. Seu formato torna-
se disforme.
3
Ipês
1000
Besouros
20
Aves
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE BIOMASSA
Massa corpórea dos indivíduos da cadeia alimentar.
Resultado similar ao da pirâmide de números produtores
com maior biomassa e constituindo a base da pirâmide -
biomassa decresce nos níveis superiores.
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE BIOMASSA
Como na Pirâmide de Números, a Pirâmide de Biomassa, em
alguns casos também pode ser caracterizada como uma
pirâmide invertida, já que há a possibilidade de haver, por
exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico,
alterando tais proporções.
Fitoplâncton
Zooplâncton
Peixes
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE ENERGIA
A energia solar captada pelos produtores vai se dissipandoao longo das cadeias alimentares sob a forma de calor
uma energia que não é utilizada pelos seres vivos.
O nível energético mais elevado, nos ecossistemas terrestres,
é constituído pelas plantas clorofiladas (produtores). O
restante do ecossistema fica inteiramente dependente da
energia captada por eles.
O nível imediato é constituído pelos herbívoros. Um herbívoro
obterá, portanto, menos energia das plantas clorofiladas do
que estas recebem do Sol.
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE ENERGIA
O nível seguinte corresponde ao dos carnívoros. Apenas
parte da energia contida nos herbívoros transitará para os
carnívoros.
As cadeias alimentares estão geralmente limitadas a 4 ou 5
níveis tróficos, porque há perdas de energia muito
significativas nas transferências entre os diferentes níveis.
A quantidade de energia que chega aos níveis mais
elevados já não é suficiente para suportar ainda outro nível
trófico.
Pirâmide Ecológica
PIRÂMIDE DE ENERGIA
Quanto mais curta for uma cadeia alimentar, maior será,
portanto, o aproveitamento da energia.