Sucessão ecológica

SINECOLOGIA
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Ecologia das comunidades - Sinecologia
AUTOECOLOGIA - INFLUÊNCIA SEPARADA DE CADA
FACTOR AMBIENTAL / ECOLÓGICO NAS
ESPÉCIES
DEMOECOLOGIA - INFLUÊNCIA DOS FACTORES AMBIENTAIS
/ ECOLÓGICOS NA DINÂMICA DAS
ESPÉCIES
SINECOLOGIA - INFLUÊNCIA DA DINÂMICA DAS ESPÉCIES
NAS COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS
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Ecologia das comunidades - Sinecologia
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Ecologia das comunidades - Sinecologia
COMUNIDADE ⇒ conjunto
de indivíduos de várias
espécies que coexistem
no tempo e no espaço e
que tendem a adquirir um
equilíbrio.
ECOSSISTEMA ⇒ conjunto formado pela comunidade biológica
e o ambiente abiótico. Inclui a teia trófica e o ambiente físicoquímico que fornece as condições ambientais apropriadas e que
actua tanto como fonte como sorvedouro de energia e de
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matéria.
Ecologia das comunidades e dos
Ecossistemas - Sinecologia
SINECOLOGIA - Estudo das relações entre as comunidades e
os ecossistemas da terra. Compreende:
Relações entre os indivíduos pertencentes a várias espécies de
uma comunidade – abundância, dominância, constância
e distribuição espacial.
Dinâmica das comunidades - evolução dos grupos de espécies
e a influência dos factores ambientais, sucessão
ecológica.
Transferência de energia e matéria entre os diversos
constituintes do ecossistema – teias tróficas e
pirâmides de energia.
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Factores que caracterizam as comunidades
⇒Forma e Estrutura do Crescimento –
P.ex. árvores, arbustos, ervas ⇒ diferentes formas de crescimento
determinam a distribuição vertical numa comunidade vegetal.
⇒Abundância Relativa/ Dominância –
⇒espécies dominantes – determinantes para as comunidades.
⇒Estrutura Trófica –
⇒ determina os fluxos de energia. P.ex. entre herbívoros e
carnívoros.
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Factores que caracterizam as comunidades
⇒Diversidade – quanto maior for a homogeneidade das
abundâncias das várias espécies (não há espécies dominantes),
maior é a Diversidade
⇒ quanto maior o nº de espécies, em princípio maior é a
Diversidade
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Diversidade em espécies
Conceitos de diversidade em espécies:
Riqueza em espécies: A comunidade A tem maior número de
espécies do que a comunidade B.
Heterogeneidade: As comunidades A e B têm o mesmo número de
espécies, mas a distribuição dos indivíduos pelas espécies, na
comunidade A, é mais uniforme. Esta comunidade tem maior
diversidade, segundo este conceito. A comunidade C tem o mesmo
padrão de distribuição que a comunidade B, mas maior n.º de
espécies, tendo por isso maior diversidade.
Equitabilidade: Quando as espécies na comunidade têm a mesma
abundância, a equitabilidade é máxima.
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Biodiversidade – Diversidade Biológica
Diversidade biológica:
Significa a variabilidade entre
os organismos vivos de
todas as origens (terrestres /
aquáticos) e os complexos
ecológicos dos quais fazem
parte. Compreende a
diversidade dentro de cada
espécie, entre as espécies e
dos ecossistemas
(Art.º 2º da Convenção sobre
a Diversidade Biológica)
http://www.diramb.gov.pt/data/basedoc/TXT_LI_61
71_1_0001.htm
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(Adaptado de Primack, 2002)
Quantas espécies existem?
(Adaptado de Primack, 2002)
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Quantas espécies existem?
(Adaptado de Primack, 2002)
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Factores que influenciam a riqueza em
espécies
Factores correlaccionados com padrões em larga-escala da riqueza
em espécies:
Factor
Isolamento
Latitude
Elevação
Profundidade
Precipitação
Sazonalidade
Maior riqueza em
espécies
Zonas Continentais
Trópicos
Baixa a média elevação
Zonas menos profundas
Húmido
Não sazonal
Menor riqueza em
espécies
Ilhas
Zonas polares
Média a alta elevação
Zonas mais profundas
Seco
Sazonal
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Variação da diversidade com a latitude
(in: Primack, 2002)
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Variação da diversidade com a latitude
Alterações em função
da latitude na riqueza
em espécies, nos
primeiros 2000 m da
coluna de água no
Atlântico Nordeste (20º
Oeste).
(in: Angel, 1994)
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Variação da diversidade com a profundidade
Alterações na riqueza em espécies com a profundidade, em quatro
grandes grupos taxonómicos, na região oceânica a Sudoeste da
Irlanda.
(in Angel,
15 1994)
Tipos de diversidade : α β γ
α3
α1
γ
β
α2
Gamma = Alpha + Beta
Beta = Gamma – Alpha
variação com isolamento
γ
β
α
Alpha diversity is the species richness (for some group) in
a patch of uniform habitat.
Gamma diversity is the species richness of a region (or a
political unit) composed of many kinds of habitats.
Beta diversity is the difference in species composition in
different habitats (Beta elevado significa diferenças
entre habitats e indicia especialização das espécies)
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Nichos ecológicos regulam a diversidade
In terms of resource partitioning, there are three different ways to pack more species into a community:
Increase the variety of resources (more niches)
Increase the similarity of species (more niche overlap)
- recursos utilizáveis pelo maior nº de espécies)
Increase specialization (decrease niche breadth)
- separação dos nichos)
ESPECIAÇÃO
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Diversidade e especiação
Especiação alopátrica – a especiação ocorre devido ao
isolamento geográfico.
Especiação parapátrica – especiação em populações
adjacentes com fluxo genético.
Especiação simpátrica – as espécies divergem embora
ocupem a mesma área geográfica. Por exemplo, insectos
que se tornam dependentes de diferentes plantas que
ocorrem na mesma área.
Efeito fundador ou especiação peripátrica – um
caso especifico de especiação alopátrica, em que
uma pequena população isolada dá origem a uma 18
nova espécie.
SUCESSÃO ECOLÓGICA
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Alterações nas comunidades - Sucessões ecológicas
Homeostase ou Clímax - factores de crescimento ≈ factores de resistência
Resiliência – período de tempo em que uma comunidade retorna a uma situação de equilíbrio depois de um impacto
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Sucessão ecológica
A sucessão ecológica corresponde à mudança gradual na
composição em espécies de uma determinada área.
Durante a sucessão, algumas espécies colonizam a área e tornamse mais abundantes, enquanto outras declinam ou desaparecem.
Há dois tipos de sucessão:
Sucessão primária: envolve o estabelecimento gradual das
comunidades bióticas em solos virgens.
Sucessão secundária: a mais comum, envolve o restabelecimento
de comunidades bióticas em áreas onde algum tipo de comunidade
biótica já existe.
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Sucessão ecológica
Nas fases iniciais da
sucessão a diversidade e
a biomassa aumentam.
Nos estádios intermédios
observamos uma grande
variedade de espécies, e
produtividades elevadas.
No climax há um
decréscimo da
diversidade e da
biomassa.
(Adaptado de Botkin e Keller, 2003)
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Sucessão e interacções entre espécies
Facilitação: As plantas dos primeiros estádios de sucessão
facilitam a fixação de espécies dos estádios finais.
Por exemplo, os pinheiros fornecem sombra e actuam como
“amas” para os carvalhos (oak).
Conhecer a facilitação pode ser útil na recuperação de áreas
degradadas. As plantas que facilitam a presença de outras devem
ser plantadas primeiro.
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(in: Botkin & Keller, 2003)
Sucessão e interacções entre espécies
Interferência:
Por vezes algumas plantas dos estádios iniciais
impedem a entrada de outras plantas, durante um
período de tempo.
Alguns tipos de ervas crescem densamente e impedem as
sementes de árvores de alcançarem o solo e germinarem.
(in: Botkin & Keller, 2003)
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Sucessão e interacções entre espécies
Sem interacção:
Poderá acontecer que as
espécies não interajam
entre si e que não ocorra
sucessão.
As espécies pioneiras não
ajudam, mas também não
interferem com outras
espécies. Pelo contrário, é o
ambiente físico que domina,
como acontece num deserto.
(in: Botkin & Keller, 2003)
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Sucessão ecológica terrestre
(in Miller, 2003)
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Sucessão ecológica terrestre
(in Miller, 2003)
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Sucessão primária - dunas
Sucessão primária numa área de dunas recém-formadas
As gramíneas constituem a comunidade pioneira em superfícies
inóspitas, como a areia de dunas, visto que os seus caules
rasteiros e raízes profundas possibilitam a colonização deste
tipo de substrato.
“Sand dune succession. From left to right: lake, beach, foredune,
cottonwood dune, pine dune, oak dune, beech-maple forest.
(in: http://gbn.glenbrook.k12.il.us/academics/science/staff/biology/Ecology/Succession.html)”
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Sucessão primária – dunas
Espécies como Ammophila arenaria permitem a
deposição gradual de partículas de areia
transportadas pelo vento, junto à raiz, e caules
aéreos, o que conduz à modificação do habitat.
Imagens: http://www.afleurdepau.com/Flore/poaceae/ammophila-arenaria/x.htm
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Sucessão ecológica aquática
Alterações na percentagem de cobertura de cinco espécies de
algas que colonizaram blocos introduzidos numa zona entre
marés:
As espécies dos estádios iniciais, frequentemente referidas
como espécies pioneiras, são geralmente caracterizadas por
taxas de crescimento elevado, reduzido tamanho, elevada
capacidade de dispersão (ou seja, espécies de estratégia r).
Pelo contrário, as espécies dos últimos estádios de sucessão
têm taxas de dispersão e de colonização menores, taxas de
crescimento menores, mas são maiores e têm ciclos de vida
mais longos (espécies de estratégia K).
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Sucessão ecológica aquática
Esquema simplificado da sequência de espécies que colonizam um sedimento
virgem tal como um solo recentemente dragado:
Imediatamente após a perturbação, encontram-se algumas espécies de pequenos
mas abundantes poliquetas. Estes são seguidos por moluscos detrítivoros de
superfície ou suspensivoros. Finalmente, são substituídos por espécies
herbívoras que vivem fundo no sedimento, se alimentam de depósitos enterrados
e oxidam o sedimento através das suas actividades..
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(in: Valiela, 1995)
Sucessão ecológica aquática
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Ecossistema – conjunto de várias comunidades
COMPONENTE ABIÓTICA – Ciclos biogeoquímicos
COMPONENTE BIÓTICA – AUTOTRÓFICOS
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Ecossistema – conjunto de várias comunidades
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Transferência de matéria e energia - Teia alimentar
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Pirâmides ecológicas
⇒ No processo de transferência entre níveis perde-se energia.
⇒ Quanto mais curta for a cadeia alimentar ou quanto mais
perto estiver o organismos do início da cadeia, maior é a
quantidade de energia à sua disposição.
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Teia alimentar vs. Pirâmide alimentar
⇒muitas interrelações
⇒ mais realista - dietas mudam com a idade
⇒difícil hierarquizar níveis tróficos
⇒ representação fácil
⇒boa hierarquização dos níveis troficos
⇒ representação muito estática
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Tipos de cadeia alimentares
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Teia alimentar – Bioacumulação
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Eficiência ecológica das cadeias
alimentares
Na transição entre níveis tróficos, perdem-se 80-90% da energia absorvida
⇒ Ecossistemas
terrestres - eficiência ecológica é de 10%
⇒ Ecossistemas
aquáticos - eficiência ecológica é de 20 %
MAIOR EFICIÊNCIA NOS ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS PORQUE:
1 - As cadeias ou teias alimentares de ecossistemas marinhos são normalmente mais reduzidas
2 - Não necessitam de produzir tantos elementos estruturais – água é um suporte
3 - Não necessitam de regular a temperatura de forma tão acentuada – menores amplitudes térmicas
4 - Produção primária fitoplanctónica mais facilmente absorvida que a produção primária terrestre.
Maior eficiência na absorção de diferentes formas de N pelo fitoplâncton
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Eficiência ecológica – produção primária e capturas pesca
Relação entre produção primária e capturas de pesca
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Ecossistema
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