Sumário detalhado PARTE 1. Organismos e seu Ambiente. CAPÍTULO 1 Introdução: A Teia da Vida 2. CAPÍTULO 2 O Ambiente Físico 22

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1 Sumário detalhado CAPÍTULO 1 Introdução: A Teia da Vida 2 ESTUDO DE CASO Malformação e declínio em populações de anfíbios Conexões na natureza 3 Observações prévias sugerem que as malformações em anfíbios são causadas por parasitos 4 Um experimento em laboratório testa o papel dos parasitos 4 Um experimento de campo sugere que múltiplos fatores influenciam as malformações em rãs 6 As conexões na natureza podem levar a efeitos colaterais imprevisíveis 6 Vivemos em um mundo ecológico Ecologia 8 As opiniões pública e profissional sobre ecologia frequentemente diferem 9 O escopo da ecologia é amplo 10 A escala de um estudo ecológico influencia o que pode ser aprendido a partir dele 11 Alguns termos-chave são úteis para o estudo das conexões na natureza Respondendo questões ecológicas 14 Os ecólogos usam experimentos, observações e modelos para responder a questões ecológicas 15 Os experimentos são planejados e analisados de modo coerente 16 O que sabemos sobre ecologia está sempre mudando 17 ESTUDO DE CASO REVISITADO Malformações e declínio em populações de anfíbios 17 CONEXÕES NA NATUREZA Missão impossível? 18 PARTE 1 Organismos e seu Ambiente CAPÍTULO 2 O Ambiente Físico 22 ESTUDO DE CASO A variação climática e o salmão Clima 23 O clima controla onde e como os organismos vivem 24 O balanço de energia global governa o sistema climático Circulação atmosférica e oceânica 26 As células de circulação atmosférica são estabelecidas em padrões latitudinais regulares 26 As células de circulação atmosférica originam padrões de vento na superfície 27 As correntes oceânicas são impulsionadas pelos ventos superficiais Padrões climáticos globais 31 A circulação oceânica e a distribuição e topografia dos continentes influenciam as temperaturas globais 31 Os padrões de pressão atmosférica e a topografia influenciam a precipitação Influências climáticas regionais 35 A proximidade dos oceanos influencia os climas regionais 35 As montanhas influenciam os padrões de vento e os gradientes de temperatura e precipitação 36 A vegetação afeta o clima por meio da troca de energia pela superfície Variação climática ao longo do tempo 37 A sazonalidade resulta da órbita anual da Terra ao redor do sol 38 Variações sazonais em ambientes aquáticos estão associadas com mudanças na temperatura e na densidade da água 39 A variação climática durante anos e décadas resulta das mudanças em células de pressão atmosférica 40 Variações climáticas de longa duração estão associadas com a variação na trajetória orbital da Terra O ambiente químico 43 Todos os tipos de água contêm sais dissolvidos 44 Os organismos são sensíveis à acidez do seu ambiente 45 A concentração de oxigênio varia com elevação, consumo e difusão 46 ESTUDO DE CASO REVISITADO A variação climática e o salmão 46 CONEXÕES NA NATUREZA Variação climática e ecologia 47 CAPÍTULO 3 A Biosfera 50 ESTUDO DE CASO O Serengeti americano: doze séculos de alterações nas Grandes Planícies Biomas terrestres 51

2 Sumário detalhado xvii Os biomas terrestres refletem os padrões globais de precipitação e temperatura 53 As distribuições potenciais dos biomas terrestres diferem das distribuições atuais devido às atividades humanas 53 As comunidades biológicas nas montanhas ocorrem em faixas altitudinais Zonas biológicas de água doce 70 As comunidades biológicas em riachos e rios variam com o tamanho do curso de água e a localização dentro do canal da corrente 70 As comunidades biológicas em lagos variam com a profundidade e a penetração de luz Zonas biológicas marinhas 72 As zonas litorâneas refletem a influência das marés e da estabilidade do substrato 73 As zonas oceânicas pouco profundas são diversas e produtivas 75 O mar aberto e as zonas bentônicas profundas são determinados pela disponibilidade de luz e proximidade com o leito oceânico 77 ESTUDO DE CASO REVISITADO O Serengeti americano: doze séculos de alterações nas Grandes Planícies 79 CONEXÕES NA NATUREZA Pesquisa ecológica de longo prazo 80 CAPÍTULO 4 Lidando com a Variação Ambiental: Temperatura e Água 83 ESTUDO DE CASO Rãs congeladas Respostas à variação ambiental 84 As distribuições das espécies refletem as influências ambientais na aquisição de energia e as tolerâncias fisiológicas 85 Os indivíduos respondem à variação ambiental por meio da aclimatização 85 As populações respondem à variação ambiental por meio da adaptação Variação na temperatura 88 A temperatura controla a atividade fisiológica 89 Os organismos influenciam sua temperatura modificando o balanço de energia Variação na disponibilidade hídrica 97 A água flui ao longo de gradientes de energia 98 ESTUDO DE CASO REVISITADO Rãs congeladas 105 CONEXÕES NA NATUREZA Tolerância à dessecação, tamanho do corpo e raridade 106 CAPÍTULO 5 Lidando com a Variação Ambiental: Energia 109 ESTUDO DE CASO Corvos fabricantes de ferramentas Fontes de energia Autotrofia 111 A quimiossíntese fixa energia a partir de compostos inorgânicos 112 A fotossíntese é a propulsora da vida na Terra Rotas fotossintéticas 117 QUADRO 5.1 Como as plantas fazem para enfrentar o excesso de luz? 117 A fotorrespiração reduz a eficiência da fotossíntese 118 A fotossíntese C 4 reduz a perda fotorrespiratória de energia 119 A fotossíntese CAM aumenta a conservação de água Heterotrofia 123 As fontes alimentares diferem em sua composição química e disponibilidade 123 Os heterótrofos obtêm comida utilizando diversas estratégias 124 A teoria do forrageio ótimo prediz que os animais forrageando maximizarão seu ganho energético 125 ESTUDO DE CASO REVISITADO Corvos fabricantes de ferramentas 130 CONEXÕES NA NATUREZA Uso de ferramentas e forrageio inovador 131 CAPÍTULO 6 Evolução e Ecologia 134 ESTUDO DE CASO Caça de troféu e a evolução inadvertida O que é evolução? 135 Evolução é mudança na frequência de alelos 136 Evolução é descendência com modificação 136 As populações evoluem, os indivíduos não Mecanismos de evolução 138 As mutações geram a matéria-prima para a evolução 138 A seleção natural aumenta a frequência de alelos vantajosos 139 A deriva genética é o efeito de eventos ao acaso 140 O fluxo gênico é a troca de alelos entre populações Evolução adaptativa 143 Adaptações resultam da seleção natural 143 A evolução adaptativa pode ocorrer rapidamente 145 O fluxo gênico pode limitar a adaptação local 145 As adaptações não são perfeitas A história evolutiva da vida 147 A diversidade da vida resulta da especiação 147 Extinções em massa e radiações adaptativas têm modelado os padrões evolutivos de longa duração Os efeitos conjuntos de ecologia e evolução 152 Interações ecológicas podem causar mudança evolutiva 152 A evolução pode alterar as interações ecológicas 152 ESTUDO DE CASO REVISITADO Caça de troféu e evolução inadvertida 153 CONEXÕES NA NATUREZA O impacto humano sobre a evolução 154

3 xviii Sumário detalhado PARTE 2 Populações CAPÍTULO 7 Análises sobre Histórias de Vida 160 ESTUDO DE CASO Nemo cresce Diversidade de histórias de vida 161 Indivíduos da mesma espécie possuem histórias de vida diferentes 161 Modo de reprodução é uma característica fundamental na história da vida 164 Ciclos de vida são geralmente complexos O espectro das histórias de vida 166 Alguns organismos se reproduzem apenas uma vez, enquanto outros se reproduzem múltiplas vezes 167 Viver intensamente e morrer jovem ou viver tranquilamente e ser longevo? Qual a melhor estratégia? 168 Histórias de vida de plantas podem ser classificadas com base em características ambientais 169 Histórias de vida podem ser classificadas independentemente do tamanho e do tempo Trade-Offs (compensações) 171 Há compensações (trade-offs) entre tamanho e número de descendentes 172 Há compensação entre reprodução atual e futura Evolução do ciclo de vida 175 Tamanho pequeno tem prós e contras 175 Ciclos de vida complexos podem ser resultado da pressão seletiva específica de um estágio de vida 177 ESTUDO DE CASO REVISITADO Nemo cresce 178 CONEXÕES NA NATUREZA Territorialismo, competição e história de vida 179 CAPÍTULO 8 Distribuição e Abundância de Populações 182 ESTUDO DE CASO Das florestas de algas aos vazios de ouriços Populações 183 Abundâncias mudam no tempo e no espaço 184 Populações conectadas pela dispersão 185 O que são indivíduos? Distribuição e abundância 186 Adaptação ao hábitat limita a distribuição e a abundância 187 História e dispersão limitam a distribuição e a abundância Ocorrência geográfica 191 A ocorrência geográfica varia em abrangência entre as espécies 191 Populações possuem distribuições fragmentadas Distribuição em populações 194 Recursos e dispersão influenciam na distribuição de populações 194 Comportamento individual afeta a distribuição das populações Estimando abundâncias e distribuições 196 Ecólogos estimam abundância por métodos de contagem baseados em uma dada área e por métodos de marcação-recaptura 196 Ecólogos usaram dados de abundância para rastrear uma doença misteriosa 198 Modelos de nicho podem ser utilizados para prever onde espécies podem ser encontradas 199 ESTUDO DE CASO REVISITADO Das florestas de algas aos vazios de ouriços 200 CONEXÕES NA NATUREZA De ouriços a ecossistemas 201 CAPÍTULO 9 Crescimento e Controle Populacional 205 ESTUDO DE CASO O crescimento da população humana Tabelas de vida 206 Tabelas de vida podem ser baseadas em idade, tamanho ou estágio do ciclo de vida 207 Há muitos dados para tabelas de vida de pessoas 208 Existem três tipos de curvas de sobrevivência Estruturas etárias 210 A estrutura etária atesta o quão rápido a população cresce 210 Estrutura etária e tamanho populacional podem ser previstos a partir dos dados das tabela de vida 211 Populações crescem em taxas fixas quando as taxas da idade específica de nascimento e da mortalidade não mudam ao longo do tempo Crescimento exponencial 213 Populações crescem geometricamente quando a reprodução ocorre em intervalos regulares de tempo 214 QUADRO 9.1 Estimando taxas de crescimento populacional em uma espécie ameaçada 214 Populações crescem exponencialmente quando a reprodução ocorre de forma contínua 215

4 Sumário detalhado xix Tempo de duplicação e taxas reprodutivas líquidas geram medidas úteis de crescimento populacional 216 Populações podem aumentar rapidamente pois crescem por multiplicação 217 Existem limites para o crescimento das populações Efeitos da densidade 218 Fatores independentes de densidade podem determinar o tamanho populacional 218 Fatores dependentes de densidade regulam o tamanho populacional 219 Dependência de densidade tem sido observada em muitas populações Crescimento logístico 221 A equação logística modela o crescimento populacional dependente de densidade 221 O crescimento logístico pode prever a capacidade de suporte da população norte-americana? 222 ESTUDO DE CASO REVISITADO população humana 223 O crescimento da CONEXÕES NA NATUREZA Sua pegada ecológica 224 CAPÍTULO 10 Dinâmica de Populações 228 ESTUDO DE CASO Um mar em perigo Padrões de crescimento populacional 230 Quando as condições são favoráveis, o crescimento exponencial pode ocorrer 230 No crescimento logístico, a população se aproxima de um equilíbrio 230 Todas as populações oscilam em tamanho 232 Algumas espécies exibem ciclos populacionais Defasagem na resposta dos fatores dependentes de densidade 234 O efeito da densidade populacional é geralmente atrasado 234 O atraso na resposta dos fatores dependentes de densidade afeta as populações de moscas-varejeiras Extinção de populações 236 Em um modelo, as flutuações na taxa de crescimento populacional aumentam o risco de extinção 237 Pequenas populações correm maior risco de extinção do que grandes populações 238 Eventos ao acaso podem levar pequenas populações à extinção Metapopulações 242 Metapopulações são caracterizadas por repetidas extinções e colonizações 242 Uma metapopulação pode ser extinta mesmo quando o hábitat permanece apropriado 243 Taxas de extinção e colonização costumam variar entre manchas 244 ESTUDO DE CASO REVISITADO Um mar em perigo 246 CONEXÕES NA NATUREZA Da base ao topo, mais uma vez 247 PARTE 3 Interações entre Organismos CAPÍTULO 11 Competição 252 ESTUDO DE CASO Competição entre plantas carnívoras Competição por recursos 253 Os organismos competem por recursos como alimento, água, luz e espaço 253 Organismos competidores reduzem a disponibilidade de recursos 254 A intensidade da competição pode aumentar quando os recursos são escassos 254 A competição por recursos é comum nas comunidades naturais Características gerais da competição 256 As espécies podem competir direta ou indiretamente 256 A competição é em geral assimétrica 257 A competição pode ocorrer entre espécies estreita ou remotamente relacionadas 258 A competição pode determinar a distribuição geográfica das espécies 258 A competição e os fatores físicos limitam a distribuição local de cracas entremarés 259 A competição pode determinar a distribuição geográfica das espécies Exclusão competitiva 260 Competidores completos não podem coexistir 260 Competidores podem coexistir quando utilizam os recursos de forma diferente 261 A competição pode ser modelada pela modificação da equação logística 262 QUADRO 11.1 O que os coeficientes de competição e representam? 263 QUADRO 11.2 Quando populações em competição estabilizam seu tamanho? 263

5 xx Sumário detalhado 11.4 Alterando o resultado da competição 265 A perturbação pode impedir que a competição siga seu curso natural 266 A evolução por seleção natural pode alterar o resultado da competição 267 Mudanças evolutivas podem reverter o resultado da competição 267 O deslocamento de caracteres pode ser uma importante força natural nas comunidades 268 ESTUDO DE CASO REVISITADO plantas carnívoras 269 CONEXÕES NA NATUREZA diversidade 271 Competição entre O paradoxo da CAPÍTULO 12 Predação e Herbivoria 274 ESTUDO DE CASO Os ciclos da lebre-alpina Predação e herbivoria 276 Alguns predadores saem em busca de suas presas, outros sentam e esperam 277 Muitos predadores têm dietas amplas 277 Muitos herbívoros se especializam em determinadas partes das plantas 277 A maioria dos herbívoros tem dietas restritas Adaptações 279 Predadores e herbívoros exercem grande seleção em relação a suas presas 279 Fugindo dos predadores: defesas físicas, toxinas, mimetismo e respostas comportamentais 279 Predadores e herbívoros têm adaptações para superar as defesas de suas presas Efeitos nas comunidades 285 A exploração influencia a distribuição e a abundância dos organismos 285 A exploração pode alterar as comunidades ecológicas 287 Herbívoros podem alterar as comunidades aquáticas Ciclos populacionais 289 A exploração pode causar ciclos populacionais 289 A evolução pode influenciar nos ciclos predador-presa 292 ESTUDO DE CASO REVISITADO Os ciclos da lebre-alpina 293 CONEXÕES NA NATUREZA Medo, hormônios e demografia 294 CAPÍTULO 13 Parasitismo 298 ESTUDO DE CASO Parasitos escravocratas A história natural dos parasitos 299 Os ectoparasitos vivem na superfície de seus hospedeiros 300 Endoparasitos vivem dentro do hospedeiro 301 Endoparasitos e ectoparasitos possuem vantagens e desvantagens Defesa e contradefesa 303 O sistema imunológico e as defesas bioquímicas podem proteger contra parasitos 303 Parasitos têm adaptações que superam as defesas dos hospedeiros Coevolução 305 A seleção pode favorecer a diversidade de genótipos de hospedeiros e parasitos 307 Existem custos tanto para as defesas dos hospedeiros quanto para as contradefesas dos parasitos Efeitos ecológicos dos parasitos 309 Parasitos podem levar populações de hospedeiros à extinção 309 Parasitos podem influenciar os ciclos populacionais dos hospedeiros 310 Parasitos podem alterar comunidades ecológicas Dinâmica e propagação de doenças 313 Para uma doença se propagar, a densidade de hospedeiros suscetíveis deve exceder um limiar crítico 314 ESTUDO DE CASO REVISITADO Parasitos escravocratas 316 CONEXÕES NA NATUREZA De substâncias químicas e evolução a ecossistemas 317 CAPÍTULO 14 Mutualismo e Comensalismo 320 ESTUDO DE CASO Os primeiros agricultores Interações positivas 321 Mutualismo e comensalismo são onipresentes 322 O mutualismo e o comensalismo podem evoluir de muitas maneiras 323 As interações positivas podem ser obrigatórias e coevoluídas ou facultativas e fracamente estruturadas 324 As interações positivas podem deixar de ser benéficas sob algumas circunstâncias 326 As interações positivas podem ser mais comuns em ambientes estressantes Características do mutualismo 327 Os mutualismos podem ser categorizados de acordo com os seus efeitos 327 Os mutualistas não são altruístas 329 Alguns mutualistas têm mecanismos para prevenir a sobre-exploração Consequências ecológicas 331 As interações positivas influenciam o tamanho e a distribuição das populações 331 As interações positivas podem alterar as comunidades e os ecossistemas 333 ESTUDO DE CASO REVISITADO Os primeiros agricultores 335 CONEXÕES NA NATUREZA Das mandíbulas ao ciclo de nutrientes 336

6 Sumário detalhado xxi PARTE 4 Comunidades CAPÍTULO 15 A Natureza das Comunidades 340 ESTUDO DE CASO Alga assassina! O que são comunidades? 341 Ecólogos usam subconjuntos de espécies para definir comunidades Estrutura de comunidades 344 Diversidade de espécies é uma medida importante da estrutura de comunidades 344 Espécies dentro de comunidades diferem em grau de abundância ou raridade 346 Estimativas de diversidade de espécies variam com o esforço amostral e a escala 347 A composição de espécies nos revela quem está na comunidade Interações de múltiplas espécies 349 Interações indiretas de espécies podem ter grandes efeitos 350 Interações de espécies variam muito em intensidade e direção 352 QUADRO 15.1 Medidas da intensidade de interação 353 O contexto ambiental pode alterar o resultado das interações de espécies 355 ESTUDO DE CASO REVISITADO Alga assassina! 356 CONEXÕES NA NATUREZA Cessar as invasões requer compromisso 357 CAPÍTULO 16 Mudanças em Comunidades 360 ESTUDO DE CASO Um experimento natural de proporções montanhosas Agentes de mudança 362 Agentes de mudança podem ser abióticos ou bióticos 362 Agentes de mudança variam em intensidade, frequência e extensão Fundamentos da sucessão 364 O início da história da ecologia é um estudo de sucessão 365 Modelos múltiplos de sucessão foram estimulados devido à falta de consenso científico Mecanismos da sucessão 367 Estudos de sucessão mostram que nenhum modelo se ajusta a qualquer comunidade 370 Experimentos mostram que a facilitação é importante nos estágios iniciais Estados estáveis alternativos 375 Estados alternativos são controlados por interações fortes entre espécies 375 Ações humanas têm levado comunidades a mudar para estados alternativos 377 ESTUDO DE CASO REVISITADO Um experimento natural de proporções montanhosas 377 CONEXÕES NA NATUREZA Sucessão primária e bactérias fixadoras de nitrogênio 379 CAPÍTULO 17 Biogeografia 382 ESTUDO DE CASO O maior experimento ecológico da Terra Biogeografia e escala espacial 383 Padrões de diversidade de espécies em diferentes escalas espaciais são interconectados 386 Processos locais e regionais interagem para determinar a diversidade de espécies local Biogeografia global 389 As biotas de regiões biogeográficas refletem isolamento evolutivo 390 Gradientes latitudinais têm causas múltiplas e inter-relacionadas Biogeografia regional 397 A riqueza de espécies aumenta com a área e diminui com a distância 397 QUADRO 17.1 Curvas espécie-área 398 A riqueza de espécies é um balanço entre imigração e extinção 399 A teoria do equilíbrio da biogeografia de ilhas é válida para áreas continentais 401 ESTUDO DE CASO REVISITADO O maior experimento ecológico da Terra 402 CONEXÕES NA NATUREZA Benefícios humanos da diversidade da floresta pluvial tropical 404 CAPÍTULO 18 Diversidade de Espécies em Comunidades 407 ESTUDO DE CASO Movido a pradarias? Biodiversidade e biocombustíveis Membros da comunidade 408 O suprimento de espécies é o primeiro corte aos membros da comunidade 409 Condições abióticas desempenham forte papel em limitar os membros das comunidades 410 Com quem você interage faz toda diferença nos membros da comunidade Partição de recursos 412

7 xxii Sumário detalhado A partição de recursos permite que mais espécies coexistam ao longo de um gradiente de recursos 412 Estudos de partição de recursos mostram que a especialização é o principal mecanismo de coexistência Teorias de não equilíbrio 415 Teorias de não equilíbrio são alternativas à partição de recursos 416 A hipótese do distúrbio intermediário explica a diversidade sob condições variáveis 418 Houve vários aprimoramentos na hipótese do distúrbio intermediário 419 O modelo de loteria conta com a igualdade e o acaso As consequências da diversidade 423 Relações entre diversidade de espécies e função da comunidade são positivas 423 Numerosas hipóteses tentam explicar as relações entre diversidade e função 424 ESTUDO DE CASO REVISITADO Movidos a pradarias? Biodiversidade e biocombustíveis 426 CONEXÕES NA NATUREZA Barreiras aos biocombustíveis: o enigma da parede celular vegetal 427 PARTE 5 Ecossistemas CAPÍTULO 19 Produtividade 432 ESTUDO DE CASO Vida nas profundezas submarinas: como é possível? Produção primária 434 Produção primária bruta é a fotossíntese total em um ecossistema 434 Produção primária líquida é a energia remanescente após as perdas respiratórias 434 As mudanças na PPL durante o desenvolvimento do ecossistema 436 A PPL pode ser estimada por diferentes métodos Controles ambientais sobre a PPL 439 A PPL em ecossistemas terrestres é controlada por fatores climáticos 439 A PPL em ecossistemas aquáticos é controlada pela disponibilidade de nutrientes Padrões globais de PPL 445 Os totais de PPL terrestre e oceânica são quase iguais 445 Diferenças entre a PPL dos biomas refletem variações bióticas e climáticas Produção secundária 447 Heterótrofos são categorizados pela dieta 447 Dietas heterotróficas podem ser determinadas pela composição isotópica da fonte de alimento 447 A produção secundária líquida é igual ao crescimento heterotrófico 448 ESTUDO DE CASO REVISITADO Vida nas profundezas submarinas: Como é possível? 448 CONEXÕES NA NATUREZA Sucessão e evolução movidas pela energia nas comunidades das fontes hidrotermais 449 CAPÍTULO 20 Fluxo Energético e Teias Alimentares 453 ESTUDO DE CASO Toxinas em lugares remotos Relações alimentares 454 Os organismos podem ser agrupados em níveis tróficos 455 Todos os organismos são consumidos ou acabam como detritos Fluxo energético entre níveis tróficos 456 Fluxo energético entre níveis tróficos pode ser ilustrado usando pirâmides de energia ou de biomassa 457 O fluxo de energia entre os níveis tróficos difere entre os tipos de ecossistemas 457 A eficiência da transferência de energia varia entre os consumidores 458 Eficiências tróficas podem influenciar a dinâmica de população Cascatas tróficas 461 Interações tróficas podem afetar múltiplos níveis tróficos 462 O que determina o número de níveis tróficos? Teias alimentares 465 Teias alimentares são complexas 465 As forças das interações tróficas são variáveis 466 Algumas espécies são mais importantes em teias alimentares do que seus números indicariam 468 Efeitos diretos e indiretos determinam a força de interação efetiva 469 A complexidade aumenta a estabilidade nas teias alimentares? 470 ESTUDO DE CASO REVISITADO Toxinas em lugares remotos 472

8 Sumário detalhado xxiii CONEXÕES NA NATUREZA poluentes 473 CAPÍTULO 21 Transporte biológico de Oferta e Ciclagem de Nutrientes 476 ESTUDO DE CASO Uma crosta frágil Nutrientes: necessidade e fontes 478 Os organismos têm necessidades nutricionais específicas 478 Minerais e gases atmosféricos são as fontes originais de todos os nutrientes Transformações dos nutrientes 482 Decomposição é um processo essencial na reciclagem de nutrientes 482 Micro-organismos modificam a forma química dos nutrientes 484 Plantas podem reciclar nutrientes internamente Ciclos e perdas de nutrientes 486 Os nutrientes são reciclados em diferentes taxas de acordo com a identidade e o tipo de ecossistema 486 Estudos de bacias hidrográficas mensuram perdas de nutrientes dos ecossistemas 488 O desenvolvimento em longo prazo dos ecossistemas afeta a ciclagem de nutrientes e as limitações na produção primária Nutrientes em ecossistemas aquáticos 491 O ciclo dos nutrientes em córregos e rios ocorre em espiral 491 Os ciclos de nutrientes são fechados em ecossistemas de lagos 492 Importações e ressurgência são importantes para o fornecimento de nutrientes em ecossistemas marinhos 494 ESTUDO DE CASO REVISITADO Uma crosta frágil 495 CONEXÕES NA NATUREZA Nutrientes, distúrbios e espécies invasoras 496 PARTE 6 Ecologia Aplicada e de Larga Escala CAPÍTULO 22 Biologia da Conservação 500 ESTUDO DE CASO Pássaros e bombas podem coexistir? Biologia da conservação 501 Proteger a biodiversidade é importante tanto por razões práticas quanto morais 503 O campo da biologia da conservação surgiu em resposta a perdas na biodiversidade global 503 Biologia da conservação é uma disciplina baseada no valor Declínio da biodiversidade 504 A taxa na qual a Terra perde espécies está acelerando 505 A extinção é o ponto final do declínio biológico crescente 505 A biota da Terra está se tornando cada vez mais homogeneizada Ameaças à biodiversidade 508 Perda de hábitat e degradação são as mais importantes ameaças à biodiversidade 508 Espécies invasoras podem desalojar espécies nativas e alterar as propriedades do ecossistema 510 A sobre-exploração de espécies tem grandes efeitos sobre as comunidades ecológicas 511 Poluição, mudança climática e doenças enfraquecem a viabilidade das populações Abordagens para a conservação 514 A conservação da diversidade genética atual permite a evolução futura 514 Modelos demográficos podem guiar as decisões de manejo 515 Conservação ex situ é o último recurso para salvar espécies à beira da extinção 516 Medidas legais e políticas sustentam os métodos biológicos de proteção de espécies e hábitats Classificando espécies para proteção 518 As espécies mais raras e em mais rápido declínio são prioritárias para a proteção 518 Proteção de espécies indicativas pode promover proteção para outras espécies com necessidades similares 519 ESTUDO DE CASO REVISITADO Pássaros e bombas podem coexistir? 520 CONEXÕES NA NATUREZA Algumas questões importantes 521 CAPÍTULO 23 Ecologia de Paisagem e Manejo de Ecossistemas 525 ESTUDO DE CASO Lobos na paisagem de Yellowstone Ecologia de paisagem 527 A paisagem é uma área heterogênea composta de um mosaico dinâmico de ecossistemas que interagem uns com os outros 528

9 xxiv Sumário detalhado Padrões de paisagem afetam processos ecológicos regulando a movimentação de elementos e organismos 529 QUADRO 23.1 Pensando em escalas 530 O distúrbio tanto cria heterogeneidade da paisagem quanto responde a ela Fragmentação de hábitat 533 Hábitats fragmentados são biologicamente empobrecidos se comparados aos hábitats intactos 534 A matriz entre os fragmentos de hábitat possui diferentes permeabilidades 536 O efeito de borda muda o ambiente físico e a abundância das espécies 537 Fragmentação altera processos evolutivos Planejando reservas naturais 538 Áreas naturais núcleo devem ser grandes e compactas 539 Áreas naturais núcleo devem ser amortecidas por usos de solos compatíveis 540 Corredores podem ajudar a manter a biodiversidade em paisagens fragmentadas 541 A restauração ecológica pode incrementar a biodiversidade de paisagens degradadas Manejo de ecossistemas 543 Métodos de gerenciamento de recursos naturais se tornaram mais participativos com o passar do tempo 543 O manejo de ecossistema define metas sustentáveis, implementa políticas, monitora a efetividade e faz os ajustes necessários 544 Os humanos são partes integrais dos ecossistemas 544 ESTUDO DE CASO REVISITADO Lobos na paisagem de Yellowstone 545 CONEXÕES NA NATUREZA Futuras mudanças na paisagem de Yellowstone 546 CAPÍTULO 24 Ecologia Global 550 ESTUDO DE CASO A poeira no vento e o declínio dos corais Ciclos biogeoquímicos globais 551 O ciclo global do carbono está intimamente associado à energia 551 Fluxos biológicos dominam o ciclo global do nitrogênio 555 O ciclo global do fósforo é dominado pelos fluxos geoquímicos 556 Fluxos biológicos e geoquímicos determinam o ciclo global do enxofre Mudança climática global 558 A evidência de mudança climática é substancial 558 Quais são as causas das mudanças climáticas observadas? 559 Quando os seres humanos começaram a afetar o clima? 560 As consequências ecológicas na mudança do clima são substanciais. 562 QUADRO 24.1 Modelos, vulcões e mudança climática 563 Respostas ecológicas às mudanças climáticas são evidentes Deposição ácida e deposição de nitrogênio 567 Precipitação ácida causa desequilíbrio de nutrientes e toxicidade por alumínio 567 Em excesso, uma coisa boa pode ser ruim: deposição de N Ozônio atmosférico 571 A perda do ozônio estratosférico aumenta a transmissão da radiação nociva 572 O ozônio troposférico é prejudicial aos organismos 573 ESTUDO DE CASO REVISITADO A poeira no vento e o declínio dos corais 575 CONEXÕES NA NATUREZA Poeira e ecologia: uma perspectiva histórica 575 Apêndice 579 Respostas das Questões de Revisão 580 Glossário 593 Créditos das Ilustrações 604 Literatura Citada 607 Índice 627

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