RELAÇÕES BIÓTICAS

RELAÇÕES BIÓTICAS
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Interacções entre espécies:
COEVOLUÇÃO
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Interacções entre espécies: coevolução
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.
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Interacções entre espécies: coevolução
Coevolução - 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
A coevolução também inclui
relações de predador-presa e de
hospedeiro-parasita.
COEVOLUÇÃO
Coevolução difusa:
Uma espécie pode evoluir em resposta à interacção com
várias outras espécies, cada uma das quais está
também a evoluir em resposta a um grupo de espécies.
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Interacções entre espécies:
FACTORES BIÓTICOS
► 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
COEVOLUÇÃO
► melhor funcionamento da
comunidade maior especialização dos
organismos - separação de funções
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Interacções entre espécies e indivíduos:
+/-+/-/-
Tipos de Interacções
Predação - Carnivoria
Predação - Parasitismo
Predação - Parasitoidismo
Predação - Herbivoria
Competição
o/+/o
+/+
Vantagem (+)
Amensalismo (ex. alelopatia)
Comensalismo
Mutualismo (= simbiose)
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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Interacções entre espécies : Predação
Consumo de um organismo (presa) por outro (predador)
encontrando-se o primeiro vivo no momento do ataque
(Begon et al, 2006).
Tipos de predação
⇒ carnivoria
⇒ herbívoria (grazing)
⇒ parasitismo
⇒ parasitoidismo
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Interacções entre espécies : Predação
Evidências da existência de 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
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Interacções entre espécies : Predação
• Interacções
gerais entre predadores e presas
Os predadores determinam a
distribuição e abundância das
presas
FREQUENTE
Na Austrália, várias espécies de
canguru foram levada quase à
extinção devido à introdução da
raposa vermelha. Na ausência de
raposas as colónias recuperavam
rapidamente.
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(in Krebs, 2001)
Interacções entre espécies : Predação
• Os
predadores determinam a distribuição e abundância das
presas
Distribuição geográfica do
canguru-rato. Esta espécie
foi quase extinta devido à
introdução da raposa
vermelha, ficando restrita a
três ilhas onde não existia
a raposa (in: Krebs, 2001).
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Interacções entre espécies : Predação
• Interacções
gerais entre predadores e presas
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 : Predação
Predador obrigatório ou superespecializado
(in: Ferrer & Negro, 2004)
Distribuição mundial das águias imperial. A espécie ibérica divergiu da
euroasiática na última glaciação e especializou-se em coelhos.
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Interacções entre espécies : Predação
Predador obrigatório ou superespecializado
(in: Ferrer & Negro, 2004)
Distribuição mundial dos linces. A espécie ibérica divergiu da
euroasiática na última glaciação e especializou-se em coelhos.
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Interacções entre espécies : Predação
• Interacções gerais entre predadores e presas
As presas determinam a distribuição e abundância dos predadores
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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Interacções entre espécies : Predação
• Factores que determinam a selecção das presas
(e dieta do
predador)
1 - características
morfológicas do
predador
Exemplo: variação da
composição do
alimento em função
do comprimento de
salmões
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Interacções entre espécies : Predação
• Factores que determinam a selecção das presas
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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Interacções entre espécies : Predação
• Factores que determinam
a selecção das presas
3- Energia obtida com as
presas
Esta ave selecciona claramente um
tamanho de presa média, que é
capturada 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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Interacções entre espécies : Predação
• Factores que determinam a selecção das presas
3 — energia obtida com as presas
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Interacções entre espécies : Predação
CARNIVORIA
► acção de um organismo que se
alimenta do outro e o mata
► o carnívoro consome diferentes
tipos de presas
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Interacções entre espécies : Predação
CARNIVORIA
consequências para coevolução
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)
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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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Interacções entre espécies: Predação
HERBIVORIA
► os herbívoros removem apenas parte da “presa” sem
provocar a morte
► provoca impacto sobretudo a longo prazo
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Interacções entre espécies: Predação
HERBIVORIA
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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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Interacções entre espécies : Predação
PARASITISMO
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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Interacções entre espécies : Predação
PARASITISMO
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Interacções entre espécies : Predação
• Exemplos de parasitismo
Copépode parasita preso à barbatana de atum.
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Interacções entre espécies : Predação
• Exemplos de parasitismo
Peixe parasitado por lampreias
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Interacções entre espécies : Predação
PARASITOIDISMO
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
utilizado na luta biológica
(Ex.: vespas e moscas)
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Modelos de Predação
População de presas dependente da capacidade de
sustento do meio, na ausência de predadores:
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Modelos de Predação
Modelo de LOTKA e VOLTERRA - simula as flutuações de
abundância entre as populações de predadores e de presas.
(in: Krebs, 2001)
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Modelos de Predação
Modelo de LOTKA e VOLTERRA - explica as flutuações de abundância entre as
populações de predadores e de presas.
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Interacções entre espécies : Competição
• Factores de competição
nos animais
► alimento
► para reprodução
selecção sexual
► espaço
nas plantas
► espaço
► luz
► nutrientes
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Interacções entre espécies : Competição
• Competição intraespecífica
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Interacções entre espécies: Competição
• Competição interespecífica
• Competição interespecífica
Experiência de Gause — demonstração do princípio de
Exclusão Competitiva:
duas espécies que vivam no mesmo nicho não podem
coexistir indefinidamente.
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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
Humidade: 14%
temperatura: 32,3ºC
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(in: Krebs, 2001)
Competição: influência para os indivíduos e espécies
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
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Competição: influência para os indivíduos e espécies
consequências no longo prazo,
no caso de não ocorrer extinção da espécie
perdedora:
Modificações adaptativas para redução da
competição — promovem uma melhor adaptação ao
meio e maior sobrevivência no futuro
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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
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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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Alelopatia : formas de libertação dos produtos
alelopáticos
A
B
C
(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
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são absorvidos pelas raízes das plantas circundantes.
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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
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
Exemplos de alelopatia: (A) Casuarina e Allocasuarina ; (B) pinhal
e (C) plantas submersas
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Interacções entre espécies : Comensalismo
Organismos de espécies diferentes que vivem em
associação, em que uma espécie beneficia e a outra não
é afectada (não beneficia mas também não é
prejudicada — neutralismo).
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Interacções entre espécies : Comensalismo
O crinóide Promachocrinus kerguelensis fixa-se em cima de esponjas
Scolymastra 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).
In: http://www.nearctica.com/ecology/pops/commens.htm#egret
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
100
anémona.
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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 macrófita
causando 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
indivíduos interagem fisicamente e a
associação é indispensável para a
sobrevivência
Mutualismo não simbiótico
indivíduos têm vidas
independentes mas dependem
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uns dos outros
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Interacções entre espécies : Mutualismo
simbiótico
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.
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Interacções entre espécies : Mutualismo
simbiótico
Pinheiros ► "recebem" o
fósforo fixado pelos fungos
Fungos ► obtêm os hidratos de
carbono
necessários
para o seu desenvolvimento.
Micorriza de pinheiro Pinus sylvestris
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Interacções entre espécies : Mutualismo
simbiótico
Associação simbiótica entre uma diatomácea
filamentosa 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 algas
que 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.
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