1 historia da ecologia aula 1
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Breve História da Ecologia
Pós-Graduação em Ecologia de Ecotonos
UFT
Fernando M. Pelicice
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O que é ecologia?
“ciência que procura compreender, predizer e explicar a distribuição dos organismos no planeta”
“ciência que estuda as relações da vida”
“entre as ciências, é a mais abrangente”
(Peters, 1991)
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Estrutura consolidada
Questões
Estrutura conceitual
Estrutura teórica
Conjunto empírico
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Institucionalizada
Sociedades oficiais
Congressos e encontros
Ensino formal
Periódicos
Comunidade Científica
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Como a ecologia surgiu?
Conhecimento ecológico é antigo
acompanha a humanidade
coletor, caçador, agricultor
mais empírico, menos intencional
menos científico
não menos valioso
pouco organizado
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Como a ecologia surgiu?
Existe um marco no tempo?
Grécia antiga?
Idade Moderna?
Ecologia Moderna
Século XX
Ciência recente~ 100 anos
Ciência ecológica
Idade Média?
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Desenvolvimento da ecologia
1. Antiguidade
2. Período Medieval
3. Idade Moderna
4. Ecologia Moderna
(gregos ao Império Romano)
(teologia natural)
(biogeografia + evolucionismo)
(consolidação)
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Antiguidade
1
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Grécia Antiga
~600 a.C. - ~300 a.C.
Formação das Pólis
Diversas ilhas e Atenas
Primeiros filósofos
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Pré-Socráticos
Rompimento com o mito
Explicação racional do mundo
Contribuição para a ecologia?
Busca do princípio fundamental
Origem de tudo
Explicar o mundo
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Pré-Socráticos
Tales
ÁGUA
Anaximandro
ÁPEIRON
Anaxímenes
AR
Pitágoras
NÚMERO
Heráclito
FOGO
Parmênides
SER
Demócrito
ÁTOMO
Empédocles
4 ELEMENTOS
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Heródoto
Elementos para o Balanço da Natureza
Pai da História
Pensamento grego: perfeição
Providência, Criador
~ 400 a.C.
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Aristóteles
Discípulos - Teofrasto
Observações sobre biologia e HN
Liceu em Atenas
Maior contribuição do período
384 – 322 a.C.
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Comportamento, reprodução e alimentação
Morfologia e função dos órgãos e estruturas
> 500 animais e 500 vegetais
Elementos do Balanço da Natureza
Distribuição e hábitats
Contribuição para a ecologia?
Scala Naturae
Abiogênese
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Museu de Alexandria
Pouca relevância
Matemática, física, astronomia e medicina
Pedanios Dioscorides (~70 d.C.)
537 spp. de plantas
Manuais farmacêuticos
Período Helenístico
Contribuição para a ecologia?
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Grande Contribuição?
Balanço da Natureza
Conceito que influencia até hoje
Existência de harmonia, ordem, equilíbrio
Tudo em seu lugar
Noção de um Criador
Noção de perfeição
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Idade Média2
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Idade Média (~ 500 – 1500)
Europa como centro cultural
Formação de feudos e monarquias
Sociedade fragmentada, agrária
Reforma geral
Igreja cristã assume
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Cristianismo como religião oficial
Igreja Católica Romana = Estado
Período de trevas para o conhecimento
Criação das cidades e universidades (~1000)
Mundo é cristão
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Monge-Filósofo
Teologia Cristã
Fé > Razão
Sagradas Escrituras
Sacerdote como sábio e filósofo
Sabia ler
Preservaram acervos em mosteiros
Dogmática
Limitações à investigação
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Platonismo
Revelação divina
Santo Agostinho (~350)
Aristóteles
Razão como instrumento
São Tomás de Aquino (~1200)
Teologia medieval
Meio de contemplar a obra do Criador
Papel dos sentidos
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Teologia Natural
Criacionismo
Perfeição das criaturas
Harmonia nas relações
Balanço da Natureza
Natureza estática
Homem – mais perfeita criação, filho de Deus
Espécies imutáveis
Contemplação da criação
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Grande Contribuição?
Balanço da Natureza
Teologia Natural
Deixou uma cosmologia a ser trabalhada
Explicar o Balanço da Natureza
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Idade Moderna
3
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Revolução Científica
Século XV - XVII
Contestação geral dos dogmas
Questiona a filosofia medieval
Bacon, Descartes, Galileu, Kepler, Newton
Renascimento da Racionalidade
Diversas universidades
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Iluminismo
O conhecimento é possível
Novo impulso à investigação racional
Solidificação do movimento científico
França (XVIII)
Reorganizar o mundo
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Descoberta da biodiversidade...
Grandes Navegações (XV em diante)
Profusão de Naturalistas viajantes
Profusão de Museus
Coleções
Novas questões
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Controle das populações?
Fatores que influenciam natalidade e mortalidade?
Relação entre as espécies?
Povoamento da Terra antes do Dilúvio?
Dispersão depois do Dilúvio?
Terra era eterna?
Adaptações?
Sentido das pragas bíblicas?
Fósseis?
Distribuição das espécies?
Diferenças geográficas?
Novas questões...
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Balanço da NaturezaTeologia Natural
Estímulo àinvestigação
Novo contextoNovas questões
+
+
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Século XVIII
Teologia Natural
Oeconomia Naturae (1749)
Pai da ecologia?
Carl Lineu
Iluminista
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Interdependência das espécies
Estudar a Criação
Propagação, preservação e destruição
Apelo por uma HN organizada
Oeconomia Naturae (1749)
Tudo é importante – marca do Criador
Intervenção da Providência
Balanço da Natureza
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“Tudo o que cai sob nossos sentidos, tudo o que se apresenta ao nosso espírito e que merece ser observado, por sua disposição, concorre para manifestar a obra de Deus, isto é, para produzir o fim que Deus quis como finalidade última de todas as suas obras.”
Contemplar a criação...
“(...) mesmo que não queiramos, por qualquer outro motivo, estar atentos às coisas criadas, devemos fazê-lo ao menos para a Glória do Supremo Criador.”
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“De acordo com o que nós sabemos, podemos julgar a importância que assume cada uma das Disposições da natureza ao ponto de, se uma só minhoca faltasse, a água estagnada alteraria o solo e o bolor apodreceria tudo. Se uma única função importante faltasse no mundo animal, seria de recear o maior desastre do universo (...) se nas nossas terras morressem todos os pardais, as plantações seriam presa fácil dos grilos e outros insetos. A América, privada de porcos, seria infestada de serpentes (...)”
Balanço da Natureza...
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Incentivo aos estudos de HN
Estudo da distribuição
Além das classificações e coleções
1. Geografia Botânica (Proto-ecologia)
Herança preciosa
Estudo das causas e padrões
Oeconomia Naturae...
2. Evolucionismo
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Lineu
Incentivo estudo em HN
Ideal iluminista
Geografia Botânica
Evolucionismo
Ecologia
Séc. XVIII
Séc. XIX
Séc. XX
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Geografia Botânica
Amplas coleções de espécies
A distribuição não era ao acaso
Naturalistas viajantes e em museus
Táxons nunca vistos
Século XIX
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Geografia das Formações Vegetais
Humboldtde Candolle (pai e filho)Grisebach
Geografia + Geologia + Botânica
Geografia Botânica
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Geografia Botânica
Fatores que determinam?
Distribuição das espécies e formações?
É possível classificar as formações?
Existem regularidades?
Solo, clima, altitude?
Fatores históricos?
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“Quando a botânica descritiva não fica circunscrita nos estreitos limites do estudo das formas e de suas reuniões em gêneros e espécies (...), ela conduz o observador (...), ora, para compreender as causas complicadas das leis que regulam essa distribuição, temos de aprofundar as variações de temperatura do solo irradiante e do oceano aéreo que envolve o globo.”
Humboldt, 1846
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von Martius (séc. XIX)
![Page 41: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/41.jpg)
História Natural científica
Busca de padrões e causas naturais
Explicativa
Quase-preditiva, quantitativa e experimental
Distancia do plano Providencial e Teologia Natural
Aproxima do plano Natural
Geografia Botânica
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Lineu
Incentivo estudo em HN
Ideal iluminista
Geografia Botânica
Evolucionismo
Ecologia
Séc. XVIII
Séc. XIX
Séc. XX
![Page 43: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/43.jpg)
Evolucionismo
Amplas coleções de espécies
Novas questões
Correspondências entre as formas
Século XIX
Novas idéias
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Evolucionismo
Distribuição das espécies vivas?
Fósseis?
Adaptações?
Traços de semelhança entre spp.?
Corrente Transformista
Erasmus Darwin, Lamarck, Saint-Hilaire, Chambers, Lyell, Wallace, Darwin
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“Origem das espécies”
Feito de elementos ecológicos
Interações entre espécies e meio
Haeckel (1866) ���� Oekologie
Aportes para a ecologia?
Predação e competição
Evolucionismo
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“Por ecologia entendemos a totalidade da ciência das relações do organismo com o meio ambiente, compreendendo, no sentido lato, todas as condições de existência.”
Haeckel (1868)
“(...) a ecologia (...) ciência da economia, do modo de vida, das relações externas dos organismos.”
Haeckel (1866)
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Aportes para a ecologia?
Evolucionismo
Diferenças importantes
Formação
Causas da vegetação
Presente
Botânica
Indivíduo e espécie
Evolução
Geológica
Zoológica
Foco
Processo
Escala
Grupo
Geografia Botânica Evolucionismo
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Aportes para a ecologia?
Evolucionismo
Não influenciou a Geografia Botânica
Evolucionistas usavam obras de Naturalistas
Ecologia nasce da Geografia Botânica (HN)
Evolucionismo encontra a Ecologia posteriormente
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Lineu
Geografia Botânica
Evolucionismo
Ecologia
Séc. XVIII
Séc. XIX
Séc. XXWarming
Cowles
Clements
Gleason
Tansley
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Geografia Botânica
Ecologia Moderna
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Ecologia Moderna4
![Page 52: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/52.jpg)
Fase 1. Formação da base científica (~ até 1950)
Fase 2. Enriquecimento teórico e conceitual (~ 1950 em diante)
Ecologia de comunidades, populações e ecossistemas
![Page 53: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/53.jpg)
Fase 1. Formação da base científica ~ até 1950
![Page 54: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/54.jpg)
Eugene Warming
Virada do século XX
Pesquisou no Brasil
Programa de pesquisas em ecologia
Fundador da Ecologia Moderna?
Insere “Ecologia” no título de sua obra
![Page 55: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/55.jpg)
3 – responder as seguintes questões:
- por que tem cada espécie um comportamento e um hábitat que lhe são próprios?
- por que se agrupam as espécies em comunidades?
- por que elas têm fisionomias características?
“A Ecologia procura:
1 – determinar quais são as espécies que se encontram geralmente associadas nos mesmos hábitats (estações).
2 – traçar a fisionomia da vegetação e da paisagem (...)
4- estudar os problemas respeitantes à economia das plantas, as suas exigências face ao meio e os processos que usam para tirar partido das condições ambientais e adaptar para esse fim sua estrutura interna e externa e sua forma geral. “
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1900-1912
Classificação das formações e associações vegetais
Fitossociologia
Braun-Blanquet & Du Rietz
Escola Européia
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1890 em diante...
Ecologia dinâmica
Sucessão ecológica
Pesquisa dos padrões e das causas
Escola Americana
Ecologia Vegetal
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História Natural
Ecologia científica
Explicar e predizer
Teórica
Quantitativa
Experimental
Institucional: congressos, periódicos, pesquisadores
Quadro Conceitual Laicizada
Materialista
Balanço da Natureza?
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McMillan, Cowles, Cooper, Clements, Gleason
Formulação de conceitos próprios
Associação, Sucessão, Clímax, Facilitação, Ecotono, Bioma
Ecologia de Comunidades
Ecologia Vegetal
Clements – Research Methods in Ecology (1905)
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Frederic Clements
Comunidade e Clímax
Balanço da Natureza e Organicismo
Determinística, previsível
Até ~1950
Resgate ~1950
Wittaker & Curtis
Comunidade?
Não-equilíbrio e variabilidade
Estocástica, imprevisível
Modelo Organicista
Modelo Individualista
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(A)
(B)
a
b
c
d
e
f
g
h
i j k
lm
a
b
c
de
f
g
h
i
j
GRADIENTE AMBIENTAL
AB
UN
DÂ
NC
IAA
BU
ND
ÂN
CIA
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Rastro da Ecologia vegetal
Mobius, Adams, Shelford, Elton
“A ecologia das sucessões é um dos raros campos da biologia nos quais a predição é possível.”
BIOECOLOGIA (1931)
Ecologia Animal
Começo tímido
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Shelford (1931)
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Shelford (1931)
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Shelford (1931)
Lei de Liebig � animais
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Animal Ecology (1927)
Ecology of invasions... (1958)
Charles Elton
Ecologia Animal
Conceitos e idéias novas
Expande Ecologia de Comunidades
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Pirâmide de números e biomassa
Cadeia alimentar
Tamanho x posição na cadeia
Ciclo predador x presa
Ecologia das invasões
Apelo para integrar animais e vegetais
Diversidade
Comunidade biótica
Nicho funcional
Ênfase na competição
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Princípio da exclusão competitiva
Georgii Gause
Reforça idéias de nicho e competição
Abordagem experimental
The Struggle for Existence (1934)
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Ecologia das formações vegetais
Ecologia animal
(Cowles, Clements, Gleason)
(Shelford, Elton)
+Ecologia de Comunidades
=
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Antecedentes na dinâmica humana
Malthus (1798) e Verhulst (1838)
Ecologia de Populações
Idéias antigas
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Motivações pragmáticas
Crescimento pop. humana
Pragas agrícolas e controle biológico (EUA)
Ciclos de parasitas
Manejo de recursos: caça e pesca
Século XX
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Raymond Pearl
Resgata Verhulst
Equação logística
Regulação: fatores internos e externos
~1920
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Modelagem
Modelos de competição
Modelos de predador x presa
~1920Lotka
Volterra
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Resgate de Verhulst
Quantificação das populações
(Pearl)
(Elton)
+
Modelagem(Lotka & Volterra)
+
Crescimento exponencial
(Malthus)
+
Ecologia de Populações
=
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Ecologia de Ecossistemas
Integração do meio biótico + abiótico
Antecedentes
Mobius (1877) � biocenose
Forbes (1880) � “Lake as a microcosm”
Elton (1927) � comunidade biótica e cadeia trófica
Shelford (1931) � bioecologia
Tansley (1935) � “ecossistema”
Juday (1940) � caloria como medida dos processos
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Arthur Tansley
Ecossistema
“Comunidade vegetal + animal + meio físico”
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Raymond Lindeman
Conceito vivo e não-vivo era arbitrário
Energia como integrador
Conceito trófico-dinâmico (1942)
Fluxo de energia e matéria
Relações tróficas
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Níveis tróficos:
Quantifica E e eficiência na transferência
Produtores
Consumidores
Decompositores
Raymond Lindeman
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Ecossistema
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Lago � Pântano � Floresta
Organicista
Ecossistema como unidade ecológica
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“As análises dos ciclos de relações tróficas indicam
que uma comunidade biótica não pode ser claramente diferenciada de seu meio ambiente
abiótico; a partir disso o ecossistema deve ser
considerado como a unidade ecológica mais fundamental.”
“O processo fundamental da dinâmica das relações
tróficas é a transferência de energia de uma parte do ecossistema para outra.”
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Fundamentals of ecology (1953)
Balanço de energia (Termodinâmica)
Integração de todos os processos (Cibernética)
Vertente holística
Eugene Odum
CTD Lindeman
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Feedback
Resiliência
Homeostase
Taxas
Cibernética
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Integração vegetal – animal
Integração biocenose – biótopo
(Mobius, Forbes, Elton, Shelford )
(Tansley)
+
Energia, conceito CTD, cibernética
(Juday, Lindeman, Odum)
+
Ecologia de Ecossistemas
=
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Fase 2. Enriquecimento teórico e conceitual~ 1950 em diante
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Competição e Nicho
Princípio da exclusão competitiva
Comunidade em equilíbrio
1950-1980
Estrutura das comunidades?
Similaridade limite (nicho)
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George Hutchinson
Nicho multidimensionalRealizado e fundamental
Por que tantas espécies coexistem?
Pequenas diferenças biológicas?
Décadas 50 e 60
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Nicho multidimensional
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![Page 97: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/97.jpg)
![Page 98: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/98.jpg)
Robert MacArthur
Estudos com competição
Similaridade limite
Partição de nicho – heterogeneidade ambiental
Estrutura das comunidades
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Distribuição de warbles
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Robert MacArthur
Estrategistas r e K
Diversidade x estabilidade do ecossistema
Abordagem hipotético-dedutiva
Diversidade, nicho e evolução
Biogeografia de Ilhas
![Page 101: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/101.jpg)
MacArthur & Wilson (1967)
![Page 102: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/102.jpg)
![Page 103: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/103.jpg)
Jared Diamond (1975)
Regras na formação das assembléias
Competição inter-específica
Como um quebra-cabeça
Ambientes insulares
AssemblyRules
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Só competição explica?
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Acaso
Connor & Simberloff (1979)
Modelos nulos
Contesta assembly rules
Padrões gerados ao acaso
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Predação
Regula diversidade de presas
Paine (1966)
Espécie-chave
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![Page 109: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/109.jpg)
Distúrbio
Connell (1978)
Hipótese do distúrbio intermediário
Impede dominância competitiva
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![Page 111: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/111.jpg)
Facilitação
Bruno et al (2001)
Efeito Allee
Espécie-fundadora
Porque a negligência?
Determina composição e diversidade
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Efeito Allee
![Page 113: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/113.jpg)
Espécie fundadora
![Page 114: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/114.jpg)
Não-equilíbrio
Comunidades em não-equilíbrio
Processos estocásticos e históricos
Múltiplos equilíbrios
Instabilidade ambiental
Variação como elemento
1970-1980
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Chase 2003
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Neutralidade
Teoria NeutraHubbell (1979, 2001)
Equivalência biológicaNicho é desconsiderado
Os mesmos padrões!!!
Acaso!
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K
Probabilidade:
b d m
N
Comunidade
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Bell (2001)
Neutra
Espécie x Range
Novo Mundo
Austrália
A. Norte
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Abundância x gradiente espacial
2 spp.
Neutra
Neutra
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Espécie x Área
Neutra
Aves UK
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Meta-comunidades
Estrutura espacial
Patch dynamics concept
Diferentes modelos
Escalas maiores
Migração e distúrbio
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![Page 123: 1 historia da ecologia aula 1](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022052218/557e8301d8b42a7e0c8b45c6/html5/thumbnails/123.jpg)
Pearl (1920)
Nicholson e Lack (1930s)
Populações se ajustam às condições ambientais
Controle denso-dependente
Idéia de populações em equilíbrio
Competição intra-específica
Controle das Populações?
K
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Flutuações?
Elton (1930)Populações flutuamNão existe balanço
Andrewartha, Birch & Ehrlich (1950s)
Não existe balanço
Inúmeros fatores, em diferentes escalas
Importância das catástrofes e do meio
Forma simplista de ver o problema
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Porque populações flutuam?
Time lag
Estocasticidade ambiental e demográfica
K variável
Estrutura etária
Interações inter-específicas
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Robert May
Década de 1970
Modelo logístico simples
Crescimento discreto
Time lag
Comportamentos complexos
Caos determinístico
Teoria do caos
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Meta-populações
Levins (1960s) e Hanski (1980s)
Demografia e Migração
Estrutura espacial
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Macroecologia
Teoria metabólica
Alometria e tamanho do corpo
Manejo de recursos
Biologia da conservação
Ecologia funcional
Diversidade x estabilidade
Diversidade x func. ecossistema
Mecanismos de controle
Ecologia das invasões
Food webs
Ecologia preditiva
Outras linhas de pesquisa
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Elton (1927)
“Ecologia é um nome novo para um assunto muito velho”
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Ciência ecológica énova...
História recente
Objeto particular de estudo
Questões particulares
Rica em perspectivas
Metodologia plural
Estrutura conceitual e teórica
Quadro empírico
Institucionalizada