Disciplina: BI63 B ECOSSISTEMAS

Transcrição

1 Curso de Graduação em Engenharia Ambiental Disciplina: BI63 B ECOSSISTEMAS Profa. Patrícia C. Lobo Faria Conteúdo da aula: Interações ecológicas conceitos, efeitos e adaptações

2 Interações Ecológicas Relações Ecológicas Interações Biológicas

3 As interações entre as populações podem determinar a abundância e distribuição de cada espécie em um determinado local. Compreender a natureza biológica dessas interações é a base para o estudo da ecologia das comunidades e o manejo para a conservação e recuperação ambiental.

4 Interação entre organismos... de mesma espécie: interação intraespecífica de s espécies: interação interespecífica Foto: Araquém Alcântara

5 Interações: Causas & Efeitos

6 Os resultados (efeitos) das interações podem ser: Positivos (+): quando os indivíduos de uma população são favorecidos pela interação Negativos (-): quando os indivíduos de uma população são prejudicados pela interação Neutros (0): quando os indivíduos de uma população não são influenciados pela interação.

7 Efeitos das interações ao nível das populações... BENÉFICO Relação HARMÔNICA (+ +) (+ 0) taxa natalidade, taxa mortalidade, taxa crescimento ou taxa de transporte PREJUDICIAL Relação DESARMÔNICA (+ -) (- 0) (- -) taxa natalidade, taxa mortalidade, taxa crescimento ou taxa de transporte A INTERAÇÃO PODE RESULTAR EM NENHUM EFEITO: NEUTRALISMO (0 0)

8 Causas... Mais da metade das espécies vive dentro ou sobre corpos de outros organismos Quase todo organismo é o hábitat de outros organismos Como interagem?

9 Vida dentro ou sobre outro organismo (hospedeiro): relações interespecíficas: Parasitismo (+ -) Parasitoidismo (+ -) Comensalismo (inquilinismo)(+ 0) Mutualismo (+ +)

10 Todo organismo vivo é consumidor de outro organismo vivo (recurso) ou é consumido por outro... ou ambos. Predação (+ -) Herbivoria (+ -) Mutualismo (+ +) Parasitismo (+ -) / Parasitoidismo Como interagem?

11 Outras causas para interagir: proteção, transporte, reprodução Foto: Michael Goulding

12 Análise das Interações entre Populações de duas Espécies Tipo de interação Efeito Espécie 1 Efeito Espécie 2 Natureza geral da interação Neutralismo 0 0 Nenhuma das populações é afetada pela outra Competição, por interferência direta Competição, por uso de recurso - - Inibição direta de uma espécie pela outra - - Inibição indireta quando os recursos comuns são escassos Amensalismo - 0 População 1, inibida; 2, não afetada Comensalismo (inquilinismo) + 0 População 1, comensal, é beneficiada; 2, hospedeiro, não é afetada. Exs.: epifitismo, espécies que usam restos alimentares,.. Parasitismo + - População 1, parasita, geralmente menor que 2, hospedeiro Predação (incluindo herbivoria) + - População 1, predador, geralmente maior que 2, presa Protocooperação + + Interação favorável para ambas, mas não obrigatória Mutualismo + + Interação favorável para ambas e obrigatória

13 Facilitação: (+ 0): interação entre espécies na qual a presença de uma espécie aumenta (direta ou indiretamente), a sobrevivência, a reprodução ou o crescimento de outra, diminuindo os efeitos das condições abióticas adversas. Planta-berçário: sombreamento, aumento da germinação, proteção contra herbivoria, etc. Geralmente é eliminada posteriormente.

14 Murtas devem ser erradicadas em função de interações ecológicas que estabelecem

15 Mutualismo (+/+) Uma ampla gama de interações entre espécies que beneficiam ambos os participantes Na maioria dos casos, cada parceiro de um mutualismo é especializado em executar uma função complementar ao outro. Obrigatório Facultativo (protocooperação)

16 Mutualismo dispersivo x visitantes florais Animais que transportam o pólen entre flores em troca de recompensa (néctar, pólen recurso, outras partes). Geralmente é mais especializado para restringir as espécies visitadas. Tamanho e cor da flor, local do néctar, quantidade, hora de abertura (antese) QUAL O BENEFÍCIO PARA AS PLANTAS???? Fecundação e formação de novos indivíduos (reprodução, ni) NEM SEMPRE OCORRE

17 Polinização em algumas orquídeas: PSEUDOCOPULAÇÃO* QUAL É O RESULTADO? QUAL É A INTERAÇÃO? (+-) Machos são atraídos até as flores por: Pétalas semelhantes à fêmeas (*) Liberação de perfumes que aumentam a atração de fêmeas SEMPRE ENTRAM EM CONTATO COM PÓLEN

18 Mutualismo dispersivo Animais que comem frutos carnosos (recurso) e dispersam as sementes em habitats adequados. No geral menos especializado que a polinização. Foto: Michael Goulding QUAL O BENEFÍCIO PARA AS PLANTAS???? estabelecimento de novos indivíduos (dispersão: ni - Se o embrião ficar intacto) DESTRUIÇÃO DO EMBRIÃO: (+ -) não é mutualismo, exceto em casos de guardar para comer depois!

19 Ectomicorrizas em plântula de Pinus com 4 cm acima do solo (Raven et al. 2001) Mutualismo trófico (relações de alimentação) Envolve parceiros especializados em formas complementares de obtenção de energia e nutrientes. Ex. líquens (fungos e algas); protozoários no trato digestivo de cupins, bovinos, caprinos Micorrizas (fungos e raízes); (aplicado à restauração de áreas deg.) bactérias Rhizobium e raízes de leguminosas (formam nódulos radiculares fixadores de nitrogênio); Cada parceiro supre um nutriente limitante ou recurso energético que o outro não pode obter por si próprio

20 FUNGOS (mico): agregados do solo, absorção de nutrientes pouco móveis (P, Cu e Zn), PLANTAS (raiz): Fornecem fotoassimilados

21 Mutualismo defensivo Envolve espécies que recebem alimento ou abrigo de seus parceiros em troca de defesa contra herbívoros, predadores ou parasitas O inimigo do meu inimigo é meu amigo! Ex. Formigas que defendem plantas de parasitas ou predadores, peixes e camarões limpam os parasitas da pele e das guelras de outras espécies de peixes

22 Como aplicar esses conceitos em ações de manejo? Favorecendo as interações.

23 Competição (-/-) É o uso ou defesa de um recurso por um indivíduo reduzindo a disponibilidade desse recurso para outros indivíduos. mesma espécie: intra-específica diferentes espécies: interespecífica Efeito da competicao sobre INDIVÍDUOS: Diminui as taxas de aquisição de recursos Aumenta o gasto de energia com manutenção Diminui as taxas de crescimento Diminui a expectativa de vida Aumenta os riscos de predação e/ou parasitismo Diminui a sobrevivência e/ou fecundidade

24 TIPOS (-/-) ODUM & BARRETT: Alelopatia: +/- Competição por exploração Ocorre quando competidores (indivíduos) se limitam mutuamente (indireta) através do uso de um recurso comum, limitante, como alimento, fêmeas (intra-específica), espaço Competição por interferência Ocorre quando os organismos envolvidos se comportam de forma (antagonista) a alterar a eficiência na exploração de um recurso, disputando-o (território, fêmeas, alimento) [alelopatia (Rickelfs))].

25 Competição Intra-específica (- -) Alga - Asterionella Quanto maior a densidade, maior é o efeito da competição. SELECIONA OS ÍNDIVÍDUOS MAIS APTOS.

26 Densidade relativa populacional Competição interespecífica (- -) Se duas espécies com mesmo nicho compartilham um ambiente homogêneo, uma delas perderá a competição para a outra, sendo excluída. Princípio de Gause ou da Exclusão Competitiva: estabelece que duas espécies não podem coexistir indefinidamente sobre um mesmo recurso limitante. Culturas separadas Culturas combinadas

27 Competição interespecífica entre Paramecium spp EXCLUSÃO ABAIXO DA K COEXISTÊNCIA

28 Competição: reduz a amplitude do nicho Nicho fundamental: nicho potencial de uma espécie: resumo de suas tolerâncias e exigências para cumprir seu modo de vida. maré alta Nicho realizado: O nicho praticado na presença de interações Nicho fundamental Nicho realizado A distribuição de uma espécie é determinada pela interação entre fatores bióticos e abióticos maré baixa A competição torna a zona de ocorrência menor do que a que poderia ocupar na ausência da outra espécie

29 Competição interespecífica permite coexistência Coexistência ocorre também quando dois recursos limitantes são compartilhados e cada espécie é mais efetiva na exploração de cada um

30 Objetivo da relação: obtenção de recurso (+ -) Consumidor-recurso Herbívoros-plantas Carnívoros-animais Onívoros (mais de um nível trófico) Parasita-hospedeiro Consumidores se beneficiam e o tamanho de suas populações aumenta, enquanto as populações - recurso são diminuídas.

31 Consumidor Funcional - Predador (Predação + -) Captura indivíduos vivos e os consome todo ou parte Consome várias presas, de diversos tipos Remove indivíduos da população de presas (mortalidade), mantendo a densidade abaixo da capacidade suporte

32 Consumidor Parasita (parasitismo + -) Obtém seus nutrientes de um ou de poucos indivíduos hospedeiros, diminuindo a aptidão desses. Geralmente não causam a morte imediata, não removem o indivíduo (debilitam). Se prendem ao corpo de seus hospedeiros: ectoparasitas Invadem o corpo de seus hospedeiros: endoparasitas

33 Formação de galhas: resposta de plantas, pela produção de tecidos que englobam insetos invasores, parasitas (que se desenvolvem no interior da galha).

34 Consumidores HERBÍVOROS (+ -) Funcionam como predadores Parasitas (não são) Quando consomem plantas inteiras Consomem partes das plantas, sem matá-las Pastejadores ou pastadores: atacam grande número de presas

35 Consumidores PARASITOIDISMO (+ -) Termo aplicado às espécies de vespas e moscas (adulto de vida livre) cujas larvas (Parasitóide) consomem os tecidos de 1 hospedeiro vivo normalmente ovos, larvas e pupas de outros insetos ou de sementes. Leva à morte do hospedeiro após a larva do parasitóide ter empupado.

36 Consumidor x Recurso Quem vence? Ataque x Defesa? diminuir a chance de encontro: se esconder ou fugir uso de defesas físicas, químicas, morfológicas ou comportamentais evitar o encontro: não sendo percebido ou se tornando óbvio demais

37 Quantos animais estão presentes? São percebidos?

38 Estratégias de defesa dos animais (Townsend et al pags 131 e 132, Ricklefs cap.17): Coloração críptica - CRIPSIA Animais palatáveis se tornam semelhantes com o meio: com a cor e o padrão de cascas, galhos, folhas ou fezes. são tomados por objetos não comestíveis e são rejeitados É uma estratégia de animais palatáveis

39 Coloração de advertência ou aposematismo É uma estratégia de animais impalatáveis Produzem químicos nocivos ou acumulam a partir de alimentos ingeridos, evidenciando o fato com um padrão de cor notável. Sua ingestão causará uma reação desagradável e esse padrão de coloração será rejeitado no futuro.

40 Mimetismo Batesiano Organismos palatáveis se assemelham a animais tóxicos (imitam) e são rejeitados. Animais (e plantas) impalatáveis Coral verdadeira e falsa coral que apresentam coloração de advertência servem de modelo de imitação para animais palatáveis, que desenvolvem semelhança com a cor dos impalatáveis. Modelo: Impalatável é mais frequente Mímico: Palatável é menos frequente

41 A presa (lagarta mormon) mimetiza o predador (serpente) do seu predador (ave).

42 Mimetismo Mülleriano Estratégia de organismos impalatáveis que compartilham um padrão de coloração de advertência. Muitas espécies formam complexos de mimetismo mülleriano - cada participante é tanto modelo quanto imitador 3 spp impalatáveis

43 Defesas das plantas contra os herbívoros Modificações anatômicas (folhas muito pilosas, c/espinhos) Modificações fisiológicas (folhas, frutos e sementes de baixo nível nutricional) Produção de substâncias (tanino, muita lignina) que podem dificultar a digestão das partes do vegetal ingeridas pelo herbívoro Produção de substâncias secundárias que conferem toxidez (por ex. alcalóides) Fuga no tempo (plantas anuais) Fuga no espaço (baixas densidades)

44 Pressão de herbivoria em plântulas: aumento da sobrevivência com aumento da distância de dispersão Maior densidade de sementes, plântulas germinadas, maior competição, herbívoros e patógenos. Ricklefs, cap.23, p.421 Maior taxa de sobrevivência, menor competição, herbivoria, e doenças com o aumento da distância da planta-mãe.

45 Predação: mantém coexistência de espécies: 15 spp na presença da estrela do mar, 8 na sua ausência.

46 Referências Tópico 37.2 volume II Coleção Vida Partes capítulos 17, 23 Economia da Natureza Partes do Capítulo 7 Odum e Barrett Partes dos capítulos 3 (3.4, 3.5), 6 e 7, 10 de Townsend et al.