Estudos em Ecologia...

2011-09-01T06:47:00.000-07:00

Bom... Pra quem não sabe.
Eu agora sou aluno de mestrado em Ecologia e Conservação da UFPR.

Já acabei as disciplinas obrigatórias e estou a caminha das optativas.

Vou trabalhar no Laboratório de Ecologia de Praias com a INFLUÊNCIA DA VEGETAÇÃO NA DISTRIBUIÇÃO E ABUNDÂNCIA DO CARANGUEJO Ocypode quadrata NUMA PRAIA DE PONTAL DO PARANÁ – PARANÁ. Sob orientação do Prof. Dr. Carlos Borzone!

Praia de Leste - Pontal do Paraná - PR

Toca de Ocypode quadrata e meu Pé!

Mais foto em: http://on.fb.me/r7Ld3v

Meu tcc de Matematica...

2011-03-05T08:19:00.001-08:00

a quem interessar..
ESTATISTICA: UMA FERRAMENTA INTERDISCIPLINAR

por: P. D. B. Guilherme - 2008

Meu tcc de Biologia...

2011-03-05T08:15:00.000-08:00

a quem interessar...

ECOLOGIA ALIMENTAR DA ESTRELA-DO-MAR ASTROPECTEN MARGINATUS GRAY, 1840 (ASTEROIDEA: PAXILLOSIDA) NO SETOR CENTRO-SUL DO LITORAL PARANAENSE - BR

P. D. B. Guilherme - 2010

Membracidae - Maravilha da biodiversidade terrestre!

2010-11-29T12:41:00.000-08:00

Os insetos da família Membracidae (membracídeos), vulgarmente designados como soldadinhos constituem um grupo relacionado com as cigarras e cigarrinhas. Existem cerca de 3200 espécies distribuídas em cerca de 600 gêneros. Encontra-se em todos os continentes, exceto na Antártida, ainda que só existam três espécies na Europa.

São especialmente conhecidos pelo alargado e ornado pronoto, que por vezes se assemelha a espinhos, aparentemente como meio de camuflagem. Mas em algumas espécies, o pronoto desenvolve-se como se fosse uma extensão com forma de corno, ou com outras formas ainda mais peculiares.

Os insetos com forma de espinhos, devido à sua forma pouco usual, desde cedo interessaram aos naturalistas. Fazem também parte do imaginário da cultura popular; estão, por exemplo, entre os insetos mencionados no filme Mestre dos mares - O lado mais distante do mundo.

Fotos por: Patrick Landmann/Lightmediation (http://www.lightmediation.net/blog/podcast/august/biodiversity.pdf)

Vi em: http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2010/11/26/the-surreal-treehoppers/

CAPITULO 22: APLICAÇÕES ECOLÓGICAS AO NÍVEL DAS COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

2010-11-24T04:00:00.000-08:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Neste último capítulo da trilogia sobre aplicações ecológicas, tratamos da aplicação da teoria relativa à sucessão, às teias alimentares, ao funcionamento do ecossistema e à biodiversidade.

Os gestores ambientais precisam estar conscientes de que a composição da comunidade dificilmente será estática. Objetivos de manejo que parecem necessitar de estase – a produção anual de uma cultura agrícola, a restauração de uma combinação particular de espécies, a sobrevivência a longo prazo de uma espécies ameaçada – provavelmente falharão se não considerarem a sucessão.

Cada espécie que preocupa os gestores tem os seus competidores, mutualistas, predadores e parasitos, e o reconhecimento de tais interações complexas é freqüentemente necessário para direcionar as atividades de manejo em vários campos, incluindo as doenças humanas, a conservação, o extrativismo e a biossegurança.

O escoamento de nutrientes das terras agrícolas, juntamente com os esgotos tratado e não-tratado, podem afetar o funcionamento dos ecossistemas aquáticos por meio do processo de eutrofização cultural que aumenta a produtividade, altera as condições abióticas e muda a composição de espécies da comunidade. Uma solução potencial é a “biomanipulação” das teias alimentares dos lagos para reverter alguns dos efeitos adversos do aumento de nutrientes no ambiente. Além disso, o conhecimento do funcionamento dos ecossistemas terrestres pode ajudar a determinar práticas de cultivo ótimas, em que a produtividade da lavoura envolve uma entrada mínima de nutrientes. O estabelecimento dos objetivos de restauração de ecossistemas (e a habilidade de monitorar se tais objetivos foram alcançados) requer o desenvolvimento de ferramentas para medir a “saúde do ecossistema” de ambientes terrestres e aquáticos.

Grande parte da superfície do planeta é usada para, ou adversamente afetada por, habitação humana, indústria, mineração, produção de alimento e exploração de recursos. Por isso, precisamos, com urgência, utilizar nosso conhecimento sobre a distribuição da biodiversidade para planejar redes de reservas terrestres e aquáticas, sejam elas especificamente voltadas à conservação ou destinadas para usos múltiplos, como uma combinação de extrativismo, de turismo e de conservação.

Concluímos enfatizando uma realidade que os ecólogos aplicados não podem ignorar. A aplicação da teoria ecológica nunca ocorre isoladamente. Em primeiro lugar, existem considerações econômicas inevitáveis: como os produtores rurais podem maximizar a produção e simultaneamente minimizar as conseqüências ecológicas adversas de sua atividade? Como a biodiversidade e o funcionamento do ecossistema podem ser avaliados juntamente com os lucros da silvicultura e da mineração? Como maximizar o retorno dos limitados recursos financeiros destinados a conservação? Segundo, quase sempre existem considerações sociopolíticas: que métodos podem ser utilizados para conciliar os interesses dos diferentes grupos envolvidos? O manejo sustentável deveria ser estabelecido por lei ou promovido pela educação? Como as necessidades e perspectivas dos povos indígenas podem ser levadas em consideração? Tais questões estão unidas na chamada base tripla da sustentabilidade, com suas perspectivas ecológica, econômica e sociopolítica.

CAPITULO 21: PADRÕES NA RIQUEZA EM ESPÉCIES

2010-11-22T17:16:00.001-08:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Por que algumas comunidades contêm mais espécies do que outras? Existem padrões ou gradientes de riqueza em espécies? Há respostas plausíveis para as questões que formulamos, mas tais respostas de maneira alguma são conclusivas.

Em termos simples, o número de espécies que podem estar dispostas em uma comunidade é determinado pelo tamanho dos nichos efetivos e o grau com que eles se sobrepõem, em relação à gama de recursos disponíveis. A competição e a predação podem modificar o resultado de modo previsível. Além disso, uma comunidade conterá mais espécies quanto mais completamente saturadas ela estiver; um fenômeno que pode ser abordado por meio da relação entre diversidade local e diversidade regional (número de espécies que teoricamente poderiam colonizar).

Descrevemos a influência de uma gama de fatores espacial (produtividade, heterogeneidade espacial, severidades ambientais) e temporalmente variáveis (variação climática, idade ambiental, área de habitat) sobre a riqueza em espécies, bem como os padrões de riqueza que aumentam, diminuem ou mostram padrão em “domo” em relação a estes fatores. As interações entre fatores (por exemplo, produtividade como pastejo ou perturbação) estão freqüentemente envolvidas na determinação dos padrões. Dedicamos uma atenção especial à teoria da biogeografia de ilhas e à interação entre imigração e extinção na determinação da riqueza em espécies – em relação à área insular e ao isolamento.

A seguir, retornamos aos gradientes de riqueza em espécies, trazendo exemplos que relacionam à latitude, altitude, profundidade, sucessão e historia evolutiva. As explicações para estes padrões invocam todos os fatores discutidos anteriormente.

Na seção final, em vez de procurar discernir e explicar padrões de riqueza em espécies, mudamos o foco e abordamos as conseqüências das variações da riqueza em espécies para o funcionamento de ecossistemas, discutindo sucessivamente produtividade, decomposição e fluxo de nutrientes. A compreensão do papel da biodiversidade nos processos ecossistêmicos é importante por razoes praticas, pois isto implica em saber como os humanos deveriam responder à perda da biodiversidade.

CAPITULO 20: TEIAS ALIMENTARES

2010-11-18T07:02:00.001-08:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Neste capitulo, mudamos o foco para sistemas que comumente possuem ao menos três níveis tróficos e “muitas” espécies.

Descrevemos efeitos “inesperados” em teias alimentares, em que, por exemplo, a remoção de um predador pode determinar um decréscimo na abundancia de presas.

A cascata trófica é o efeito indireto dentro da teia alimentar que tem recebido mais atenção. Discutimos as cascatas em sistemas com três e quatro níveis tróficos e questionamos se elas são igualmente comuns em todos os tipos de hábitats, destacando a necessidade de fazer uma distinção entre as cascatas no nível da comunidade e no nível da espécie. Foi questionado se as teias alimentares, ou tipos especiais de teia alimentar, são dominados pelo controle de cima para baixo (cascata trófica) ou de baixo para cima. Após, definimos e discutimos a importância de espécies-chave.

Toda a comunidade ecológica pode ser caracterizada pela sua estrutura, sua produtividade e sua estabilidade temporal. São apresentados os diferentes significados de “estabilidade”, distinguindo resiliência e resistência, estabilidade local e global, e fragilidade e robustez dinâmicas.

De acordo com a “sabedoria convencional”, durante muitos anos, as comunidades mais complexas eram consideradas mais estáveis. Descrevemos os modelos matemáticos simples que, pela primeira vez, abalaram esta corrente de opinião. Mostramos como, em geral, têm sido ambíguos os efeitos da complexidade da teia alimentar sobre a estabilidade das populações em sistemas modelados, e, para as propriedades agregadas de comunidades modeladas como um todo, como a sua biomassa ou produtividade, a complexidade (especialmente a riqueza em espécies) tende a aumentar a estabilidade de maneira consistente.

Em comunidades reais, da mesma forma, a evidencia é ambígua em nível de população, incluindo os estudos que examinam as relações entre riqueza em espécies e conectância e aqueles que manipulam experimentalmente a riqueza. Voltando ao nível de comunidade agregada como um todo, a evidência respalda de modo consistente a previsão de que o aumento da riqueza aumenta a estabilidade (diminui a variabilidade). No entanto, nessas considerações, destacamos a importância da natureza de uma comunidade (não simplesmente a riqueza), retornando à importância de espécies-chave.

São discutidas as limitações e os padrões no comprimento de cadeias alimentares. Examinamos a evidencia segundo a qual o comprimento da cadeia alimentar é limitado pela produtividade, pelo “espaço produtivo” (produtividade combinada com o tamanho da comunidade) ou simplesmente pelo “espaço” – mas essa evidência não é conclusiva. Examinamos, igualmente, os argumentos segundo os quais o comprimento de cadeias alimentares é limitado pela fragilidade dinâmica (em última análise, não-convincente) ou por restrições à morfologia e ao comportamento dos predadores. Há uma evidente necessidade de estudos rigorosos de muito mais teias alimentares, antes que possam ser feitas generalizações aceitáveis.

Examinamos o esforço em ligar a prevalência da onivoria e seus efeitos sobre a estabilidade da teia alimentar. É destacado que nos primeiros trabalhos a onivoria era considerada rara e desestabilizadora, e os trabalhos recentes mostram que ela é comum e sem efeito consistente sobre a estabilidade.

Finalmente, perguntamos se as teias alimentares tendem a ser mais compartimentadas do que seria esperado pelo acaso. Como as divisões dos hábitats são sutis, a evidência de compartimentos é bastante pobre, havendo mesmo grande dificuldade em demonstrar a sua existência (ou a sua falta) dentro dos hábitats. No entanto, existe um consenso, a partir de estudos teóricos, de que as comunidades aumentam a estabilidade se elas são compartimentadas.

CAPITULO 19: A INFLUÊNCIA DE INTERAÇÕES POPULACIONAIS NA ESTRUTURA DE COMUNIDADES

2010-11-18T05:21:00.000-08:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Espécies individuais podem influenciar a composição de comunidades inteiras de diversas formas. Neste capitulo, focamos nas formas pelas quais competição, predação e parasitismo podem moldar comunidades.

A visão de que a competição interespecífica possui um papel central e poderoso na moldagem de comunidades foi inicialmente encorajada pelo principio de exclusão competitiva, que implica um limite de similaridade entre espécies competidoras e, portanto, um limite de espécies que podem coexistir em uma dada comunidade até a saturação do espaço de nicho. É consenso que a competição às vezes afeta a estrutura de comunidades, embora também seja consenso o fato de a competição nem sempre possuir um papel fundamental. Portanto, outros fatores podem impedir a exclusão competitiva, seja pela redução de densidades ou pela reversão, periódica, da superioridade competitiva. Ainda, mesmo quando a competição é intensa, as espécies podem coexistir caso possuam distribuições agregadas, com cada espécie distribuída de forma independente das outras.

Evidências de estudos de comunidades envolvendo diferenciação de nicho no espaço e no tempo, em termos de uso de recursos importantes, são consistentes com o papel de competição na determinação da composição de comunidades. Entretanto, a mera documentação de diferenças entre espécies é insuficiente. A abordagem de estudo tem sido a construção de modelos nulos de comunidades que possuam algumas características de suas equivalentes reais (em termos de dieta, morfologia bucal ou distribuição das espécies coexistentes), mas que sejam montadas ao acaso, excluindo as conseqüências da competição. Comparações entre padrões previstos e observados algumas vezes tem dados suporte ao papel de competição, embora isto não seja uma regra em todos os casos.

Animais pastadores às vezes favorecem o aumento de riqueza em espécies de plantas (coexistência mediada por consumidor) por interromperem o processo de exclusão competitiva, impondo, portanto, sua própria ordem na composição de espécies. A coexistência de plantas mediada por pastadores é mais comum em situações ricas em nutrientes e nas quais as plantas consumidas preferencialmente são superiores competitivamente às plantas menos consumidas.

Animais carnívoros podem, de maneira semelhante, aumentar a riqueza em espécies de presas. Isto tem sido registrado para invertebrados em costões rochosos e comunidades de aves florestais, embora não para comunidades em fendas hidrotermais no fundo de oceanos ou estudos em ambientes terrestres envolvendo insetos e aranhas. O resultado final de predação em termos de riqueza em espécies depende, novamente, de diversos fatores, incluindo o padrão de preferência alimentar e as habilidades relativas das presas em termos de competição.

A incidência de um parasito, assim como em outros casos de consumo, pode determinar a presença ou não de uma espécie hospedeira em uma área; parasitos podem causar também efeitos pouco perceptíveis, influenciando espécies que interagem fortemente com outra ou ainda espécies engenheiras, seja em comunidades terrestres, de água doce ou marinha. Os parasitos algumas vezes são responsáveis por coexistência medida por consumo.

As comunidades não são necessariamente estruturadas por um único processo biológico, e o papel de consumidores na modelagem da estrutura de comunidades pode depender das condições abióticas. Efeitos biológicos podem freqüentemente ser menos significativos em comunidades em que as condições físicas são severas, variáveis ou imprevisíveis.

CAPITULO 18: O FLUXO DE MATERIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS

2010-11-12T10:39:00.000-08:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Os organismos vivos gastam energia para extrair substâncias químicas do seu ambiente. Eles as retêm e as utilizam por um determinado período e depois as perdem novamente. Neste capitulo, consideramos as maneiras pelas quais a biota sobre uma área de terra ou dentro de um volume de água acumula, transforma e transfere a matéria entre os diversos componentes vivos e abióticos do ecossistema. Alguns compartimentos abióticos ocorrem na atmosfera (carbono em dióxido de carbono, nitrogênio como nitrogênio gasoso), alguns nas rochas da litosfera (cálcio, potássio) e outros na hidrosfera – água dos solos, riachos, lagos ou oceanos (nitrogênio em nitrato dissolvido, fósforo em fosfato).

Os elementos nutrientes estão disponíveis para as plantas como moléculas inorgânicas simples ou íons e podem ser incorporados a complexos compostos orgânicos da biomassa. No final, no entanto, quando os compostos orgânicos são metabolizados em dióxido de carbono, os nutrientes minerais são liberados novamente sob forma inorgânica simples. Uma outra planta pode então absorvê-los, e, portanto, um átomo individual de um elemento nutriente pode passar repetidamente através de uma cadeia alimentar após outra. Por sua própria natureza, cada joule de energia em um composto rico em energia pode ser usado somente uma vez, e os nutrientes químicos podem ser utilizados de novo e reciclados repetidamente (embora a ciclagem de nutrientes nunca seja perfeita).

Discutimos as maneiras como os nutrientes são obtidos e perdidos nos ecossistemas assim como observamos que as entradas e saídas de um determinado nutrientes podem estar em equilíbrio. Entretanto, isso nem sempre é assim, pois há casos em que o ecossistema é uma fonte líquida ou um dreno líquido para o nutriente em questão. Examinamos os componentes dos estoques de nutrientes, bem como os fatores que afetam as entradas e saídas em florestas, cursos d’água, lagos, estuários e oceanos.

Uma vez que os nutrientes são transportados por vastas distâncias pelos ventos na atmosfera e pelas águas de rios e correntes oceânicas, concluímos o capítulo examinando os ciclos biogeoquímicos globais. Os oceanos constituem a principal fonte de água no ciclo hidrológico; a energia radiante faz como que a água evapore para a atmosfera; os ventos a distribuem pela superfície do globo e a precipitação a traz de volta para a terra. O fósforo provém principalmente do intemperismo de rochas (litosfera); seu ciclo pode ser descrito como sedimentar devido à tendência geral do fósforo mineral em ser transportado do continente inexoravelmente para os oceanos, onde por fim torna-se incorporado aos sedimentos. O ciclo do enxofre tem uma fase atmosférica e uma fase litosférica de magnitudes similares. Já nos ciclos do carbono e do nitrogênio, a fase atmosférica é predominante. A fotossíntese e a respiração são os dois processos opostos que governam o ciclo global do carbono, e no ciclo do nitrogênio a sua fixação e a sua desnitrificação por organismos microbianos são de especial importância. As atividades humanas contribuem com aportes expressivos de nutrientes aos ecossistemas e rompem ciclos biogeoquímicos locais e globais.

CAPITULO 17: O FLUXO DE ENERGIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS

2010-11-11T06:29:00.001-08:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

O termo ecossistema é usado para indicar a comunidade biológica (produtores primários, decompositores, detritívoros, herbívoros, etc.), junto com o ambientes abiótico em que ela está inserida. Lindermann lançou os fundamentos de uma ciência denominada energética ecológica, ao considerar a eficiência de transferência entre níveis tróficos – a partir de radiação incidente recebida por uma comunidade, passando por sua captura na fotossíntese das plantas verdes, até seu uso subseqüente pelos heterótrofos. Este é o tópico do presente capitulo.

Os corpos dos organismos vivos dentro de uma unidade de área constituem uma colheita em pé de biomassa. A produtividade primária refere-se à taxa com que a biomassa é produzida pelas plantas por unidade de área. A fixação total de energia pela fotossíntese é a produtividade primária bruta (PPB), uma parte da qual é respirada pelas plantas como respiração autotrófica (RA). A diferença entre PPB e RA é a produtividade primária líquida (PPL) e representa a taxa real de produção de nova biomassa que fica disponível para o consumo dos organismos heterotróficos. A taxa de produção de biomassa pelos heterótrofos é a produtividade secundária, e sua respiração é a respiração heterotrófica (RH). A produtividade líquida do ecossistema (PLE) é a PPB menos a respiração total (RA + RH).

Discutimos os padrões amplos da produtividade primária na face do globo e em relação às variáveis sazonais e anuais nas condições e observamos que as razões de produtividade primária: biomassa são mais altas em comunidade aquáticas do que em terrestres.

Os fatores que limitam a produtividade primária terrestre são a energia solar (e particularmente seu uso ineficiente pelas plantas), a água e a temperatura (e suas interações complexas), a textura e a drenagem do solo, alem da disponibilidade de nutrientes. O comprimento da estação de crescimento é especialmente influente. Em ambientes aquáticos, a produtividade primária depende, em particular, da disponibilidade da radiação solar (com padrões nítidos relacionados à profundidade da água) e dos nutrientes (os aportes de nutrientes em lagos por ações humanas, os aportes dos estuários para os oceanos e as zonas de ressurgências oceânicas são especialmente importantes).

Ao contrário das plantas, as bactérias heterotróficas, os fungos e os animais não conseguem, a partir de moléculas simples, produzir os compostos complexos ricos em energia de que necessitam. Eles obtêm sua matéria e energia diretamente consumindo material vegetal ou indiretamente de plantas comendo outros heterótrofos. Existe uma relação positiva entre produtividades primária e secundária em ecossistemas, mas a maior parte da produção primária passa, quando morta, através do sistema de detrito, e não através do sistema pastejador como material vivo. As rotas traçadas pela energia através das comunidades são determinadas por três eficiências de transferência de energia (eficiências de consumo, de assimilação e de produção). As eficiências de consumo no pastejo são mais altas onde as plantas possuem poucos tecido de sustentação estrutural e baixas razões C:N E C:P. discutimos também os padrões temporais no equilíbrio entre a produtividade primária e o seu consumo por heterótrofos, bem como mostramos como os padrões climáticos amplos (como El Niño) podem influenciar profundamente as energéticas do ecossistemas.

CAPITULO 16: A NATUREZA DA COMUNIDADE: PADRÕES NO ESPAÇO E NO TEMPO

2010-11-05T15:04:00.001-07:00

PARTE 3 – COMUNIDADES E ECOSSISTEMAS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

A comunidade é uma assembléia de populações de espécies que ocorrem juntas no espaço e tempo. A ecologia de comunidades procura entender a maneira pela quais grupos de espécies são distribuídas na natureza, e como eles são influenciadas pelo ambiente abiótico e por interações entre espécies.

Iniciamos explicando como a estrutura de comunidades pode ser medida e descrita, em termos de composição de espécies, riqueza de espécies, diversidade, equabilidade (regularidade) e diagramas de abundância relativa.

O estudo de padrões de comunidades no espaço progrediu das subjetivas “análises de gradiente” para abordagens matemáticas objetivas (“classificação” e “ordenação”), as quais permitem a exploração sistemática das relações entre composição de espécies e fatores abióticos. Observamos que a maioria das comunidades não é definida por limites nítidos, em que um grupo de espécies é abruptamente reposto por outro. Adicionalmente, uma dada espécie que ocorre em uma associação previsível possivelmente também ocorrerá com outro grupo de espécies sob condições diferentes em outros locais.

Assim como as importâncias relativas das espécies variam no espaço, os padrões de abundância variam no tempo. Uma espécie em particular pode ocorrer em locais onde ela é capaz de chegar, onde existam condições apropriadas e recursos e onde competidores, predadores e parasitos não impeçam sua ocorrência. Uma seqüencia temporal no aparecimento e desaparecimento de espécies, portanto, necessita que condições, recursos e/ou influência de inimigos variem com o tempo. Enfatizamos e explicamos padrões de comunidades após uma perturbação. Algumas vezes esses padrões são previsíveis (sucessão, controle de dominância); em outras, são altamente estocásticas (controle por fundação).

Embora possamos discernir e freqüentemente explicar padrões em composição de comunidades no espaço e no tempo, é desejável considerar espaço e tempo conjuntamente. O conceito de dinâmica de manchas de comunidades interpreta a paisagem como em mosaico, com manchas sendo perturbados e recolonizados por indivíduos de várias espécies. Implícitos nessa visão são os papeis críticos de perturbação como um mecanismo de reinicialização, e de migração entre fragmentos de hábitat. As dinâmicas de comunidades em paisagens em mosaico de manchas são fortemente influenciadas pela freqüência de formação de clareiras e pelo tamanho e forma destas clareiras em relação às propriedades de colonização e competição das espécies envolvidas.

CAPITULO 15: APLICAÇÕES ECOLÓGICAS AO NÍVEL DAS INTERAÇÕES ENTRE POPULAÇÕES

2010-11-05T15:03:00.001-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

A sustentabilidade é o conceito central na preocupação crescente em relação ao destino da Terra e das comunidades ecológicas que a ocupam. Neste capítulo, tratamos de dois aspectos-chave do manejo de recursos naturais – o controle de pragas e o manejo de exploração de populações selvagens. Cada um deles depende de um entendimento das interações populacionais (discutidas nos Capítulos 8 e 14) e cada um tem a sustentabilidade como principal objetivo.

Pode-se imaginar que o objetivo do controle de pragas seja a erradicação total, mas esta em geral é restrita aos casos em que uma nova espécie exótica invadiu uma região e um rápido esforço é investido para eliminá-la completamente. Normalmente, a meta é reduzir a população da praga a um nível no qual não vale mais a pena investir recursos em mais controle (o nível de prejuízo econômico, ou NPE). Dessa forma, podemos ver que a economia e a sustentabilidade estão intimamente ligadas. Quando a população de uma praga atinge uma densidade na qual está causando prejuízo econômico, no entanto, em geral é muito tarde para começar a controlá-la. Então, o limiar econômico (LE) é mais importante. O limiar econômico é a densidade da praga na qual a ação deveria ser realizada para impedi-la de atingir o NPE.

Descrevemos o conjunto de ferramentas representando pelos pesticidas e herbicidas químicos. Eles são uma parte-chave do arsenal dos responsáveis pelo controle de pragas, mas devem ser usados com cuidado devido à possibilidade de “ressurgência da praga-alvo” (quando o tratamento afeta mais os inimigos naturais do que a própria praga) e de “surtos de pragas secundarias” (quando os inimigos naturais de pragas “em potencial” são fortemente afetados, o que permite que as pragas em potencial se tornem pragas reais). As pragas também são capazes de desenvolver resistência aos pesticidas.

Uma alternativa aos pesticidas químicos é a manipulação biológica dos inimigos naturais das pragas. O controle biológico pode envolver: (i) “introdução”, com a expectativa de persistência a longo prazo de um inimigo natural de outra região geográfica (frequentemente da região de origem da espécie-praga); (ii) manipulação de predadores naturais já presentes (“controle biológico conservacionista”); (iii) liberação periódica de um agente que é incapaz de persistir durante todo o ano, mas que realiza o controle durante uma ou poucas gerações (“inoculação”); ou (iv) liberação de um grande número de inimigos (os quais não persistirão) para matar apenas aqueles indivíduos da espécie-praga presentes no momento (“inundação”, as vezes chamada, por analogia, de pesticidas biológicos). O controle biológico não é, de forma alguma, sempre ambientalmente correto. Estão sendo acumulados exemplos em que introduções aparentemente bem-sucedidas de agentes de controle biológico cuidadosamente escolhido impactaram espécies não-alvo relacionadas à espécie-praga quando pela influencia sobre outras espécies que interagem em teias alimentares com as espécies não-alvo.

O manejo integrado de pragas (MIP) é uma filosofia pratica de manejo que é baseada na ecologia, mas que usa todos os métodos de controle, incluindo os químicos, quando apropriados. Ela baseia-se fortemente nos fatores de mortalidade natural, como as condições climáticas e os inimigos naturais.

Sempre que uma população natural é explorada, existe o risco de sobre-exploração. Mas os responsáveis por sua exploração também querem evitar a subexploração, na qual consumidores potenciais são privados do produto, e os empregados nessa atividade ficam subempregados. Assim, como em muitas áreas da ecologia aplicada, existem importantes perspectivas econômicas, sociais e políticas a considerar.

O conceito de produção máxima sustentável (PMS) tem representado um princípio norteador do manejo de exploração. Descrevemos as diferentes abordagens para obter uma PMS – adotando uma cota fixa, regulando o esforço de exploração, explorando uma proporção constante ou permitindo um escape constante – e chamamos a atenção para as limitações de cada uma delas. Abordagens mais confiáveis para a exploração sustentável também são discutidas, incluindo os modelos de estoque dinâmico (os quais reconhecem que todos os indivíduos na população explorada não são equivalentes e incorporam a estrutura da população nos modelos populacionais) e abordagens que incorporam, explicitamente, os fatores econômicos (tratando da produção economicamente ótima, PEO, em vez de simplesmente da PMS). Também observamos que não existem dados disponíveis para muitos dos estoques pesqueiros mundiais, em especial nos países em desenvolvimento; nesses casos, princípios simples de manejo “sem dados” podem representar o melhor que os ecólogos podem propor.

Finalmente, muitas populações (incluindo aquelas de pragas e populações exploradas) existem em ambientes heterogêneos, às vezes como metapopulações. Os gestores ambientais precisam estar cientes dessa possibilidade, por exemplo, na determinação de qual agente de controle biológico usar em uma paisagem agrícola ou no planejamento de uma rede de zonas de exclusão de pesca como parte de uma estratégia de gestão pesqueira.

CAPITULO 14: ABUNDÂNCIA

2010-11-04T05:37:00.000-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Reunimos tópicos de capítulos anteriores, buscando explicar variações em abundância.

Os ecólogos podem enfatizar a estabilidade ou as flutuações. Para esclarecer essas perspectivas contrastantes, é necessário distinguir claramente entre fatores que determinam e aqueles que regulam a abundância. Assim procedendo, revisamos conflitos históricos entre os pontos de vista de Nicholson e Andrewartha e Birch. Descrevemos, então, em linhas gerais, as abordagens demográficas mecanística e de densidade para a investigação de abundância.

Iniciando com a abordagem demográfica, explicamos a analise do fator-chave, seus usos, mas também suas deficiências. Por conseqüência, explicamos também a analise da contribuição da λ, que supera alguns dos problemas com a análise de fator-chave, e, ao desenvolver essa explicação, descrevemos e aplicamos a análise da elasticidade.

A abordagem mecanística relaciona o nível ou presença de um fator (quantidade de alimento, presença de predadores) com a própria abundância ou a taxa de crescimento populacional. Isso pode simplesmente tratar-se de correlações, mas pode, alternativamente, envolver a perturbação experimental de populações. Verificamos que a introdução de um agente de controle biológico é um exemplo particular dessa abordagem.

As correlações com densidade não estão ausentes em outras abordagens, mas a abordagem da densidade enfoca as dependências da densidade em si mesma. Explicamos como as análises de series temporais buscam dissecar as dependências da densidade, em especial as forças relativas de dependência direta e em retardo da densidade, quando a abundância em um dado tempo é expressa como reflexo de abundâncias em tempos diferentes no passado (“retardos no tempo”). Mostramos, além disso, como análises relacionadas podem ser valiosas na contagem e na caracterização de retardos em uma descrição ótima de uma série temporal, e também na avaliação das respectivas contribuições de processos densidade-depedentes e densidade-independentes (especialmente climáticos) na determinação da abundância.

Os ciclos regulares e de multigerações têm sido de muitas maneiras, e por muitos anos, os marcos referenciais em relação aos quais os ecólogos têm testado sua capacidade de entender a determinação de abundância. Explicamos como os ciclos podem ser identificados dentro de séries temporais e, depois, examinamos três estudos de caso em detalhe.

Os ciclos do galo-selvagem-vermelho ilustram as dificuldades de distinguir explanações alternativas – parasitos e parentesco/comportamento territorial -, ambos com suporte.

O trabalho sobre ciclos em lebres ilustra a reunião de análises detalhadas de séries temporais e resultados obtidos por meios experimentais muito mais diretos. Ele também fornece uma advertência ponderada das dificuldades logísticas e práticas que necessitam ser admitidas e superadas para estabelecer explicações.

Mais esforços têm sido dedicados aos estudos de ciclos populacionais em roedores microtíneos (ratos silvestres e lemingues) do que em qualquer outro grupo de espécies. Descrevemos as tendências geográficas dos ciclos e a necessidade de uma explicação se suas causas. Observamos que tal explicação deve reconhecer que os ciclos são resultado de um processo de “segunda ordem”: uma combinação de um processo com dependência direta da densidade e um processo com dependência em retardo da densidade. Em seguida, examinamos três conjuntos de explicações, que diferem quanto à fonte de dependência em retardo de densidade: (i) as teorias “intrínsecas”, incluindo efeitos maternos; (ii) a “hipótese de predação por especialistas”, apoiada por modelos matemáticos e experimentos de campo, embora ambos tenham sido sujeitos à crítica ou evidencia contraditória; e (iii) as teorias enfocadas no alimento, que também apresentam alguns problemas.

Concluímos reconhecendo que nenhuma das perguntas formuladas no início do capítulos tem respostas simples.

CAPITULO 13: SIMBIOSE E MUTUALISMO

2010-10-26T10:50:00.000-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Iniciamos fazendo a distinção entre mutualismo, simbiose e comensalismo, enfatizando que mutualismo é o melhor visto como exploração recíproca, não uma parceria agradável.

Os mutualismos são examinados em uma progressão: a partir daqueles em que a associação é comportamental, passando por simbioses intimas em que um parceiro fica entre as células de outro e penetra nelas, até aquelas cujas organelas estabelecem tão intimas simbioses dentro das células dos seus hospedeiros que não podem sem considerados organismos distintos.

O peixe “limpador” alimenta-se de ectoparasitos, bactérias e tecido necrótico da superfície corporal do peixe “cliente”. Os limpadores obtêm uma fonte de alimento, e os clientes são protegidos de infecção. Muitas espécies de formigas protegem as plantas de predadores e competidores. Enquanto isso, elas próprias se alimentam de partes especializadas das plantas, embora sejam necessários experimentos minuciosos para demonstrar que as plantas se beneficiam.

Muitas espécies, incluindo o homem, cultivam plantas ou criam animais para sua alimentação. As formigas criam muitas espécies de afídeos em troca de secreções ricas em açúcar, embora experimentos demonstrem que pode haver custos e benefícios para os afídeos. Muitas formigas e besouros cultivam fungos que lhes proporcionam acesso ao material vegetal indigerível, e em alguns casos é estabelecido um mutualismo de três vias, com actinomicetos que protegem os fungos de patógenos.

Diversas espécies vegetais utilizam animais para dispersas suas sementes e grãos de pólen. Enfatizamos a importância dos insetos polinizadores e as pressões coevolutivas que geram um espectro desde generalista até ultra-especialistas. Discutimos também polinizações em locais de criação, de figueiras e yuccas, por vespas (para figueira) e mariposas (para yucca), que criam suas larvas nos frutos da planta polinizada.

Muitos animais sustentam uma microbiota mutualista dentro de seus intestinos, especialmente importante na digestão de celulose. Descrevemos a gama de sítios ativos e a comunidade complexa de mutualistas, dentro dos intestinos de uma diversidade de vertebrados e de cupins, enfocando especialmente os ruminantes e destacando a importância em muitos casos de refecação. Descrevemos, também, simbioses de micetócitos de insetos, em especial aqueles entre afídeos e espécies de Buchnera, por meio das quais microorganismos, na maioria bactérias, que vivem em células especializadas trazem benefícios nutricionais aos seus hospedeiros insetos.

Muitos dos invertebrados aquáticos estabelecem associações mutualistas com algas fotossintéticas, as mais importantes das quais talvez sejam os corais construtores de recifes. Destacamos o “descoramento de corais” – o branqueamento de corais como resultado da perda dos endossimbiontes – e sua possível relação com o aquecimento global, assim como enfatizamos a natureza multiespecífica desses e de muitos outros mutualismos.

Uma ampla variedade de associações simbióticas é formada entre plantas superiores e fungos. Concentramos a atenção nas micorrizas – mutualismos íntimos entre fungos e tecidos de raízes – encontradas em muitas plantas. Descrevemos as ectomicorrizas, as micorrizas arbusculares e as micorrizas ericóides, observando a gama de benefícios que elas podem trazer.

A biologia dos liquens foi descrita, discutindo as associações íntimas entre fungos micobiontes e fitobiontes, na maioria, algas. São enfatizados os paralelos com plantas superiores. Os mutualismos entre plantas e bactérias fixadoras de nitrogênio são de enorme importância. Abordamos a gama dessas bactérias, mas destacamos os mutualismos de rizóbios e leguminosas, descrevendo os passos envolvidos no estabelecimento da ligação, os custos e benefícios de ambas as partes e o papel do mutualismo na determinação da conseqüência da competição entre leguminosas e outras plantas. Isso levou a uma discussão sobre a parte desempenhada por plantas fixadoras de nitrogênio em sucessões ecológicas.

Examinamos brevemente alguns modelos matemáticos de mutualismos, que reenfatizam a importância de encarar as duas espécies em foco em um contexto mais amplo.

Por fim, discutimos a possibilidade de que a origem dos vários tipos de eucariotos, a partir de ancestrais mais primitivos, tenha progredido ao menos em parte por meio de uma fusão entremada de parceiros em simbioses mutualistas.

CAPITULO 12: PARASITISMO E DOÊNÇA

2010-10-26T10:10:00.000-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Iniciamos pela definição de parasito, infecção, patógeno e doença. A diversidade de parasitos de animais e de vegetais é depois delineada, com base nas distinções entre microparasitos e macroparasitos e entre os com ciclos de vida diretos e os como ciclos de vida indiretos (utilizam vetores). O caso particular de parasitos sociais e parasitos de prole (p. ex., cucos) é também discutido.

Explicamos a diferença entre parasitos biotróficos e necrotróficos (saprótrofos pioneiros) e utilizamos uma discussão sobre zoonoses (infecções da vida selvagem transmissíveis ao homem), para ilustrar a natureza da especificidade de hospedeiros entre parasitos.

Os parasitos são ambientes reativos: eles podem resistir ou se recuperar ou (em vertebrados) adquirir imunidade. Descrevemos as respostas contrastantes de vertebrados aos micro e macroparasitos e as comparamos sucessivamente com as respostas de plantas à infecção. O custo elevado da defesa do hospedeiro contra ataques é enfatizado. Os parasitos podem também induzir mudanças profundas no crescimento e no comportamento do hospedeiro.

Explicamos por que pode ser difícil distinguir os efeitos da competição intra-específica entre parasitos a partir das respostas imunológicas de hospedeiros dependentes da densidade de parasitos, e os padrões associados à competição interespecífica são observáveis tanto em parasitos quanto em outros organismos.

As distinções entre os tipos diferentes de transmissão de parasitos são descritas, e é desenvolvida a descrição formal da dinâmica de transmissão, utilizando a forma da taxa de contato para distinguir a transmissão dependente da freqüência, embora seja enfatizado que ambas possam ser apenas as extremidades de um espectro. Pode haver também uma grande variação espacial na velocidade com que uma infecção se propaga, seja como conseqüência de focos infecciosos ou por causa de misturas espaciais de espécies ou variedades suscetíveis e resistentes.

A distribuição de parasitos dentro de populações de hospedeiros em geral é agregada. Isso a torna especialmente importante para compreender a distinção entre prevalência, intensidade e intensidade média.

Discutimos os efeitos de parasitos na sobrevivência, no crescimento e na fecundidade de hospedeiros. Os efeitos são freqüentemente sutis, afetando, por exemplo, as interações de hospedeiros com outras espécies.

Após, examinamos a dinâmica da infecção dentro de populações de hospedeiros. Os conceitos fundamentais neste caso são a taxa reprodutiva básica, R0, o limiar de transmissão (R0=1) e o tamanho populacional crítico. Esses formam uma estrutura para microparasitos diretamente transmitidos que esclarecem os tipos de populações em que podemos esperar encontrar tipos diferentes de infecção, os padrões dinâmicos de diferentes tipos de parasitos e o planejamento de programas de imunização com base no principio da “imunidade da população”.

Também são abordadas as dinâmicas de patógenos atacando cultivos, de infecções transmitidas por vetores e macroparasitos e de parasitos infectando metapopulações de hospedeiros.

Examinamos o papel que parasitos e patógenos desempenham na dinâmica dos seus hospedeiros. Examinamos primeiro se as dinâmicas de hospedeiro e parasito são acopladas, ou se o parasitos simplesmente modifica a dinâmica subjacentes do hospedeiro, sem haver qualquer “feedback” detectável. Após, uma série de estudos de caso enfatiza que os dados que apóiam um papel dos parasitos na dinâmica dos seus hospedeiros são esparsos e muitas vezes sujeitos a interpretações alternativas.

Por fim, consideramos a coevolução de parasitos e seus hospedeiros, salientando que não há qualquer “acomodação confortável”, mais sim que as pressões seletivas em ambos os casos – parasito e hospedeiro – favorecem a maximização do ajuste individual.

CAPITULO 11: DECOMPOSITORES E DETRITÍVOROS

2010-10-19T06:39:00.001-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Distinguimos dois grupos de organismos que utilizam matéria orgânica morta (saprótrofos): decompositores (bactérias e fungos) e detritívoros (animais consumidores de matéria morta). Estes não controlam a taxa com quem seus recursos são disponibilizados ou regenerados; eles dependem da taxa como que outra força (senescência, doença, queda das folhas) libere o recurso do qual eles vivem. Eles são doadores controlados. Todavia, é possível observar um efeito “mutualista” indireto, por meio da liberação de nutrientes da serrapilheira em decomposição, que pode afetar a taxa com que as arvores produzem mais serrapilheira.

A imobilização ocorre quando um nutriente inorgânico é incorporado em uma forma orgânica – em especial durante o crescimento de plantas verdes. De modo contrario, a decomposição envolve a liberação de energia e a mineralização de nutrientes químicos – uma conversão de elementos de uma forma orgânica para uma inorgânica. A decomposição é definida como a desintegração gradual de matéria orgânica morta e é efetuada por agentes físicos e químicos. Ela culmina freqüentemente após uma sucessão mais ou menos previsível de decompositores colonizadores, com moléculas complexas ricas em energia sendo decompostas em dióxido de carbono, água e nutrientes inorgânicos.

Muitos decompositores microbianos são bem especializados, como os minúsculos consumidores de bactérias e fungos (microbívoros), mas os detritívoros como freqüência são generalistas. Quanto maior o detritívoro, menor a sua capacidade de distinguir entre micróbios como alimentos e o detrito sobre o qual estes estão crescendo. Discutimos os papeis relativos de decompositores e detritívoros na decomposição em ambientes terrestres, de água doce e marinhos.

A taxa com que a matéria orgânica morta se decompõe é muito dependente da sua composição bioquímica e da disponibilidade de nutriente minerais do ambiente. Os dois principais componentes de folhas e madeira mortas são a celulose e a lignina. Estas são responsáveis por consideráveis problemas digestivos de animais consumidores, muitos dos quais são incapazes de produzir a maquinaria enzimática para decompô-las. A maioria dos detritívoros depende de organismos microbianos para digerir celulose, em uma variedade de associações progressivamente intimas. Os detritívoros lidam mais facilmente com frutos mortos.

As fezes e a carniça são recursos orgânicos mortos abundantes em todos os ambientes e, mais uma vez, os organismos microbianos e detritívoros desempenham papeis importantes. Muitos detritívoros se alimentam de fezes, e os excrementos de herbívoros (mas não de carnívoros) sustentam sua própria fauna característica. De maneira análoga, muitos carnívoros são consumidores oportunistas de carniça, mas existe também uma fauna especializada no consumo de carniça.

Em sua composição e atividades, as comunidades de decompositores são tão ou mais diversas do que qualquer uma das comunidades mais comumente estudadas pelos ecólogos.

CAPITULO 10: A DINÂMICA DE POPULAÇÕES DA PREDAÇÃO

2010-10-12T13:02:00.000-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

As populações de predadores e presas mostram uma variedade de padrões dinâmicos. A principal tarefa dos ecólogos é explicar as diferenças de um exemplo para o próximo.

Muitos modelos matemáticos ilustram uma tendência subjacente de populações de predadores e presas passarem por oscilações conjuntas (ciclos) de abundancia. Explicamos o modelo de Lotka-Volterra, que é o mais simples modelo predador-presa de equação diferencial, e, usado isolinhas zero, mostramos que neste caso as oscilações acopladas são estruturalmente instáveis. O modelo também ilustra o papel, na geração de ciclos, de respostas numéricas atrasadas dependentes da densidade. Explicamos, igualmente, o modelo hospedeiro-parasitóide de Nicholson-Bailey, que também exibe oscilações instáveis.

Nestes dois modelos, os ciclos se estendem por várias gerações de presas (hospedeiros), mas outros modelos de sistemas de hospedeiro-parasitóide (e hospedeiro-patógeno) são capazes de gerar oscilações conjuntas com a duração de exatamente uma geração de hospedeiros.

Perguntamos se há uma boa evidência de ciclos predador-presa na natureza, enfocando especialmente um sistema constituído de lebre e lince e uma mariposa atacada por dois inimigos naturais. Mesmo quando predadores e presas exibem ciclos regulares de abundancia, nunca é fácil demonstrar que estes são ciclos predador-presa.

Iniciamos um exame dos efeitos sobre a dinâmica de fatores desde modelos mais simples que examinam o adensamento. Para os predadores, a interferência mutua é a expressão mais importante disso. Examinamos os efeitos do adensamento no modelo de Lotka-Volterra, incluindo a predação dependente da razão: o adensamento estabiliza a dinâmica, embora este efeito seja mais intenso quando os predadores são menos eficientes. Conclusões essencialmente similares emergem de modificações do modelo de Nicholson-Bailey. Contudo, na natureza, existe pouca evidência direta desses efeitos.

A resposta funcional descreve a abundancia de presas sobre a taxa de consumo dos predadores. Os três tipos de resposta funcional são explicados, incluindo o papel do tempo de manipulação na geração de respostas do tipo 2, bem como das variações no tempo de manipulação e eficácia na busca na geração de repostas do tipo 3. Explicamos as conseqüências dos diferentes tipos de respostas funcionais e do “efeito Allee” (diminuição do recrutamento em abundancia baixa) para a dinâmica predador-presa. As respostas do tipo 2 tendem a desestabilizar e, as respostas do tipo 3, a estabilizar, mais na pratica estas não são necessariamente importantes.

Os predadores freqüentemente exibem uma resposta de agregação. Examinamos os efeitos de refúgios e refúgios parciais no modelo de Lotka-Volterra, sugerindo que as heterogeneidades espaciais (e as respostas a elas) estabilizam a dinâmica predador-presa, freqüentemente em baixas densidades de presas. Entretanto, um trabalho posterior, especialmente com sistemas hospedeiro-parasitóide e o modelo Nicholson-Bailey, mostra que os efeitos da heterogeneidade são complexos. A estabilidade surge através da “agregação de risco”, fortalecendo as dependências diretas da densidade já existente. Porém, as respostas de agregação que são espacialmente dependentes da densidade com menor probabilidade levam a agregação de risco e aumentam a estabilidade. Os modelos com movimento dentro da geração adicionalmente debilitam a significância das respostas de agregação na estabilização das interações hospedeiro-parasitóide. Uma perspectiva de metapopulação enfatiza que as diferenças entre manchas podem se estabilizar através da assincronia, e também que as interações predador-presa podem gerar padrões espaciais e temporais.

Na pratica, têm sido demonstrados os efeitos estabilizadores da estrutura da metapopulação e dos refúgios, e a importância geral das repostas à heterogeneidade espacial na escolha de agentes de controle biológico é tema de debates acalorados.

Por fim, os sistemas predador-presa com mais de uma combinação de equilíbrio de predadores e presas são examinados como uma base possível de surtos de presas (ou predadores).

CAPITULO 9: A NATUREZA DA PREDAÇÃO

2010-10-12T11:54:00.001-07:00

PARTE 2 - INTERAÇÕES

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Predação é o consumo de um organismo por outro, em que a presa está viva quando o primeiro predador a ataca. Os predadores podem ser classificados de duas maneiras principais. A primeira é “taxonômica” – carnívoros consomem animais, herbívoros consomem vegetais, etc. – e a segunda é “funcional”, em que se distinguem predadores verdadeiros, pastadores, parasitóides e parasitos.

Os efeitos da herbivoria sobre uma planta dependem de quais herbívoros são envolvidos, de que partes da planta são afetadas e do momento do ataque em relação ao desenvolvimento da planta. Podemos esperar que ações de mordiscar folhas, sugar seiva, formar minas, danificar flores e frutos e cortar raízes tenham efeitos diferentes sobre as plantas. Uma vez que a planta em geral permanece viva por um período curto, os efeitos da herbivoria são também decisivamente dependentes da resposta da planta. A pressão da seleção evolutiva exercida por herbívoros tem levado a uma variedade de defesas físicas e químicas por parte das plantas que resistem ao ataque. Essas defesas podem estar presentes com continuidade efetiva (defesas constitutivas) ou o aumento da sua produção pode ser induzido pelo ataque (defesas passíveis de indução). Não é fácil determinar se as supostas “defesas” realmente têm efeitos negativos mensuráveis sobre o herbívoro e conseqüência positivas para a planta, em que especial após serem considerados os cursos de montagem da resposta. Foram discutidas as dificuldades de revelar tais efeitos e revisadas as relações entre herbivoria e sobrevivência e fecundidade das plantas.

De maneira geral, o efeito imediato da predação sobre uma população de presas nem sempre é previsivelmente prejudicial, primeiro porque os indivíduos mortos podem não constituir uma amostra aleatória (e eles podem ter o potencial mais baixo de contribuir ao futuro da população) e, crescimento, sobrevivência ou reprodução de presas sobreviventes (em especial mediante a redução da competição por um recurso limitante). Do ponto de vista do predador, pode-se esperar que um aumento da quantidade de alimento consumido leve a aumentos das taxas de crescimento, desenvolvimento e natalidade, e decréscimos das taxas de mortalidade. Contudo, existem muitos fatores que complicam essa simples relação entre taxa de consumo e benefício do consumidor.

Os consumidores podem ser classificados em um continuum, desde a monofagia (um único tipo de presa) até a polifagia (muitos tipos de presa). As preferências de muitos consumidores são fixas – elas são mantidas, independentemente das disponibilidades relativas de tipos de alimento alternativos. Porém, muitos outros mudam sua preferência, de modo que certos itens alimentares muitas vezes são consumidos desproporcionalmente quando se tornam comuns. Uma dieta mista pode ser favorecida por, em primeiro lugar, cada tipo de alimento contém diferentes substancias químicas toxicas indesejáveis. De modo geral, uma estratégia generalista seria favorecida se um consumidor tivesse mais a ganhar do que a perder em aceitar itens de qualidade baixa encontrados, em vez de ignorá-los e continuar sua busca. Discutimos esse tema no contexto de forrageio a ser esperada sob condições especificadas.

O alimento em geral apresenta distribuição em mosaico, e os ecólogos tem um interesse especial sobre as preferências de consumidores pelas manchas que variam na densidade de alimento ou presas que contêm. Descrevemos os comportamentos que levam a distribuições agregadas e a natureza dos padrões de distribuição resultantes. As vantagens de um consumidor em despender mais tempo em manchas mais proveitosas são fáceis de observar. Contudo, a alocação detalhada de tempo em diferentes manchas é um problema sutil, dependendo dos diferenciais precisos em vantagem, do proveito médio do ambiente como um todo, da distância entre manchas, etc. Esse é o domínio da teoria do uso da mancha. As previsões da teoria do forrageio ótimo e da teoria do uso ótimo da mancha são modificadas quando existe um risco simultâneo de um consumidor ser predado.

CAPITULO 8: COMPETIÇÃO INTERESPECÍFICA

2010-10-01T09:40:00.001-07:00

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Na competição interespecífica, os indivíduos de uma espécie sofrem redução na fecundidade, no crescimento ou na sobrevivência, como conseqüência da exploração de recursos ou interferência por indivíduos de outra espécie. As espécies competidoras podem excluir outra de hábitats particulares, de modo que elas não coexistam, ou podem coexistir, talvez mediante a utilização do hábitat de maneiras um pouco diferentes. A competição interespecífica é muitas vezes altamente assimétrica.

Embora as espécies possam não estar competindo no presente, seus ancestrais podem ter sido competidores. As espécies podem ter desenvolvido características que garantem que elas compitam menos, ou nem compitam, com outras espécies. Além disso, as espécies cujos nichos se diferenciaram podem ter evoluído independentemente e, de fato, nunca terem competido, no presente ou no passado. Uma manipulação experimental (a remoção de uma ou mais espécies, por exemplo) pode indicar a ocorrência de competição presente se ela levar a um aumento da fecundidade, da sobrevivência ou da abundancia das espécies remanescentes. Porém, resultados negativos seriam igualmente compatíveis com a eliminação passada de espécies por competição, com a evitação evolutiva de competição no passado e com a evolução independente de espécies não-competidoras.

Os modelos matemáticos, entre os quais o mais notável é o de Lotka-Volterra, têm proporcionado importantes discernimentos sobre as circunstancias que permitem a coexistência de competidores, bem como sobre as que levam à exclusão competitiva. Contudo, as suposições simplificadas do modelo de Lotka-Volterra limitam a sua aplicabilidade às situações reais na natureza. Constatamos, por meio de outros modelos e experimentos, que o resultado da competição interespecífica pode ser bastante influenciado por ambientes heterogêneos, inconstantes ou imprevisíveis. Pode haver a ocorrência de um competidor superior e um inferior em um recurso fragmentado e efêmero, se as duas espécies tiverem distribuições independentes e agregadas sobre os fragmentos disponíveis.

Descrevemos a gama de abordagens usadas para estudar os efeitos ecológicos e evolutivos da competição interespecífica, dedicando atenção especial aos experimentos no laboratório ou no campo (p. ex., experimentos de substituição, experimentos de adição, análise de superfície de respostas) e a experimentos naturais (p. ex., comparação de dimensões de nicho de espécies sem simpatria e alopatria). Vimos que a importante pergunta sobre a necessidade de um grau mínimo de diferenciação de nichos para a coexistência estável é mais fácil de formular do que responder.

O capitulo termina com o reconhecimento da necessidade de considera não apenas a dinâmica populacional das espécies competidoras, mas também a dinâmica dos recursos pelos quais elas estão competindo, se desejarmos alcançar uma compreensão completa da competição interespecífica e da coexistência das espécies.

CAPITULO 7: APLICAÇÕES ECOLÓGICAS NOS NÍVEIS INDIVIDUAL E POPULACIONAL

2010-09-21T10:31:00.001-07:00

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Os ecólogos e os gestores ambientais precisam identificar maneiras efetivas de aplicar o conhecimento cientifico para lidar com a ampla gama de problemas ambientais que enfrentamos. Neste capitulo, discutimos aplicações ecológicas da teoria e do conhecimento no nível individual e populacional. Este é o primeiro de um trio de capítulos; os outros abordarão de uma maneira semelhante à aplicação dos fundamentos da ecologia no nível das interações interespecíficas e no nível das comunidades e ecossistemas.

As estratégias de manejo em geral se baseiam na habilidade de prever onde as espécies se adaptarão melhor, seja no caso de desejarmos realizar a revegetação dos solos contaminados, restaurar hábitats degradados de espécies animais, prever a distribuição futura de espécies invasoras (e, por meio de medidas de biossegurança, evitar sua chegada) ou conservar espécies sob risco de extinção em novas unidades de conservação. Descrevemos como nosso entendimento da teoria do nicho fornece a fundamentação básica para muitas ações de manejo.

A bionomia de uma espécie é outra característica básica que pode guiar o manejo. Certas combinações de características ecológicas ajudam a determinar os padrões vitalícios de fecundidade e sobrevivência, os quais, por sua vez, determinam a distribuição e a abundancia das espécies no espaço e no tempo. Consideramos o caso de determinadas características (como o tamanho da semente, a taxa de crescimento, a longevidade e a flexibilidade comportamental) serem uteis para os gestores preocupados com a probabilidade de uma espécie representar uma parte de sucesso em um projeto de restauração de um habitat, ser uma exótica problemática ou ser uma candidata a extinção e, dessa forma, merecedora de prioridade de conservação. O tamanho corporal se mostrou um indicador particularmente importante do risco de extinção.

Uma característica de particular influencia no comportamento dos indivíduos, sejam animais ou plantas, é o seu padrão de deslocamento e dispersão. O conhecimento do comportamento migratório e do comportamento de dispersão em um ambiente fragmentado pode dar suporte as tentativas de restauração de hábitats danificados e subótimos, bem como ao planejamento de unidades de conservação. Além disso, um entendimento detalhado dos padrões de transmissão de espécies pela ação do homem nos permite prever e conter a disseminação de espécies invasoras.

A conservação de espécies sob o risco de extinção requer um entendimento profundo da dinâmica de pequenas populações. A teoria diz que os biólogos da conservação devem estar atentos aos problemas genéticos das pequenas populações, os quais precisam ser considerados durantes a elaboração de planos de manejo para a conservação. As pequenas populações também são sujeitas a certos riscos demográficos que aumentam sua probabilidade de extinção. Enfocamos uma abordagem chamada análise de viabilidade populacional (AVP) – uma determinação das probabilidades de extinção que depende do conhecimento das tabelas de vida, das taxas de aumento populacional, da competição intra-específica, da dependência da densidade, das capacidades de suporte e, quando apropriado, da estruturação da metapopulação. Uma análise cuidadosa das populações de determinadas espécies sob risco de ser usada para sugerir abordagens de manejo que apresentam a maior probabilidade de assegurar a sua persistência.

Um dos maiores desafios do futuro para as espécies, os ecólogos e os gestores ambientais é a mudança climática global. Lidamos com a maneira pela qual podemos utilizar o conhecimento sobre a ecologia das espécies, juntamente com as mudanças globais previstas nos padrões das condições fisioquímicas ao redor do globo terrestre, para prever e controlar a disseminação de espécies transmissoras de doenças e outras invasoras e para determinar a localização apropriada para as unidades de conservação.

CAPITULO 6: DISPERSÃO, DORMÊNCIA E METAPOPULAÇÕES

2010-09-15T11:19:00.000-07:00

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Fizemos a distinção entre dispersão e migração; dentro de dispersão, foi examinada a diferença entre emigração, transferência e imigração.

São descritas diferentes categorias de dispersões ativa e passiva, abordando especialmente a dispersão passiva na chuva de sementes e as estratégias de guerrilha e de infantaria de organismos clonais dispersados.

São explicadas as distribuições ao acaso, regular e agregada, e é enfatizada a importância da escala e da estrutura em mosaico na percepção de tais distribuições, especialmente no contexto do “grão” ambiental. São detalhadas as forças que favorecem e enfraquecem as agregações, incluindo a teoria do rebanho egoísta e a dispersão dependente da densidade.

Descrevemos alguns doa principais padrões de migração em uma gama de escalas – de marés, diária sazonal e intercontinental – incluindo aquelas que voltam repetidamente e as que ocorrem uma só vez.

Examinamos a dormência como uma migração no tempo, tanto em animais (especialmente diapausa) como em vegetais. É enfatizada a importância do fotoperíodo no ritmo da dormência.

A relação entre dispersão e densidade é examinada em detalhe. São explicados os papeis da endogamia e exogamia na direção das dependências da densidade, incluindo especialmente a importância em evitar a competição entre parentes, por um lado, e as atrações da filopatria, por outro.

Descrevemos uma diversidade de tipos de variação dentro das populações: polimorfismos e diferenças relacionadas ao sexo e à idade.

Voltamos à significância demográfica da dispersão e introduzimos o conceito da metapopulação composta de muitas subpopulações. A dispersão pode ser incorporada a dinâmica de populações e modelada de três maneiras diferentes: (i) uma “ilha” ou abordagem “espacialmente explícita”; (ii) uma abordagem espacialmente explícita que reconhece que as distâncias entre as manchas variam; (iii) uma abordagem que trata o espaço como contínuo e homogêneo.

Provavelmente, a conseqüência importante da dispersão para a dinâmica de populações únicas é o efeito regulador da emigração dependente da densidade. Contudo, é relevante também reconhecer a importância, na dinâmica de invasões, dos raros organismos dispersados por longas distâncias.

A teoria da metapopulações se desenvolver a partir do conceito inicial da mancha habitável não-habitada. Sua origem como um conceito em si mesmo foi modelo de Levins, que estabeleceu a mensagem mais fundamental: que a metapopulação pode persistir, estável, como resultado do balanço entre extinções e recolonizações aleatórias, ainda que as subpopulações não sejam estáveis.

Como nem toras as populações com distribuição em mosaico são metapopulações, formulamos a pergunta “Quando uma população é uma metapopulação?”, que pode ser particularmente problemática com populações vegetais.

Por fim, exploramos a dinâmica de metapopulações quanto à provável importância de equilíbrios estáveis alternativos.

CAPITULO 5: COMPETIÇÃO INTRA-ESPECÍFICA

2010-09-13T06:38:00.000-07:00

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

A competição intra-específica é definida e explicar. A exploração e a interferência são distinguidas, além de ser enfatizada a natureza comumente unilateral de competição.

Descrevemos os efeitos da competição intra-específica sobre as taxas de mortalidade e fecundidade, distinguindo sub-compensação, sobre-compensação e dependência da densidade exatamente compensadora. Entretanto, explicamos que a densidade em si é, em geral, apenas uma expressão conveniente do adensamento ou da escassez de recursos.

Esses efeitos, em nível individual, levam sucessivamente a padrões e tendências reguladoras, em nível populacional. A capacidade de suporte é definida, e suas limitações são explicadas, com a natureza convexa das curvas de recrutamento líquido e a natureza sigmoidal das curvas de crescimento populacional.

Descrevemos os efeitos da competição intra-específica sobre as taxas de crescimento, explicando a “lei da produção final constante”, em especial em organismos modulares.

O uso de valores k na quantificação da competição intra-específica é descrito, e as competições desorganizadas e de torneio (contest) são distinguidas.

Introduzimos o uso genérico de modelos matemáticos em ecologia e, após, desenvolvemos um modelo de uma população, com estações de reprodução discretas, sujeita à competição intra-específica. O modelo ilustra a tendência de atrasos no tempo (time lags) em provocar flutuações populacionais e que tipos diferentes de competição podem determinar tipos diferentes de dinâmicas de populações, incluindo padrões de caos determinístico, dos quais são explicadas a natureza e a importância. Também é desenvolvido um modelo com reprodução contínua, levando à equação logística.

É explicada a importância de diferenças individuais na geração de assimetrias na competição, bem como a importância da competição na geração de diferenças individuais. As assimetrias tendem a aumentar a regulação; a territorialidade é um exemplo particularmente importante disto.

Os efeitos progressivos da competição no crescimento e na mortalidade podem freqüentemente estar interligados no processo de auto-atenuação, que tem sido enfatizado em populações vegetais. Explicamos as linhas dinâmicas de atenuação e a lei de potência de -3/2, quando coortes únicas são acompanhadas, bem como linhas-limites da espécie e da população, quando uma série de populações adensadas é observada em densidades diferentes. Questionamos se existe uma linha-limite única para todas as espécies.

Esclarecemos como foram propostos dois tipos amplos de explicação para a tendência consistente entre espécies: aqueles baseados na geometria e aqueles baseados na alocação de recursos em plantas de tamanhos diferentes.

Por fim, examinamos a auto-atenuação em populações animais e concluímos que as plantas não são tão consistentes em seus padrões de auto-atenuação como se pensava, e os animais se acham tão sujeitos às regras “gerais” de auto-atenuação quanto às plantas.

CAPITULO 4: NATALIDADE, MORTALIDADE E HISTÓRIA DE VIDA

2010-09-06T18:55:00.001-07:00

PARTE 1 - ORGANISMOS

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Os ecólogos tentam descrever e explicar a distribuição e a abundancia dos organismos, os processos que modificam o tamanho populacional – natalidade, mortalidade e os movimentos de dispersão (emigração e imigração) – e os modos pelos quais estes processos demográficos são influenciados pelos fatores ambientais.

Nem todos os indivíduos são iguais, especialmente entre os modulares, em oposição aos organismos unitários. As formas de crescimento modular precisam ser descritas, assim como a natureza e importância ecológica de senescência e a integração fisiológica em organismos modulares. A ecologia necessariamente envolve contagem dos indivíduos ou de seus módulos. Uma população é um grupo de indivíduos de uma espécie, sendo que este conceito varia de estudo a estudo. É mais conveniente considerar a densidade do que o tamanho populacional. Os métodos de estimar o tamanho populacional ou a densidade são descritos brevemente.

Foi demonstrada uma variedade de padrões de ciclos de vida, incluindo a distinção entre espécies semélparas e iteróparas. Os métodos básicos de quantificação de tais padrões incluem tabelas de vida, curvas de sobrevivência e padrões de fecundidade. Para espécies anuais, podem ser construídas tabelas de vida de coorte, em que seus componentes são descritos. Um parâmetro que resume o padrão de fecundidade é a taxa reprodutiva liquida, R₀. As curvas de sobrevivência que derivam de uma tabela de vida podem ser classificadas em três tipos básicos. Contudo, uma variedade de características, incluindo banco de sementes, indica que há muitas espécies que não são assim, ditas anuais.

Para indivíduos de momentos reprodutivos repetidos também é possível construir tabelas de vida de coorte; tabelas de vida estática são uma alternativa que deve ser utilizada com cautela.

Foi explicada como a taxa reprodutiva líquida, R₀, o tempo de geração e a taxa de aumento populacional estão inter-relacionados quando as gerações se sobrepõem, levando à taxa líquida reprodutiva, R, e à taxa intrínseca de aumento populacional r (=lnR). Foi explicado, igualmente, como tais parâmetros podem ser estimados pelas tabelas de vida, projetando a população futura por meio de matrizes, um método mais eficaz de se analisar a fecundidade e a sobrevivência quando há sobreposição de gerações.

Foram descritos três diferentes tipos de perguntas a respeito da evolução das histórias de vida que ocorrem como freqüência. Muitas das respostas a essas perguntas tem sido baseadas na idéia de otimização. Os componentes das histórias de vida e seu significado ecológico foram também descritos: tamanho, taxa de desenvolvimento, semelparidade ou iteroparidade, número e tamanho de ninhada, e algumas medidas compostas – alocação reprodutiva e especialmente valor reprodutivo.

Os trade-offs são centrais para se entender a evolução da história de vida, embora sejam difíceis de observar na natureza. Os trade-offs mais importantes são aqueles que revelam um aparente “custo de reprodução” (CR) em termos de decréscimo no valor reprodutivo residual. Outro entre o número e o fitness individual da prole.

Para orientar a questão de há padrões ligando tipos específicos de historias de vida a tipos específicos de hábitats, são introduzidos os conceitos de conjuntos de opções e níveis de fitness, levando a uma classificação geral comparativa de hábitats. Então, revelou-se um padrão de alocação reprodutiva e do seu tempo de ocorrência, otimizando o tamanho e o numero da prole. O conceito de seleção r e K foram apresentados, com suas limitações e evidencias. Também foi explicado que os padrões na plasticidade fenotípica das historias de vida podem igualmente ser governados pela seleção natural.

Finalmente, foram discutidos os efeitos das restrições filogenéticas e alométricas na evolução das historias de vida – em especial o efeito do tamanho – concluído-se que ainda permanece um desafio relacionar as historias de vida com os hábitat no qual estas evoluem.

CAPITULO 3: RECURSOS

2010-08-27T18:16:00.000-07:00

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Os recursos são fatores necessários a um organismo, cujas quantidades podem ser reduzidas pela sua atividade. Portanto, os organismos podem competir para capturar uma parte de um recurso limitado.

Os organismos autotróficos (plantas verdes e certas bactérias) assimilam recursos inorgânicos em conjuntos de moléculas orgânicas (proteínas, carboidratos, etc.). Eles se tornam os recursos de organismos heterotróficos, que participam de uma cadeia de eventos em que cada consumidor de um recurso torna-se, por sua vez, um recurso para um outro consumidor.

A radiação solar é a única fonte de energia que pode ser usada em atividades metabólicas das plantas verdes. Durante a fotossíntese, a energia radiante é convertida em compostos de carbono ricos em energia, que depois serão decompostos na respiração. Porém, o aparato fotossintético tem acesso à energia apenas na faixa de ondas da “energia fotossinteticamente ativa”. Examinamos as variações na intensidade e qualidade da radiação, bem como as respostas das plantas a tais variações. Estudamos, também, as soluções estratégicas e táticas adotadas pelas plantas para resolver os conflitos entre fotossíntese e conservação de água.

O dióxido de carbono é também essencial para a fotossíntese. Foram examinadas as variações em sua concentração e suas conseqüências, incluindo aumentos globais ao longo do tempo e aqueles em escalas espaciais menores. Existem três rotas de fixação do carbono na fotossíntese: C₃, C₄ e CAM. São explicitadas as diferenças entre essas rotas e as suas conseqüências ecológicas.

A água é um recurso crítico para todos os organismos. Nas plantas, examinamos como as raízes “forrageiam” a água e a dinâmica das zonas de esgotamento dos recursos ao redor das raízes, para a água e os nutrientes minerais. Os nutrientes minerais são classificados de modo geral em macronutrientes e elementos-traço, sendo que cada um penetra independentemente na planta, como um íon ou uma molécula; eles têm propriedades características de absorção no solo e de difusão, o que afeta a sua acessibilidade para a planta.

O oxigênio é um recurso para animais e plantas. Ele torna-se limitante mais rapidamente em ambientes aquáticos e alagados. Quando a matéria orgânica se decompõe em um ambiente aquático, a respiração microbiana pode reduzir tanto esse recurso a ponto de restringir alguns tipos de animais superiores que poderiam persistir.

Entre os heterótrofos, explicamos as diferenças entre saprótrofos, predadores, pastadores e parasitos, bem como entre especialistas e generalistas.

A razão carbono:nitrogênio de tecidos vegetais comumente supera muito a de bactérias, fungos e animais. Por isso, os principais produtos residuais de organismos que consomem plantas são compostos ricos em carbono. Os principais produtos de excreção dos carnívoros, ao contrario, são nitrogenados. As diferentes partes de uma planta têm composições muito distintas. Como conseqüência, os pequenos herbívoros, na maioria, são especialistas. A composição dos corpos de herbívoros distintos é significativamente semelhante.

A maior parte das fontes de energia potencialmente disponíveis para herbívoros compreende celulose e ligninas, mas a maioria dos animais não dispõe de celulases – um enigma evolutivo. Em vertebrados herbívoros, explicamos como a taxa de ganho de energia de diferentes recursos alimentares é determinada pela estrutura do intestino.

Os recursos vivos são defendidos de maneira característica: fisicamente, mediante substancias químicas, ou por cripsia, aposematismo ou mimetismo. Isso pode levar uma corrida armamentista coevolutiva entre o consumidor e o consumido.

A teoria da aparência e a teoria da defesa ótima procuram revelar o sentido da distribuição de diferentes compostos químicos protetores, em especial os constitutivos e os induzidos, em distintas espécies vegetais e partes das plantas.

Tomando os recursos aos pares, os gráficos para os consumidores de isolinhas de crescimento líquido zero permitem que os pares de recursos sejam classificados como essenciais, perfeitamente substituíveis, complementares, antagônicos ou revelando inibição. As isolinhas de crescimento líquido zero definem um limite de um nicho ecológico de uma espécie.

CAPITULO 2: CONDIÇÕES

2010-08-24T10:34:00.001-07:00

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

Uma condição é um fator ambiental abiótico que influencia o funcionamento dos organismos vivos. Em geral, podemos reconhecer um nível ótimo, no qual um organismo exibe o melhor desempenho. Basicamente, deveríamos definir “melhor desempenho” do ponto de vista evolutivo, mas, na prática, em geral medimos o efeito das condições sobre alguma propriedade-chave, como a atividade de uma enzima ou a taxa de reprodução.

O nicho ecológico não é um local de um organismo, mas um resumo de suas tolerâncias a condições e exigências de recursos. O conceito moderno – hipervolume n-dimensional, segundo Hutchinson – também distingue nichos fundamental e realizado.

A temperatura é discutida em detalhe como uma condição típica e, talvez, a mais importante. Nos extremos superiores e inferiores de temperatura, os organismos acusam prejuízos de funcionamento e, por fim, morrem. Entre os extremos, onde existe um ótimo, eles respondem com uma amplitude funcional, embora essas respostas possam estar sujeitas à adaptação evolutiva e à aclimatização mais imediata.

As taxas de processos biológicos enzimáticos muitas vezes crescem exponencialmente com a temperatura (com freqüência, Q₁₀≈2), mas para taxas de crescimento e desenvolvimento muitas vezes existem apenas leves desvios da linearidade: a base para o conceito grau-dia. Uma vez que o desenvolvimento em geral aumenta mais rapidamente com a temperatura do que o crescimento, o tamanho final tende a decrescer com a elevação da temperatura. As tentativas para descobrir regras universais de dependência da temperatura permanecem um tema de controvérsia.

Explicamos as diferenças e as semelhanças entre organismos endotérmicos e ectotérmicos em especial quanto às suas respostas a uma faixa de temperaturas.

Examinamos variações sobre a superfície da Terra e no interior dela, com uma diversidade de causas: efeitos latitudinais, altitudinais, continentais, sazonais, diários e microclimáticos, bem como os efeitos da profundidade no solo e na água. Cada vez mais, tem-se tornado aparente a importância dos padrões temporais de médio prazo. Entre esses, são dignos de nota a El Niño-Southern Oscillation (ENSO) e a North Atlantic Oscillation (NAO).

Existem muitos exemplos de distribuições de plantas e animais que estão correlacionadas de forma significativa com alguns aspectos da temperatura do ambiente, mas que não provam que a temperatura determina diretamente os limites de distribuição de uma espécie. As temperaturas medidas raramente são aquelas que os organismos experimentam. Para muitas espécies, as distribuições são atribuídas menos às temperaturas médias do que aos extremos ocasionais; e os efeitos da temperatura podem ser determinados amplamente pelas respostas de outros membros da comunidade ou por interações com outras condições.

Muitas outras condições ambientais também são discutidas: o pH do solo e da água, a salinidade, as condições no limite entre o mar e o continente e as forças físicas de ventos, de ondas e de correntes. São feitas distinções entre riscos, desastres e catástrofes.

Muitas condições ambientais estão se tornando gradativamente importantes, devido à acumulação de subprodutos tóxicos de atividades humanas. Um exemplo significativo é a criação de “chuva ácida”. Um outro exemplo é a influencia de gases industriais sobre o efeito estufa e os efeitos conseqüentes sobre o aquecimento global. Uma elevação projetada de 3 a 4 °C para os próximos 100 anos parece um valor razoável como ponto de partida para projeções de efeitos ecológicas, embora o aquecimento global não seja uniformemente distribuído sobre a superfície da Terra. Essa taxa é 50 a 100 vezes mais rápida do que o aquecimento pós-glacial. Devemos esperar mudanças latitudinais e altitudinais nas distribuições de espécies e extinções de floras e faunas.