ECOLOGIA DE POPULAÇÕES E RELAÇÕES ECOLÓGICAS

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1 ECOLOGIA DE POPULAÇÕES E RELAÇÕES ECOLÓGICAS Antes de considerarmos como os ecólogos estudam as populações, precisamos saber de que modo eles definem populações. Uma população consiste nos indivíduos de uma espécie dentro de determinada área em certo intervalo de tempo. O número de indivíduos numa população pode variar com o suprimento de alimento, a taxa de predação, a disponibilidade de lugares para ninho e outros fatores ecológicos naquele habitat. Em qualquer momento no tempo, um ser vivo ocupa apenas um local no espaço e tem uma determinada idade e tamanho. Os membros de uma população, contudo, distribuem-se no espaço e diferem em idade e tamanho. A distribuição de idade dos indivíduos de uma população e a maneira como estes indivíduos espalham-se pelo ambiente definem a estrutura populacional. Os ecólogos estudam a estrutura populacional porque a distribuição espacial dos indivíduos e as suas idades influenciam a estabilidade das populações e afetam como estas populações interagem com outras espécies. O número de indivíduos de uma população por unidade de área (ou volume) constitui sua densidade populacional. A densidade populacional exerce fortes influências sobre como os indivíduos de uma população interagem uns com os outros e com populações de outras espécies. Cientistas que trabalham com agricultura, conservação ou medicina, normalmente tentam manter ou aumentar as densidades populacionais de algumas espécies (plantas cultivadas, animais utilizados para caça, espécies esteticamente atraentes, espécies ameaçadas de extinção) e reduzir a densidade de outras (pragas agrícolas, patógenos). Para manejar as populações, precisamos saber quais fatores fazem suas densidades aumentar ou diminuir e como eles funcionam. A estrutura de uma população se modifica continuamente porque eventos demográficos nascimento, mortes, imigração (movimento de indivíduos para dentro de uma área) e emigração (movimento de indivíduos para fora de uma área) são fatos comuns. O conhecimento de quando os indivíduos nascem e morrem fornece uma quantidade surpreendente de informações sobre uma população. O estudo das taxas de nascimento, óbito e movimentação, que criam a dinâmica populacional (mudanças na densidade e estrutura das populações), denomina-se demografia. Assim, pode-se observar que as populações apresentam um comportamento dinâmico, continuamente mudando no tempo por causa dos nascimentos, mortes e movimentos de indivíduos. Estes processos são influenciados pelas interações entre indivíduos e seus ambientes e uns com os outros. Estrutura populacional: padrões no espaço e no tempo Em qualquer momento no tempo, um organismo ocupa apenas um local e tem uma determinada idade. Os membros de uma população, contudo, estão distribuídos no espaço e diferem em idade e tamanho. Essas mudanças estão entre os componentes da estrutura populacional. Os ecólogos estudam a estrutura populacional em diferentes escalas espaciais, variando de subpopulações locais a espécies inteiras. Eles estudam o número e distribuição espacial dos indivíduos porque essas características influenciam a estabilidade das populações e afetam as interações entre espécies. A Geografia Levada a Sério Página 1

2 Há dois aspectos importantes na caracterização de uma população: a densidade populacional e a taxa de crescimento. No caso da espécie humana, o estudo estatístico do tamanho e da estrutura (relativa à idade e ao sexo dos indivíduos) das populações, assim como das variações desses parâmetros dentro delas, é chamado de demografia. Densidade é uma importante característica das populações O número de indivíduos de uma espécie por unidade de área (ou volume) é a sua densidade populacional. Os ecólogos estão interessados na densidade das populações porque populações densas frequentemente exercem fortes influências sobre os seus próprios membros bem como sobre as populações de outras espécies. Outros cientistas tais como aqueles que trabalham na agricultura, conservação ou medicina desejam manejar as espécies para aumentar (no caso das plantas cultivadas, espécies esteticamente atrativas ou espécies ameaçadas de extinção) ou diminuir (caso de pestes agrícolas e organismos transmissores de doenças) suas densidades. Para manipular a densidade populacional, devemos conhecer quais fatores fazem as populações aumentarem ou diminuírem de tamanho e como eles funcionam. Devido ao fato de que as espécies e seus ambientes variam, a densidade populacional é medida de várias maneiras. Geralmente, os ecólogos medem a densidade dos organismos em ambientes terrestres pelo número de indivíduos por unidade de áreas, mas o número por unidade de volume é uma medida geralmente mais útil para organismos aquáticos. Para espécies cujos membros diferem muito em tamanho, como ocorre com a maioria das plantas e alguns animais (tais como moluscos, peixes e répteis), a massa total de indivíduos sua biomassa pode ser uma medida de densidade mais útil do que o número de indivíduos. Os ecólogos que estudam a estrutura populacional também examinam a maneira como os indivíduos de uma população estão espaçados. Os indivíduos em uma população podem estar extremamente agregados, homogeneamente espaçados ou distribuídos aleatoriamente, como mostra a figura a seguir. As distribuições podem tornar-se agregadas ao acaso, quando indivíduos jovens permanecem próximos aos seus locais de nascimento ou quando parcelas de habitat adequados são ilhas separadas por habitat inadequado. O espaçamento relativamente homogêneo de muitas plantas é o resultado da competição por luz, água e nutrientes do solo. Entre os animais, a defesa do espaço é a causa mais comum das distribuições homogêneas. A Geografia Levada a Sério Página 2

3 Nascimentos, óbitos e movimentos de indivíduos direcionam a dinâmica populacional O conhecimento de quando os indivíduos nascem e quando eles morrem fornece uma quantidade surpreendente de informações sobre uma população. Nascimentos, óbitos e o movimento de indivíduos entre populações são eventos demográficos isto é, eles determinam o número de indivíduos em uma população. Os ecólogos medem as taxas em que esses eventos ocorrem, ou seja, o número de tais eventos por unidade de tempo. Essas taxas são influenciadas por fatores ambientais, pelas características bionômicas da espécie e pela densidade populacional. Taxa de natalidade e taxa de mortalidade A taxa de natalidade corresponde à velocidade com que novos indivíduos são adicionados à população, por meio da reprodução. A taxa de mortalidade corresponde à velocidade com que indivíduos são eliminados da população, por morte. Em ambas as taxas o fator tempo é importante. Em populações naturais, em geral, a taxa de mortalidade é mais alta em populações com alta taxa de natalidade. Uma população de ostras, por exemplo, produz milhares de ovos em cada estação reprodutiva, mas dentre estes, apenas alguns formam indivíduos que atingem a idade adulta ou reprodutiva. Nos grandes mamíferos, entretanto, a taxa de natalidade é menor do que as obtidas em populações de ostras, mas a taxa de mortalidade também é menor. Cada uma dessas taxas, isoladamente, diz pouco sobre o crescimento da população. Para isso, deve-se calcular seu índice de crescimento, assim definido: Quando a taxa de natalidade é alta e a de mortalidade é baixa, a população está crescendo e o índice de crescimento é maior que 1. Por outro lado, quando a taxa de A Geografia Levada a Sério Página 3

4 mortalidade é mais alta do que a de natalidade, a população está diminuindo e o índice é menor que 1. Na espécie humana, costuma-se expressar a taxa de natalidade como o número de crianças nascidas no período de um ano para cada habitantes da população. Analogamente, taxa de mortalidade é o número de óbitos (mortes) ocorridos no período de um ano para cada habitantes da população. Ao expressarmos o número de nascimentos ou de óbitos por habitantes, estamos "relativizando-os", ou seja, tornando-os comparáveis aos de outras populações. Por exemplo, se ocorreram dois nascimentos no ano em uma população de habitantes, a taxa de natalidade é igual a 2/1.000, o dobro da taxa de natalidade de uma população de habitantes na qual tenham nascido 4 pessoas no ano (4/4.000 ou 1/1.000). Curvas de crescimento populacional Qualquer população tem potencial para crescer indefinidamente. Se a mortalidade fosse zero, uma única bactéria, reproduzindo-se a cada 20 minutos, levaria apenas 36 horas para produzir descendência suficiente para cobrir toda a superfície da Terra. Um único paramécio poderia produzir, em alguns dias, uma massa de indivíduos correspondente a 10 mil vezes a massa da Terra. Um único casal de pássaros, chocando de 5 a 6 ovos por ano, ao final de 15 anos produziria 10 milhões de descendentes. Essa capacidade máxima de crescimento de uma população biológica denomina-se potencial biótico. Gráfico que mostra a curva de potencial biótico para uma pop ulação de microrganismos com índice de mortalidade zero, no período considerado, e na qual a população duplica a cad a hora. Gráficos com curva semelh ante são esperados para qualquer popula ção biológica. Esse tipo de curva é característico de um crescimen to em progressão geométrica, e m que, a intervalos iguais de tempo, o número de indivíduos da população dobra. em progressão geométrica, em que, a intervalos iguais A Geografia Levada a Sério Página 4

5 Em condições naturais, o potencial de crescimento de uma população é limitado pela disponibilidade de recursos como alimento, de espaço e de abrigo bem como pela ação de possíveis predadores, parasitas e populações competidoras. A esse conjunto de fatores que limitam o crescimento de uma população dá-se o nome de resistência do meio. A resistência do meio cresce proporcionalmente ao aumento da densidade populacional, até atingir um ponto em que as taxas de natalidade e de mortalidade são equivalentes e o número de indivíduos da população permanece mais ou menos constante ao longo do tempo. A curva de crescimento real de uma população, portanto, resulta da interação entre seu potencial biótico (isto é, sua capacidade de crescer) e a resistência imposta pelo habitat onde ele vive. Em uma representação gráfica, o crescimento de uma população a partir de uns poucos indivíduos iniciais descreve uma curva em forma de S (curva sigmóide), que ascende até o limite máximo de indivíduos que o ambiente consegue suportar. Denomina-se esse limite carga biótica máxima do ambiente. Gráfico que apresenta a curva de crescimento de uma populaçã o a partir de um pequeno número de indivíduo s iniciais. O aspecto da curva resulta da interação entre o potencial biótico da espécie e a resistência do meio. Fatores limitantes Recurso pode ser definido como qualquer substância ou fator que é consumido por um organismo e que sustenta taxas de crescimento populacional crescentes à medida que sua disponibilidade no ambiente aumenta. O consumo inclui mais do que apenas comer. Para animais sésseis, o espaço (lugares abertos disponíveis) é um recurso. Entre as cracas que crescem nas rochas na zona de mesolitoral, os indivíduos precisam de espaço para crescer, e as larvas necessitam de espaço para assentar-se e chegar à vida adulta. A aglomeração aumenta a mortalidade adulta e reduz a fecundidade pela limitação tanto do crescimento dos próprios adultos quanto pelo recrutamento (assentamento) de larvas. Os espaços abertos promovem a reprodução e o recrutamento, e os indivíduos consomem lugares abertos à medida que colonizam e crescem sobre eles. Lugares para esconderijo e outros lugares seguros constituem um outro tipo de recurso. Cada área de habitat tem um número limitado de buracos, frestas ou retalhos de cobertura densa nos quais os organismos podem escapar da predação ou buscar refúgio de um clima A Geografia Levada a Sério Página 5

6 rigoroso. À medida que alguns indivíduos ocupam os melhores lugares, outros devem se assentar em lugares menos favoráveis; consequentemente, eles podem sofrer uma mortalidade mais alta. Que fatores não são recursos? A temperatura não é um recurso. Temperaturas mais altas podem elevar as taxas de reprodução, mas os indivíduos não consomem a temperatura. Um indivíduo não muda a temperatura do ambiente em detrimento de outro. Recursos renováveis e não renováveis Os recursos podem ser classificados de acordo com a maneira pela qual seus consumidores os afetam. Os recursos não renováveis, como o espaço, não são regenerados. Uma vez ocupado, o espaço se torna indisponível; ele é repreenchido somente quando o consumidor o abandona. Por outro lado, os recursos renováveis são constantemente regenerados ou renovados. Os nascimentos em uma população de presas continuamente suprem itens alimentares para os predadores. A decomposição contínua de detritos orgânicos no solo proporciona um suprimento fresco de nitrato para as raízes das plantas. Recursos limitantes É considerado limitante todo e qualquer fator que iniba ou limite o desenvolvimento de qualquer espécie biológica. Estes fatores podem ser de natureza biótica ou abiótica, ou ainda surgir pela interação entre elementos desses dois componentes. O consumo reduz a disponibilidade tanto dos recursos renováveis quanto dos não renováveis. Através da diminuição de seus recursos, os consumidores limitam ser próprio crescimento populacional. À medida que uma população cresce, sua demanda total de recursos cresce também. Quando a demanda cresce tanto que o suprimento de recursos decrescentes não pode mais atender as necessidades, o tamanho da população estabiliza, ou até mesmo começa a diminuir. Contudo, enquanto todos os recursos são, por definição, reduzidos por seus consumidores, nem todos os recursos limitam as populações de consumidores dessa forma. Todos os animais terrestres demandam oxigênio, por exemplo, mas eles não deplecionam (redução drástica de uma substância ou processo físico, químico ou biológico) seu nível na atmosfera mesmo perceptivelmente antes que outros recursos, como o suprimento de alimento, limitem o crescimento da população. O potencial de um recurso para limitar o crescimento populacional depende de sua disponibilidade em relação à demanda. Num certo tempo, os ecólogos acreditavam que as populações eram limitadas pelo único recurso que era mais escasso. Este princípio foi chamado de Lei do Mínimo de Liebig, em homenagem a Justus Liebig, um químico alemão que apresentou a ideia em De acordo com a lei do mínimo de Liebig: cada população cresce até o suprimento de algum recurso, o recurso limitante, não mais satisfaça as necessidades da população por ele. Pode-se dizer então que, o sucesso de um organismo, de um grupo de organismos ou de uma comunidade biótica inteira depende de muitos fatores, ou seja, um complexo de condições. Qualquer condição que se aproxime ou exceda os limites de tolerância é chamada de condição limitante ou fator limitante. Sob condições estáveis, o constituinte essencial disponível em valores que mais se aproxima da necessidade mínima tende a ser um limitante, e este conceito foi chamado de lei do mínimo de Liebig. O conceito é menos aplicável sob um cenário dinâmico, quando as quantidades e, portanto, os efeitos de muitos constituintes estão se modificando rapidamente. A Geografia Levada a Sério Página 6

7 A ideia de que um organismo não é mais forte que o elo mais fraco de sua cadeia ecológica de exigências foi claramente expressa por Justus von Liebig em Liebig foi um pioneiro no estudo dos efeitos de vários fatores sobre o crescimento das plantas, especialmente de culturas domésticas. Ele descobriu - como os agricultores de hoje - que o rendimento dos cultivos estava frequentemente limitado não pelos nutrientes necessários em grandes quantidades, como o dióxido de carbono e a água, pois estes são geralmente abundantes no ambiente, mas por alguma matéria-prima (como o zinco) necessária em quantidades diminutas, mas muito escassa no solo. Seu enunciado de que "o crescimento de uma planta depende da quantidade de material alimentar que está presente em quantidade mínima" ficou conhecido como lei do mínimo de Liebig O conceito dos limites de tolerância Um fator limitante pode existir não só por causa de uma insuficiência de algum material, conforme foi proposto por Liebig, como também por um excesso, como no caso de fatores tais como calor, luz e água. Assim, os organismos apresentam um mínimo e um máximo ecológicos, que representam os limites de tolerância. Alguns princípios subsidiários à lei de tolerância podem ser expressos da seguinte maneira: Os organismos podem apresentar uma larga faixa de tolerância para um fator e uma estreita faixa para outro. Os organismos que tenham faixas de tolerância largas para todos os fatores serão provavelmente os mais amplamente distribuídos. Quando as condições não são ótimas para uma espécie em relação a um fator ecológico, os limites de tolerância podem ser reduzidos a outros fatores ecológicos. Por exemplo, quando o nitrogênio do solo é limitante, a resistência da gramínea à seca é reduzida (é necessário mais água para evitar que murche em níveis baixos de nitrogênio do que em níveis altos). Na natureza, é comum os organismos não viverem em uma amplitude ótima de um fator físico em particular (como determinado experimentalmente). Em tais casos, algum outro ou outros fatores devem ter maior importância. Certas orquídeas tropicais, na verdade vingam melhor em pleno Sol do que na sombra, contanto que se mantenham frescas. Na natureza, elas crescem apenas na sombra porque não conseguem tolerar o calor direto. Em muitos casos, as interações de populações (como competição, predadores, parasitas etc.), impedem que os organismos aproveitem condições físicas ótimas. A reprodução é um período crítico quando fatores ambientais parecem ser mais limitantes. Os limites de tolerância de indivíduos reprodutivos, sementes, ovos, embriões e larvas, são geralmente mais estreitos que o das plantas e animais adultos não reprodutivos. Assim, uma árvore de cipreste (uma espécie de conífera) adulto vai crescer submersa na água ou em planaltos secos, mas não poderá se reproduzir a menos que haja umidade e solo não inundado para o desenvolvimento das plântulas (embrião vegetal já desenvolvido e ainda encerrado na semente). O conceito de fatores limitantes é valioso porque abre uma "brecha" ao ecólogo para estudar ecossistemas complexos. As relações ambientais de organismos são complexas, felizmente, nem todos os fatores possíveis são importantes na mesma medida em uma situação para um organismo em particular. Estudando uma dada situação, o ecólogo pode descobrir os prováveis elos fracos e focar a atenção, de início pelo menos, nas condições ambientais mais críticas ou limitantes. Se um organismo tem um amplo limite de tolerância a um fator A Geografia Levada a Sério Página 7

8 Universidade Estadual Vale do Acaraú UVA Disciplina: Fundamentos de Ecologia Professor: Tibério Mendonça relativamente constante presente em quantidades moderadas do ambiente, é provável que esse fator não seja limitante. Ao contrário, se é um fato conhecido que um organismo tem limites definidos de tolerância por um fator que também é variável no ambiente, então esse fator merece estudo cuidadoso, pois pode ser limitante. Por exemplo, o oxigênio é tão abundante, constante e disponível em ambientes da superfície terrestre que raramente é limitante para organismos terrestres, exceto para parasitas ou organismos que vivem no solo ou a grandes altitudes. No entanto, o oxigênio é relativamente escasso e variável na água; assim, é muitas vezes um fator limitante importante para organismos aquáticos, em especial animais. Relações ecológicas São interações que ocorrem entre organismos de uma comunidade biológica. Podem ser classificadas em intraespecíficas que são as relações estabelecidas entre indivíduos da mesma espécie e interespecíficas que se estabelecem entre indivíduos de espécies diferentes. São classificadas também como harmônicas, que são caracterizadas pelo benefício mútuo de ambos os seres vivos, ou de apenas um deles, sem o prejuízo do outro; e desarmônicas as quais são caracterizadas pelo prejuízo de um de seus participantes em benefício do outro. Relações intra-específicas harmônicas Sociedades - são associações entre indivíduos da mesma espécie, organizados de um modo cooperativo e não ligados anatomicamente. Ex: abelhas, cupins e formigas. As sociedades de insetos são dominadas por uma ou poucas fêmeas poedeiras, denominadas rainhas. As rainhas nas colônias de formigas, abelhas e vespas se acasalam somente uma vez durante toda a vida, e armazenam espermatozóides suficientes para produzir todos os seus filhotes, até cerca de 1 milhão ou mais durante anos em algumas formigas ceifeiras. A prole não reprodutora de uma rainha coleta alimento e cuida dos irmãos e irmãs em desenvolvimento, alguns dos quais se tornam sexualmente maduros, deixam a colônia para se acasalar e estabelecem novas colônias. Abelhas Em todas as sociedades sempre observamos a existência de hierarquia, uma divisão de funções para cada membro participante da sociedade, o que gera indivíduos especialistas em determinadas funções dentro da sociedade o que aumenta a eficiência do conjunto e A Geografia Levada a Sério Página 8

9 sobrevivência da espécie, a ponto de os animais serem adaptados na estrutura do corpo às funções que realizam, por exemplo: formigas-soldados são maiores e possuem mais veneno (mais ácido fórmico) que as formigas-operárias; a abelha-raínha é grande e põe ovos, enquanto que as abelhas operárias são menores e não põem ovos. Colônias - é o agrupamento de indivíduos da mesma espécie ligados anatomicamente uns aos outros e com interdependência fisiológica. Nas colônias pode ou não ocorrer divisão do trabalho. Quando as colônias são constituídas por organismos que apresentam a mesma forma, não ocorre divisão de trabalho, todos os indivíduos são iguais e executam todos eles as mesmas funções vitais, nesses casos as colônias são denominadas colônias isomorfas como as colônias de corais. Quando as colônias são constituídas por indivíduos com formas e funções distintas ocorre uma divisão de trabalhos, então essas colônias são denominadas colônias heteromorfas. Ex: algas coloniais Volvox, corais e caravelas (Physalia physalis) Relações intra-específicas desarmônicas Corais Canibalismo - é uma relação de predatismo intra-específico em que seres de uma mesma espécie comem outros seres da sua própria espécie. Ex: Muitas espécies de peixes devoram os alevinos de sua própria espécie, jacarés e crocodilos também devoram filhotes das suas espécies; a aranha viúva-negra e os insetos louva-a-deus, logo após acasalamento, a fêmea devora o macho para obter as proteínas de seu organismo, necessárias para desenvolver os ovos no seu organismo. Viúva-negra Competição intra-específica - é uma relação de competição entre indivíduos da mesma espécie, que concorrem pelos mesmos fatores do ambiente, que existem em quantidade limitada. Ex: Machos de uma mesma espécie precisam competir entre si pelas fêmeas dessa mesma espécie, fenômeno esse chamado "seleção sexual". Na verdade existe muito exibicionismo evidente nos comportamentos relacionados à competição que ocorre durante a seleção sexual nas populações das espécies em geral. A Geografia Levada a Sério Página 9

10 Relações interespecíficas harmônicas Simbiose: o termo simbiose significa literalmente viver junto. Usualmente é empregado para descrever a biologia de pares de organismos que vivem juntos e não se maltratam. Logo, a simbiose incluiria o mutualismo, a protocooperação e o comensalismo Mutualismo: é uma relação obrigatória que envolve benefício mútuo. O mutualismo é uma das relações mais harmônicas da natureza. Nesta relação ocorre um benefício mútuo como na cooperação, no entanto as espécies necessariamente precisam viver conjuntamente, isto quer dizer que caso sejam separadas não conseguiram viver livremente. Exemplos clássicos incluem os térmitas e sua fauna intestinal de protozoários capazes de produzir enzimas celulolíticas e os líquens que são o resultado de uma associação entre fungos e algas. Os líquens Outro exemplo são os cupins que são organismos que vivem comendo madeira, seja de árvores ou mesmo de construções humanas, sendo que o principal componente das estruturas vegetais é a celulose, presente em suas paresdes celulares. Enquanto algumas espécies de protozoários, principalmente do gênero triconinfa apresentam em seu intestino enzimas especializadas para digerir a celulose. Um fato muito interessante é que apesar dos cupins comerem muita madeira são incapazes de digeri-la. Mas ao se associar com os protozoários passa a ocorrer uma relação de troca, visto que os cupins abrigam em intestino os protozoários que digerem a celulose, e, portanto, se beneficiam, enquanto os próprios protozoários conseguem alimento abundantemente e de forma fácil, já que os cupins não param de comer a madeira. Esta associação é indissolúvel, pois caso ocorra a separação ambos não conseguiriam sobreviver e terminariam por morrer. Comensalismo: apenas uma das partes envolvidas beneficia-se enquanto a outra nada perde e nada ganha por meio desta relação. É incomum. As plantas epifíticas de florestas tropicais (bromélias e orquídeas) e suas árvores hospedeiras constituem em exemplos desta interação ecológica. Além disso, a relação de comensalismo evoluiu entre grandes herbívoros e algumas espécies de aves predadoras de insetos. Aves como as garças-vaqueiras normalmente forrageiam no chão ao redor da cabeça e dos pés dos mamíferos, onde capturam insetos afugentados pelos cascos e boca. As garças-vaqueiras que forrageiam próximo aos mamíferos pastejadores capturam mais alimentos com menos esforço do que as garças que forrageiam mais longe. O benefício para as garças é claro; os mamíferos não ganham nem perdem. A Geografia Levada a Sério Página 10

11 Tubarão e rêmora Um outro exemplo clássico é o que ocorre entre os tubarões e a rêmora, dois peixes carnívoros, apenas diferenciando o tamanho e ferocidade dos tubarões com relação às rêmoras. A rêmora é um pequeno peixe que apresenta ventosas em sua região dorsal e que facilmente prende-se a outros animais maiores. No entanto, costumamos vê-las presas à região ventral de tubarões, prende-se aí com o objetivo de conseguir um pouco das sobras deixadas pelo grande carnívoro, esta relação em nada atrapalha o tubarão em suas atividades, por isso apenas a rêmora se beneficia. Protocooperação - Nesse tipo de relação, embora as duas espécies envolvidas sejam beneficiadas, elas podem viver de modo independente, sem que isso as prejudique. Ex: associação entre anêmona-do-mar e caranguejo-eremita. Este tem o corpo mole e costuma ocupar o interior de conchas abandonadas de gastrópodes. Sobre a concha, costumam instalarse uma ou mais anêmonas-do-mar (actínias). Dessa união, surge o benefício mútuo: a anêmona possui células urticantes, que afugentam os predadores do paguro, e este, ao se deslocar, possibilita à anêmona uma melhor exploração do espaço, em busca de alimento. É uma relação não-obrigatória que envolve benefício mútuo. Constituem exemplos as plantas e seus polinizadores ou seus agentes dispersores. A leguminosa Acacia cornigera e suas formas formigas, pássaros que comem piolhos, formigas e ectoparasitas em vertebrados (boca de crocodilo, dorso de grandes mamíferos). Uma outra relação de protocooperação evoluiu entre o rinoceronte e outra espécie de ave; as aves conhecidas como búfulas arrancam os carrapatos que se alimentam de sangue da pele dos mamíferos pastejadores. A ave ganha uma refeição e o mamífero ganha alguma proteção contra o parasito. Crocodilo e pássaro palito A Geografia Levada a Sério Página 11

12 A relação entre o crocodilo e o pássaro palito é um exemplo como a natureza é sábia, pois são organismos que a princípio um se encaixa como presa e o outro como predador, no entanto, devido às necessidades serem maiores, estes se associam em cooperação. Os crocodilos são animais piscívoros, ou seja, se alimentam de peixes e por consequência de seu hábito alimentar e a estrutura de sua arcada dentária uma grande quantidade de carne fica presa nos seus dentes, o que acaba incomodando. Já os pássaros palitos, apresentam hábitos alimentares à base de peixes. Outro fato é que os crocodilos como são animais heterotérmos, precisam aquecer a temperatura de seus corpos constantemente, pois quando estão mergulados perdem muito calor, então uma forma de acelerar este processo é abrindo bem a sua enorme boca permitindo que sua atividade respiratória auxilie o mecanismo. Então, quando está com suas bocarras abertas e com muitos pedaços de peixe presos em seus dentes posteriores, o pássaro palito aproveita a oportunidade e rapidamente retira esse material, se beneficiando diretamente pela aquisição de alimento de forma abundante e rápida e o crocodilo por sua vez se livra de uma possível dor de dente. Relações interespecíficas desarmônicas Predação: a predação pode ser genericamente definida como sendo o ato de um animal consumir outro organismo para dele alimentar-se. Esse ato envolve, na maioria dos casos, a morte da presa. A predação é um dos fatores ecológicos mais importantes, pois afeta não somente as populações mas também toda a comunidade. A relação predador-presa em comunidades estáveis evolui de modo a estabelecer equilíbrio entre os indivíduos da relação. A população de predadores pode determinar a densidade de presas, assim como o inverso também pode ocorrer. Um exemplo próximo, da ação do predador sobre a população de presas, é o que está acontecendo no pantanal mato-grossense. Ali havia muitos jacarés que controlavam a população de suas presas: as piranhas. Atualmente, a matança de jacarés nas regiões do pantanal, movida por interesses humanos pela exploração de couro, reduziu a população desses animais. Com isso, houve aumento da população de piranhas. Um exemplo clássico da relação predador-presa no controle populacional tanto do predador quanto da presa é dado pelas lebres e pelos linces que vivem nas regiões frias do Canadá. A Companhia da Baía de Hudson acompanhou, de 1845 a 1935, a quantidade de peles desses animais que eram caçados. Os dados estão no gráfico a seguir. A Geografia Levada a Sério Página 12

13 À medida que aumenta o número de lebres, aumenta o número de linces, que passam a ter mais alimento. O aumento do número de linces reduz o número de lebres, pois estas serão mais predadas. Quando a população de lebres diminui, a população de linces também diminui. Havendo menos linces, um menor número de lebres é predado e a população de lebres aumenta, recomeçando o ciclo. Pode-se definir cinco tipos diferentes de predação: Carnívoros de primeira ordem: são os predadores típicos, consumidores de herbívoros; Carnívoros de topo de cadeia (ou de segunda ordem): predadores de carnívoros; Herbívoros: podem consumir uma planta inteira ou partes dela, tais como sementes, frutos, flores ou raízes; Insetos parasitóides: predadores que depositam seus ovos sobre ou próximos ao hospedeiro que será subsequentemente consumido pelas larvas do parasitóide; Canibais: são predadores que consomem indivíduos da própria espécie. Herbivoria: é uma relação desarmônica entre um consumidor primário e um produtor. Ocorre quando esse consumidor primário, herbívoro, alimenta-se do produtor Planta. Ex: qualquer consumidor primário que come a planta. Amensalismo: interação na qual um dos participantes é prejudicado e o outro não se afeta. Os amensalismos são interações comuns e inevitáveis. Por exemplo, manadas de mamíferos bebendo em uma fonte de água podem esmagar e matar muitas plantas. Não existe benefício para os mamíferos em esmagar as plantas; a destruição não se dá intencionalmente, mas é inevitável. Considere grandes mamíferos herbívoros como os rinocerontes pastando nas planícies africanas. Enquanto forrageia, o mamífero perturba uma multidão de insetos na grama, esmagando alguns e inadvertidamente consumindo outros em uma relação de amensalismo. Um outro tipo de amensalismo ocorre quando um indivíduo de uma população secretam substâncias que inibem o crescimento e desenvolvimento de outras espécies. A espécie que secreta a substância é chamada de inibidora, enquanto a espécie que é prejudicada denomina-se amensal. Nessa interação, a espécie inibidora não se beneficia da espécie amensal. Rinoceronte pastando Maré vermelha A Geografia Levada a Sério Página 13

14 Alguns exemplos de amensalismo são: Fungos que produzem substâncias antibióticas que inibem o crescimento de bactérias. Plantas e pequenos animais do solo prejudicados com a passagem de animais de grande porte, como elefantes. Algumas plantas possuem raízes que secretam substâncias capazes de impedir o crescimento de outras espécies naquele local. Maré vermelha, na qual há uma grande proliferação de algas que produzem toxinas capazes de prejudicar a vida dos seres aquáticos. Essas alterações causam mortalidade das formas jovens e adultas dos amensais, redução da fecundidade, do tempo de vida e afeta o desenvolvimento geral dos indivíduos. Parasitismo: é uma relação desarmônica entre seres de espécies diferentes, em que um deles é o parasita que vive dentro ou sobre o corpo do outro que é designado hospedeiro, do qual retira alimentos. Cachorro com carrapato Quanto à localização no corpo do hospedeiro, os parasitas podem ser classificados em: Ectoparasitas - são parasitas que vivem no exterior do corpo dos hospedeiros como os carrapatos, piolhos, pulgas, mosquitos e outros. Parasitas intracelulares - são parasitas microscópicos que vivem e se reproduzem no interior das células dos hospedeiros, como os vírus e alguns protozoários, como o Plasmodium vivax causador da malária. Esclavagismo - é um tipo de relação ecológica entre seres vivos onde um ser vivo se aproveita das atividades, do trabalho ou de produtos produzidos por outros seres vivos. Existem duas modalidades de esclavagismo: Esclavagismo interespecífico - quando esse tipo de relação ocorre entre indivíduos de diferentes espécies de seres vivos. Os seres humanos praticam o esclavagismo interespecífico em praticamente todas as atividades agropecuárias e em todas as áreas da zootecnia porque protegemos e cuidamos de todos os seres vivos a nós associados. Todas as atividades de domesticação feita pelos humanos são relações de esclavagismo interespecífico, exemplos: apicultura, aquicultura, avicultura, bovinocultura, caprinocultura, cunicultura, equinocultura, ovinocultura, sericicultura, suinocultura. A Geografia Levada a Sério Página 14

15 Esclavagismo intra-específico quando esse tipo de relação se desenvolve entre indivíduos da mesma espécie, exemplos: O leão "macho alfa" do bando é um esclavagista porque se aproveita do trabalho das leoas. A hiena "matriarca" do bando é uma esclavagista porque se aproveita do trabalho do bando. O homem é ou já foi esclavagista se aproveitando do trabalho de escravos humanos. Competição interespecífica - é uma relação de competição entre indivíduos de espécies diferentes, que concorrem pelos mesmos fatores do ambiente, fatores existentes em quantidades limitadas. Exemplos: Corujas, cobras e gaviões são predadores que competem entre sí pelas mesmas espécies de presas, principalmente por pequenos roedores (ratos, preás, coelhos etc.) que são as presas prediletas destes diferentes predadores, portanto, é uma competição por alimento; Árvores de diferentes espécies crescendo umas muito próximas das outras competem entre sí pelo espaço para as copas das árvores se desenvolverem e assim obterem mais luz solar para realizarem a fotossíntese, portanto é uma competição por luz solar; Durante os períodos de estiagem ou seca prolongada fica sem chover durante meses fazendo com que a oferta de água potável se reduza drásticamente no ambiente e fazendo com que animais de diversas espécies diferentes sejam obrigados a competir pela água que ainda resta em pequenas poças d água que ainda existem num lugar ou noutro mas que não são suficientes para matar a sede de todos eles, portanto, uma competição por água potável. A Tabela 1 resume os principais tipos de associações ecológicas entre as espécies. Tipo de interação Espécie A Espécie B Natureza da interação Competição - - Inibição mútua Mutualismo + + É obrigatória Protocooperação + + Facultativa Predação + - B é destruído por A Parasitismo + - B é explorado por A Comensalismo + 0 Hospedeiro não é afetado Amensalismo - 0 A população A é inibida; a população B não é afetada REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO; MOTTA. Fundamentos em ecologia. Porto alegre: Artmed, MILLER, G. TYLER. Ciência Ambiental. 11ª ed. São Paulo: Thomson Learning, ODUM, E. P. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara, RICKLEFS, R. A Economia da Natureza. 5a ed. Rio de Janeiro: Guanabara-Koogan, SADAVA, D. HELLER, H.C. et al. Vida: a ciência da biologia. 8ª ed. Porto Alegre: Artmed, (Vol. II: Evolução, Diversidade e Ecologia). A Geografia Levada a Sério Página 15

16 VOCÊ JÁ AGRADECEU AOS INSETOS HOJE? Os insetos têm má reputação. Classificamos muitas espécies de insetos como pestes, pois eles competem conosco por alimento, disseminam doenças, como malária, e ainda invadem nossas gramas, jardins e casas. Algumas pessoas têm insectofobia pavor de insetos e, para elas, inseto bom é inseto morto. Essa visão não reconhece ao papel vital que os insetos exercem ao ajudar a sustentar a vida na Terra. Muitas das espécies de plantas do planeta (inclusive árvores) dependem dos insetos para polinizar as flores. Sem os insetos polinizadores, teríamos pouquíssimas frutas, vegetais e legumes disponíveis. Os insetos que comem outros insetos como o louva-a-deus ajudam a controlar as populações de pelo menos metade das espécies de insetos que chamamos de pestes. Esse serviço gratuito de controle de pestes é uma parte importante do capital natural da Terra. Os insetos existem há pelo menos 250 milhões de anos e são formas bem-sucedidas. Alguns se reproduzem a uma taxa espetacular. Por exemplo, uma única mosca doméstica e sua prole podem, teoricamente, produzir cerca de 5,6 trilhões de moscas em apenas um ano. Os insetos são capazes de desenvolver com rapidez novas características genéticas, como a resistência a pesticidas. Eles também têm uma excelente capacidade de evoluir para outras espécies ao enfrentarem novas condições ambientais e também são bastante resistentes à extinção. A lição ambiental é: apesar de os insetos poderem prosperar sem a presença de novos seres, como os humanos, nós e a maioria dos outros organismos pereceríamos sem eles. Aprender sobre o papel dos insetos na natureza requer a compreensão de como eles e outros organismos na comunidade biológica, como uma floresta ou lagoa, interagem uns com os outros e com o ambiente não vivo. Referência Bibliográfica MILLER, G. TYLER. Ciência Ambiental. 11ª ed. São Paulo: Thomson Learning, A Geografia Levada a Sério Página 16

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