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Conceitos chave do tema 2 (capitulo 2 e 3 Begon): CAPÍTULO 2: · Condição: Fator ambiental abiótico que influencia no funcionamento de um organismo. Não pode ser consumido nem esgoto, porém pode ser alterado. Exemplos: temperatura, umidade relativa, pH, salinidade, etc. S: sobrevivência; G: crescimento; R: reprodução Exemplo de condições que funcionam assim: a) Água, nutrientes, temperatura, etc. b) Emissão radioativa, poluentes, toxinas. c) Micronutrientes · Nicho ecológico: Não é um local como o habitat, mas sim uma idéia: conjunto de tolerâncias e necessidades de um dado organismo em relação às condições e recursos. Também pode ser definido como um hipervolume n-dimensional, onde n representa o número de dimensões (condições e/ou recursos) que o constituem. · Nicho fundamental: Nicho potencial, faixa de abrangência, em termos de necessidade e tolerâncias de um organismo aos recursos e condições, total de um organismo. · Nicho efetivo: É o nicho fundamental porém com a presença de predação e competição. · Graus dia: Para alguns organismos o tempo de desenvolvimento está atrelado à temperatura de forma diretamente proporcional. Por exemplo: 10 graus, 10 dias, 5 graus 20 dias. · “Regra temperatura-tamanho”: Quanto maior a tempetarura menor o tamanho final do organismo: o desenvolvimento é mais acelerado pela temperatura do que o crescimento para um ampla gama de organismos, gerando tal padrão. · Endotérmicos: Organismos capazes de regular a temperatura do corpo pela produção de calor dentro do seu próprio corpo (apesar de não ser o único mecanismo para isso). · Ectotérmicos: Organismos que dependem de fontes de calor externas ao corpo para fazer a manutenção da temperatura corpórea. Observações: 1. existem variações para tais conceitos, por exemplo: durante hibernação organismos podem levar produção de calor dentro do corpo próximo a zero. 2. Vantagem: bem nutridos e saudáveis, os endotérmicos podem crescer mais rápido, ter movimento independente da temperatura (busca de alimentos, fuga, reprodução, etc), em contrapartida, endotérmicos gastam mais energia mesmo em ambientes isotérmicos. 3. Ambos possuem temperatura ambiental ótima e limites letais superiores e inferiores. · Resposta de um endotérmico a temperatura ambiental: A) Possível observar que abaixo de “a” há uma queda na produção de calor (organismo começa a ter problemas para lidar com temperatura ambiental - hipotermia). “a”: produção máxima de calor. Então temperatura ambiental começa a aumentar e produção de calor a diminuir. Até que entre “b” e “c”, produção de calor estabiliza, pois estão dentro dos limites termostáticos (aciona produção de calor). Acima de c produção de calor aumenta novamente, porém agora, para tentar esfriar o organismo. A temperatura corpórea cai somente abaixo de “a” (hipotermia) e acima de “c” (hipertermia). B) Consumo de oxigênio com a variação da temperatura: possível observar que consumo de O2 diminui a medida que a temperatura aumenta, até ponto que estabiliza e então volta a subir novamente. Produção de calor? · Aclimação: No laboratório: Exposição de um organismo a certo nível de uma condição que pré-condiciona a faixa de tolerância do mesmo a tal condição em situações futuras. Quando as tolerâncias de um organismo a uma certa condição foram pré-condicionadas pela experiência com essa condição em um passado recente. · Aclimatização: Naturalmente: Exposição de um organismos a um certo nível de uma condição que pré-condicionada a faixa de tolerância do mesmo a tal condição em situações futuras. Quando as tolerâncias de um organismo a uma certa condição foram pré-condicionadas pela experiência com essa condição em um passado recente. · Riscos, Desastres e Catástrofes: Riscos: eventos ocasionais perigosos, tais como vento, marés, etc. Desastres: eventos de grande amplitude que geram danos às populações. Ocorrem com freqüência suficiente para causar seleção natural. Catástrofes: eventos de grande amplitude que geram danos às populações e não ocorrem com freqüência suficiente para contribuir com a seleção natural. Constatações interessantes sobre condições: 1. Para muitas espécies as distribuições são explicadas principalmente pelas temperaturas máximas e mínimas (extremos) ocasionais. 2. Temperaturas altas: podem desnaturar enzimas e levar a desidratação 3. Variações espaciais e temporais na temperatura: latitude, altitude, continentalidade, sazonalidade, dia e microclima. 4. Congelação, seca e salinidade: efeitos osmorregulatórios, perturbando o equilíbrio hídrico das celulas e das membranas, deixando estas desestabilizadas. Reforçando pontos relevantes que não estão bem digeridos (capítulo 2): Aclimatização e aclimação: Quando a faixa de tolerância de um organismo a uma determinada condição é afetada por experiências no passado recente com está condição. Aclimação: em ambiente de laboratório; Aclimatização: em ambiente natural. Desastre: evento com escala de danos grandes e que ocorre com freqüência suficientemente grande para ter uma papel na seleção natural. Catástrofe: evento com escala de danos grandes porém ocorre com freqüência insuficiente para ter efeito na evolução das espécies. Conceito grau-dia: quando a relação da temperatura com o desenvolvimento é efetivamente linear, pode-se pensar em um conceito de graus-dia, por exemplo, um organismo precisa de 30 graus dia (acima do limiar de desenvolvimento em relação a temperatura, por exemplo se for 10 graus) para completar seu desenvolvimento. Portanto, poderia ser 3 dias 20 grau ou um dia 40 graus, por exemplo. Regra temperatura tamanho: relação entre temperatura, tamanho e desenvolvimento pode ser distinta. No entanto, em geral desenvolvimento responde mais a temperatura do que crescimento de modo que tamanho final tende a ser menor. CAPÍTULO 3: · Recursos: Entidades exigidas por um organismo bióticas ou abióticas cujas quantidades podem ser consumidas ou esgotadas. · Radiação: a) Todas as plantas fotossintetizantes possuem os pigmentos clorofila a e b.Absorção conjunta desses pigmentos é na faixa do violeta e azul e laranja e vermelho. b) Plantas com capacidade fotossintética mais alta em geral são de ambientes com recursos abundantes. O contrário é verdadeiro. c) Plantas parecem alcançar sua taxa fotossintética máxima quando os produtos estão sendo ativamente retirados. d) Eficiência na utilização da radiação por florestas tropicais está na faixa de 1 a 3%. Folha sol Folha sombra Distancia entre nó menor Maior Ângulo em relação ao horizonte Maior Menor Área de superfície foliar Menor Maior Espessura da lâmina foliar Maior Maior Capacidade fotossintética Maior Maior e) Balanço entre fotossíntese e conservação da água: estratégias fisiológicas, morfológicas, estruturais. Ponto de compensação: quando a taxa de fotossíntese é igual a taxa de respiração. Ponto de saturação luminosa: quando o consumo de CO2 estabiliza mesmo com o aumento da radiação fotossinteticamente ativa incidida. Capacidade fotossintética: taxa de fotossíntese quando radiação incidente atinge o nível de saturação. · Dióxido de carbono: a) Concentração de CO2 varia ao longo do perfil da floresta, quanto mais próximo do solo, maior. Em locais onde o inverno induz à dormência, gradiente de concentração de CO2 tende a diminuir. b) CAM e C4 tem mecanismos que impedem a fotorrespiração, aumentando a eficiência energética. Portanto, tem maior eficiência no uso da água, isto é, moléculas de carbono fixadas/ moléculas de água perdidas. C4: também tem menos N na folha, portanto sofre menos herbivoria. No entanto, plantas C4 tem alto ponto de compensação fótico, sendo ineficiente em locais sombreados. Além disso, o ponto ótimo se dá sob temperaturas altas (maioria ocorre nos trópicos e em locais áridos). Realocam grande parte de sua massa nas raízes. CAM: Abrem estômatos somente à noite, assim evitando perda grande de água. O CO2 é então fixado em ácido málico, o qual é armazenado em tecidos de armazenamento de água (suculência).· Aumento da [CO2] atmosférico: Para C4 e CAM terá pouca importância, uma vez que possuem mecanismos que deixam [CO2] dentro da folha maior do que o da atmosfera. No entanto, é esperado que as plantas C3 tenham resposta positiva no aumento da produtividade, tanto as lavouras como comunidades naturais. No entanto, é esperado que sob essas condições as concentrações de nutrientes diminuam, de modo que pode haver um aumento na herbivoria. Portanto, a situação é complexa. · Água: Capacidade de campo: A capacidade de campo é atingida quando a matriz do solo (potencial matricial), após saturação e drenagem gravitacinal, retém a quantidade máxima de água em seus capilares. Ponto de murcha permanente: Para Richard (1965), o ponto de murcha permanente, ocorre quando a água está retida a uma tensão de –1,5 MPa. Nesse ponto, as plantas não tem condições de manter a turgência do tecido vegetal e murcham de forma permanente · Nutrientes: Zona de esgotamento de recurso: taxa de difusão é o principal fator que determina a sua amplitude. Se a difusão por pequena, a zona de esgotamento é pequena, se a difusão for grande, o inverso é verdadeiro. A taxa de difusão depende do tipo de nutriente, da quantidade da água no solo, da temperatura, da textura do solo, etc. - concentração dos nutrientes varia entre espécies, mas principalmente quando comparados deferentes órgãos vegetais (mesmo dentro da mesma espécie). Já a composição entre animais e entre as diferentes partes dos animais é menor do quando falamos sobre plantas. Razão C/N dos animais é muito menor (não tem celulose, lignina, etc). - Principais produtos residuais de organismos que consomem plantas são compostos ricos em carbono, Co2, fibras. Já os de organismos que são carnívoros são principalmente produtos nitrogenados. · Organismos como recursos alimentares: Defesas químicas: a) Metabólitos secundários: compostos químicos que não desempenham nenhum papel nas rotas bioquímicas normais do indivíduo. · Teoria da aparência: Compostos químicos nocivos de origem vegetal podem ser classificados de duas formas: i) Compostos químicos tóxicos (ou qualitativos) são venenosos mesmo em quantidades pequenas. ii) Compostos químicos redutores de digestão (ou quantitativos), atuam proporcionalmente à sua concentração. Teoria supõe que compostos do tipo “i” são o fundamento da corrida armamentista, exigindo uma resposta simples e específica. Já os compostos químicos que tornam as plantas indigeríveis, tipo “ii”, são muito mais difíceis de superar. Então: Plantas de ciclo de vida curto são “protegidas” naturalmente devido à imprevisibilidade de seu aparecimento no espaço e tempo. Assim, estas espécies precisam investir em defesa somente se estiverem sujeitas a coevolução com alguns predadores especializados. Portanto tais plantas “não aparentes” tenderiam a desenvolver compostos qualitativos (tipo i), os quais têm alta especificidade. Já as plantas de ciclo de vida mais longo, seriam previsivelmente achadas por ampla gama de organismos, de tal modo que investiriam mais em defesas genéricas quantitativas (redutoras da digestão, tipo ii), uma vez que tem efeito mais amplo (generalista). · Teoria da defesa ótima: Propõe que “quanto mais importante for um órgão ou tecido de uma planta, mais investimento será alocado para a sua defesa”. Partes mais importantes deveriam ser protegidas por compostos químicos constitutivos (produzidos constantemente) e as partes menos importante por compostos químicos induzíveis (produzidos em resposta ao dano). · Cripsia: quando um organismo pode igualar-se ao meio, ou possuir um padrão que altere seu perfil ou ainda parecer um com um atributo não-comestível do meio. · Aposematismo: Organismos perigosos ou nocivos dão a impressão de uma advertência através de brilho, coloração chamativa ou forma vistosa. · Mimetismo Batesiano: quando um organismo desprotegido assume aspecto de outra, abundante e bem protegida. · Mimetismo Mulleriano: algumas espécies abundantes e bem protegidas apresentam características de advertência em comum. Isso as beneficia, porque simplifica a lição a ser aprendida pelo predador (reforça aprendizagem do predador). · Classificação dos recursos: Isolinhas de crescimento dependentes dos recursos : cada uma das isolinhas de crescimento representa as quantidades de dois recursos (r1 e r2) que deveriam existir em um hábitat para que a população mostrasse uma certa taxa de crescimento: A – negativo; B – zero; C – positivo. A) Essencial: ambos os recursos são necessários para o funcionamento do organismo e são insubstituíveis. O efeito do recurso X depende diretamente da disponibilidade do recurso Y e vice versa (fósforo e potássio, por exemplo). B)Perfeitamente substituíveis: Os recursos podem substituir perfeitamente um ao outro, desde que aumentados em determinada quantidade com a diminuição do outro e vice versa. Exemplo: sementes de trigo ou cevada na dieta do frango. C)Complementares: Os recursos podem ser substituídos entre si, no entanto, a necessidade pelos recursos é menor quando combinados (arroz e feijão, por exemplo). D)Antagônicos: Os recursos podem ser substituídos entre si; porém, ao contrario dos recursos complementares, a quantidade necessária pelos recursos é maior quando combinados do que quando separados. E)Inibitórios: recursos essenciais que são prejudiciais em excesso. Isolinhas são fechadas pois o crescimento diminui com o aumento dos recursos a partir de certo ponto. Reforçando pontos relevantes que não estão bem digeridos (capítulo 3): Teoria da aparência: Há dois tipos de defesas químicas; as qualitativas, as quais em pequenas quantidades já são nocivas ao organismo. Em geral possuem alta especificidade. E as quantitativas (redutoras da digestão). O efeito é proporcional a quantidade ingerida. Em geral tem baixa especificidade com o herbívoro. Então teoria prevê que plantas de ciclo curto (não aparentes), devido a imprevisibilidade maior no espaço tempo, devem apresentar defesas somente se tiverem coevoluido com um herbívoro, sendo que, neste cenário apresentaria as defesas do tipo i (alta especificidade). Já as plantas perenes (aparentes) seriam muito mais facilmente encontradas por gama maior de organismos, de tal modo que suas defesas devem ser do tipo ii (quantitativa, generalista e com efeito proporcional ao consumo). Teoria da defesa ótima: Supõe que quanto mais importante for o órgão/tecido para o valor reprodutivo (fitness) da planta, maior deve ser o investimento de defesa neste. Assim partes importantes devem ter defesas constitutivas (constantemente presentes) e partes pouco importantes defesas induzíveis (produzidas sob estimulo de herbivoria). Cripsia: Quando o organismo possui coloração, forma que se assemelham a objetos ou organismos do meio. Aposematismo: Quando um organismo nocivo possui características chamativas que atuam como o distinguem para o predador. Mimetismos: Batesiano: quando um organismo não nocivos possui semelhanças morfológicas, de coloração, etc a um organismo nocivo mais abundante que ele. Mulleriano: quando duas ou mais espécies nocivas possuem padrões semelhantes. de tal modo que reforça o aprendizado do predador. Classificação dos recursos: Essenciais, perfeitamente substituíveis, complementares, antagônicos e inibitórios. image1.png image2.png image3.png