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Ecologia: conceitos e subdivisões
Universidade Federal de Minas GeraisEcologia Energética – 10/2004
Cecília Gontijo Leal
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Ecologia: Histórico e Conceito
• Interesse prático do homem pela ecologia Sociedade primitiva: sobrevivência intimamente ligada ao conhecimento do meio ambiente (forças da natureza, plantas animais) ao qual o homem fazia parte.
• O termo Ecologia foi cunhado pelo biólogo alemão Ernst Haeckel em 1866: “estudo das relações de um organismo com seu ambiente inorgânico e orgânico, incluindo as relações amistosas e agonísticas com as plantas e animais com que convive”.
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• Etimologia: do grego oikos = casa, e logos = estudo.
• O termo tornou-se popular com o surgimento dos movimentos ambientais em 1960 e 1970;
• Em português, apareceu pela primeira vez em Pontes de Miranda, 1924, "Introdução à Política Científica".
• O conceito original evoluiu até o presente no sentido de designar uma ciência, parte da Biologia, e uma área específica do conhecimento humano que trata do estudo das relações entre os organismos e com todos os demais fatores naturais e sociais que compreendem seu meio.
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Ecologia: uma ciência interdisciplinar
Bioquímica
ECOLOGIA
Zoologia
Botânica
Evolução
Etologia
Geociências
Fisiologia
Hidrologia
Genética
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Subdivisões modernas da ecologia
Ecologia HistóricaEcologia Energética
Ecologia de PaisagemEcologia de Ecossistemas
EcofisiologiaEcologia do Comportamento
Ecologia de Populações Ecologia de Comunidades
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Ecologia Histórica• Estuda as causas e fenômenos responsáveis pela formação de
paisagens, comunidades. Tenta explicar o atual com base em evidências do passado.
• Artigo publicado na Science (19/09/03, pp. 1.710-1.714) ecologia histórica e fisionomia sócio-política da Amazônia pré-colombiana.
• Abalar a idéia de que a Amazônia por volta do descobrimento era quase um vazio humano, ocupada por tribos pequenas, esparsas e móveis.
• A região do alto Xingu era densamente povoada, com grandes aldeias, habitadas por milhares de pessoas e interligadas por imponentes estradas “floresta cultural”
• O ápice desta estrutura se deu por volta do descobrimento e o início da decadência, por volta de 1600 -1700 com os primeiros contatos com os colonizadores.
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Imagens feitas por satélite empregadas pelos pesquisadores. Em A, duas aldeias pré-descobrimento unidas por estradas – nos detalhes, é possível ver a praça central e, em vermelho, as valas de proteção. Em B, estrutura radial de uma antiga aldeia, com as valas de proteção (vermelho, no detalhe) e estradas e caminhos que chegam à praça central.
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Ecologia Energética
• Estuda o fluxo de energia através dos diferentes níveis tróficos que compõem um ecossistema.
• Modelo trófico-dinâmico de Cedar Bog Lake em Minnesota, EUA. Representa uma comunidade através do fluxo de energia entre os diferentes compartimentos desta comunidade.
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a) A respiração é proporcionalmente maior em organismos heterotróficos b) A relação entre energia utilizada / não utilizada é diferenciada entre produtores primários e secundários c) É baixa a eficiência das trocas energéticas entre diferentes níveis tróficos.
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Ecologia de Paisagem
• Paisagem: área composta por diferentes fragmentos, caracterizada por diferentes organismos e ambientes.
• Lida de forma integrada, com as paisagens naturais e as produzidas pela ação humana trabalho articulado com a ecologia urbana, industrial e rural
• Trata das relações que se rebatem no território e no uso e ocupação do solo.
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A) Mapa (Wiscosin) mostrando a distribuição e conectividade de lagos e riachos (vermelho) e áreas alagadas (cinza) dentro do ambiente terrestre (branco).
B) Imagem de satélite (Wiscosin). Em preto, lagos e áreas alagadas; em vermelho, a vegetação e em branco, a cidade.
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Ecologia de Ecossistemas
• Estuda o fluxo de energia e matéria através dos organismos e seu meio.
• O que é ecossitema? – Unidade espacial da Terra e todos os organismos
ali residentes juntamente com o meio abiótico (Linkens, 1992)
• Diversidade de conceitos;• Difícil delimitar um ecossistema;• Podem ser classificados quanto à latitude
(floresta temperada, tropical), fisionomia (savana, tundra), terrestre/aquático.
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A) Daphnia pulexB) Daphnia dubia,
Tropocyclops, Keratella e Kellicottia
As duas comunidades possuem a mesma biomassa mas seus papeis no ecossistema são diferentes: A consome mais espécies de fitoplâncton e B recicla fósforo numa taxa mais elevada.
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A) Modelo desenvolvido por Odum em 1957 para representar o fluxo de energia do sol para os organismos fotossintetizantes, herbívoros e carnívoros.
B) Fluxo de fósforo (em Kg.) entre os organismos de um lago
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Ecofisiologia
• É o estudo da interação dos organismos com o meio ambiente e como isto influencia os processos bioquímicos e expressa adaptações e comportamentos que garantem a homeostase e sobrevivência.
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Modelo “bio- energético” desenvolvido por Mitsch & Gosselink em 1986. O modelo utiliza os processos metabólicos (perda e ganho de energia) para inferir sobre sobrevivência, produção e distribuição dos organismos
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Ecologia do Comportamento
• Estuda o papel que um padrão de comportamento ou estrutura tem na sobrevivência e reprodução animal;
• O comportamento é visto como uma adaptação favorecida pela seleção natural;
• Vários conceitos e controvérsias:– “qualquer coisa que um animal faz”– as plantas não são incluídas mas possuem
estratégias reprodutivas, de alocação de recursos, de atração de polinizadores, etc.
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Dois coleópteros machos lutando pelo acesso à fêmea. Os “chifres” são usados para arremessar o oponente.
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Ecologia de Populações
• Um dos enfoques é em como e por que as populações mudam em tamanho e ocupação espacial ao longo do tempo.
• Grupo de indivíduos da mesma espécie que ocupa determinada área.
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A) População mundial de 1770 até o presente.
B) Dinâmica populacional predador-presa.
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Ecologia de Comunidades
• Estuda os padrões e interações existentes em grupos ou agregações de diferentes espécies, partindo do princípio que a distribuição das espécies é influenciada por fatores biológicos (predação, competição etc) e ambientais (temperatura, umidade etc).
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História de crescimento da vegetação em uma floresta.
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Ecologia e as diferentes maneiras de olhar os organismos no meio
ambiente
Exemplo: Foto de uma paisagem rural
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• Ecologia de Paisagem: Como a disposição da floresta, do campo e da construção da fazenda podem afetar a habilidade dos cervos de se moverem entre os fragmentos de floresta?
• Ecologia de Ecossistema: Como ocorre o fluxo de fósforo no curso d’água?
• Ecofisiologia: O clima local é adequado para o plantio de milho?
• Ecologia de Comportamento: Como o tamanho, condição e idade dos “pássaros pretos” afetam sua habilidade de defesa territorial ao longo do curso d’água e como isso pode influenciar seu sucesso reprodutivo?
• Ecologia de Populações: Que fatores podem estar funcionando como controladores do tamanho da população de trutas do riacho?
• Ecologia de Comunidade: Quantas espécies de plantas nativas e de insetos existe na floresta, e existe diversidade suficiente de polinizadores para manter a diversidade de plantas?
• Ecologia Energética: Como ocorre o fluxo de energia entre as cadeias tróficas do riacho?
• Ecologia Histórica: Como se deu a formação dos fisionomias vegetais e como este processo foi afetado pela ocupação humana?
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Técnicas e Ferramentas
Ecologia de Paisagemsatélites, fotos, mapas, GIS
(Geographic Information Systems)
Ecologia de Ecossistemaanálises quantitativas químicas, calorímetro
Ecofisiologiarespirômetro, sensores de
luz, termômetro,
Ecologia de Populaçõespetrechos de coleta e amostragem, casa de
vegetação
Ecologia de Comunidadesguia de identificação de
espécies, quadrante
Ecologia de Comportamentogravador, equipamento de
vídeo, binóculo
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Ecologia e Evolução
• Evolução é um conceito presente em todas as áreas da Ecologia:
• Ecossistema: As taxas de transferência de energias das plantas para os animais é resultado da seleção natural?
• População: A coevolução entre espécies de presas e predadores determina a dinâmica populacional em ciclos?
• Energética: As cadeias e teias alimentares são moldadas pela seleção natural?
• Fisiologia: Como um organismo é adaptado para viver em determinado ambiente com valores limitados de temperatura, água e alimento?
• Comunidade: A grande diversidade de espécies nos trópicos está relacionada a menores taxas de extinção, maiores taxa de especiação ou outros fatores?
• Paisagem: Como o tamanho e distribuição espacial das ilhas afeta a evolução e especiação das espécies de pássaros?
• Histórica: A ação antrópica no meio teve/tem interferência no processo de seleção natural das espécies?
• Comportamento: O comportamento reprodutivo é moldado pelo seleção sexual? Como?
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Referências Bibliográficas
DODSON, S. I.; ALLEN, T.; CARPENTER, S.; IVES, A.; JEANNE, R.; KITCHELL, J.; LANGSTON, N. & TURNER, M. 1998. Ecology, Oxford. 434p.
PINTO-COELHO, R. 2000. Fundamentos em Ecologia. Artmed. Porto Alegre. 252p.
ODUM, E. P. 2001. Fundamentos de Ecologia. Fundação Calouste Gulbenkian. Lisboa. 927p.
SMITH, R. L. & SMITH, T. M. 1998. Elements of Ecology. B. Cummings Co. USA.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS E TÉCNICAS. NBR 6023. Informação e documentação: referências – elaboração. Rio de Janeiro: ABNT, 2000.
PINTO-COELHO, R. Disponível em: <http://www.icb.ufmg.br/~rmpc/energetica/MD3_A2.htg/> Acesso em: 04/out/2004
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS. Disponível em: www.abas.org.br/publicacoes/anais/seminarios/ anais/I_simp_inter_monit_autom_sist_agua/01.doc. Acesso em: 18/out/2004
CIÊNCIA HOJE. Disponível em: <http://www2.uol.com.br/cienciahoje/chmais/pass/ch199/umc.pdf> Acesso em: 18/out/2004