Ecologia: conceitos e subdivisões

Universidade Federal de Minas GeraisEcologia Energética – 10/2004

Cecília Gontijo Leal

Ecologia: Histórico e Conceito

• Interesse prático do homem pela ecologia Sociedade primitiva: sobrevivência intimamente ligada ao conhecimento do meio ambiente (forças da natureza, plantas animais) ao qual o homem fazia parte.

• O termo Ecologia foi cunhado pelo biólogo alemão Ernst Haeckel em 1866: “estudo das relações de um organismo com seu ambiente inorgânico e orgânico, incluindo as relações amistosas e agonísticas com as plantas e animais com que convive”.

• Etimologia: do grego oikos = casa, e logos = estudo.

• O termo tornou-se popular com o surgimento dos movimentos ambientais em 1960 e 1970;

• Em português, apareceu pela primeira vez em Pontes de Miranda, 1924, "Introdução à Política Científica".

• O conceito original evoluiu até o presente no sentido de designar uma ciência, parte da Biologia, e uma área específica do conhecimento humano que trata do estudo das relações entre os organismos e com todos os demais fatores naturais e sociais que compreendem seu meio.

Ecologia: uma ciência interdisciplinar

Bioquímica

ECOLOGIA

Zoologia

Botânica

Evolução

Etologia

Geociências

Fisiologia

Hidrologia

Genética

Subdivisões modernas da ecologia

Ecologia HistóricaEcologia Energética

Ecologia de PaisagemEcologia de Ecossistemas

EcofisiologiaEcologia do Comportamento

Ecologia de Populações Ecologia de Comunidades

Ecologia Histórica• Estuda as causas e fenômenos responsáveis pela formação de

paisagens, comunidades. Tenta explicar o atual com base em evidências do passado.

• Artigo publicado na Science (19/09/03, pp. 1.710-1.714) ecologia histórica e fisionomia sócio-política da Amazônia pré-colombiana.

• Abalar a idéia de que a Amazônia por volta do descobrimento era quase um vazio humano, ocupada por tribos pequenas, esparsas e móveis.

• A região do alto Xingu era densamente povoada, com grandes aldeias, habitadas por milhares de pessoas e interligadas por imponentes estradas “floresta cultural”

• O ápice desta estrutura se deu por volta do descobrimento e o início da decadência, por volta de 1600 -1700 com os primeiros contatos com os colonizadores.

Imagens feitas por satélite empregadas pelos pesquisadores. Em A, duas aldeias pré-descobrimento unidas por estradas – nos detalhes, é possível ver a praça central e, em vermelho, as valas de proteção. Em B, estrutura radial de uma antiga aldeia, com as valas de proteção (vermelho, no detalhe) e estradas e caminhos que chegam à praça central.

Ecologia Energética

• Estuda o fluxo de energia através dos diferentes níveis tróficos que compõem um ecossistema.

• Modelo trófico-dinâmico de Cedar Bog Lake em Minnesota, EUA. Representa uma comunidade através do fluxo de energia entre os diferentes compartimentos desta comunidade.

a) A respiração é proporcionalmente maior em organismos heterotróficos b) A relação entre energia utilizada / não utilizada é diferenciada entre produtores primários e secundários c) É baixa a eficiência das trocas energéticas entre diferentes níveis tróficos.

Ecologia de Paisagem

• Paisagem: área composta por diferentes fragmentos, caracterizada por diferentes organismos e ambientes.

• Lida de forma integrada, com as paisagens naturais e as produzidas pela ação humana trabalho articulado com a ecologia urbana, industrial e rural

• Trata das relações que se rebatem no território e no uso e ocupação do solo.

A) Mapa (Wiscosin) mostrando a distribuição e conectividade de lagos e riachos (vermelho) e áreas alagadas (cinza) dentro do ambiente terrestre (branco).

B) Imagem de satélite (Wiscosin). Em preto, lagos e áreas alagadas; em vermelho, a vegetação e em branco, a cidade.

Ecologia de Ecossistemas

• Estuda o fluxo de energia e matéria através dos organismos e seu meio.

• O que é ecossitema? – Unidade espacial da Terra e todos os organismos

ali residentes juntamente com o meio abiótico (Linkens, 1992)

• Diversidade de conceitos;• Difícil delimitar um ecossistema;• Podem ser classificados quanto à latitude

(floresta temperada, tropical), fisionomia (savana, tundra), terrestre/aquático.

A) Daphnia pulexB) Daphnia dubia,

Tropocyclops, Keratella e Kellicottia

As duas comunidades possuem a mesma biomassa mas seus papeis no ecossistema são diferentes: A consome mais espécies de fitoplâncton e B recicla fósforo numa taxa mais elevada.

A) Modelo desenvolvido por Odum em 1957 para representar o fluxo de energia do sol para os organismos fotossintetizantes, herbívoros e carnívoros.

B) Fluxo de fósforo (em Kg.) entre os organismos de um lago

Ecofisiologia

• É o estudo da interação dos organismos com o meio ambiente e como isto influencia os processos bioquímicos e expressa adaptações e comportamentos que garantem a homeostase e sobrevivência.

Modelo “bio- energético” desenvolvido por Mitsch & Gosselink em 1986. O modelo utiliza os processos metabólicos (perda e ganho de energia) para inferir sobre sobrevivência, produção e distribuição dos organismos

Ecologia do Comportamento

• Estuda o papel que um padrão de comportamento ou estrutura tem na sobrevivência e reprodução animal;

• O comportamento é visto como uma adaptação favorecida pela seleção natural;

• Vários conceitos e controvérsias:– “qualquer coisa que um animal faz”– as plantas não são incluídas mas possuem

estratégias reprodutivas, de alocação de recursos, de atração de polinizadores, etc.

Dois coleópteros machos lutando pelo acesso à fêmea. Os “chifres” são usados para arremessar o oponente.

Ecologia de Populações

• Um dos enfoques é em como e por que as populações mudam em tamanho e ocupação espacial ao longo do tempo.

• Grupo de indivíduos da mesma espécie que ocupa determinada área.

A) População mundial de 1770 até o presente.

B) Dinâmica populacional predador-presa.

Ecologia de Comunidades

• Estuda os padrões e interações existentes em grupos ou agregações de diferentes espécies, partindo do princípio que a distribuição das espécies é influenciada por fatores biológicos (predação, competição etc) e ambientais (temperatura, umidade etc).

História de crescimento da vegetação em uma floresta.

Ecologia e as diferentes maneiras de olhar os organismos no meio

ambiente

Exemplo: Foto de uma paisagem rural

• Ecologia de Paisagem: Como a disposição da floresta, do campo e da construção da fazenda podem afetar a habilidade dos cervos de se moverem entre os fragmentos de floresta?

• Ecologia de Ecossistema: Como ocorre o fluxo de fósforo no curso d’água?

• Ecofisiologia: O clima local é adequado para o plantio de milho?

• Ecologia de Comportamento: Como o tamanho, condição e idade dos “pássaros pretos” afetam sua habilidade de defesa territorial ao longo do curso d’água e como isso pode influenciar seu sucesso reprodutivo?

• Ecologia de Populações: Que fatores podem estar funcionando como controladores do tamanho da população de trutas do riacho?

• Ecologia de Comunidade: Quantas espécies de plantas nativas e de insetos existe na floresta, e existe diversidade suficiente de polinizadores para manter a diversidade de plantas?

• Ecologia Energética: Como ocorre o fluxo de energia entre as cadeias tróficas do riacho?

• Ecologia Histórica: Como se deu a formação dos fisionomias vegetais e como este processo foi afetado pela ocupação humana?

Técnicas e Ferramentas

Ecologia de Paisagemsatélites, fotos, mapas, GIS

(Geographic Information Systems)

Ecologia de Ecossistemaanálises quantitativas químicas, calorímetro

Ecofisiologiarespirômetro, sensores de

luz, termômetro,

Ecologia de Populaçõespetrechos de coleta e amostragem, casa de

vegetação

Ecologia de Comunidadesguia de identificação de

espécies, quadrante

Ecologia de Comportamentogravador, equipamento de

vídeo, binóculo

Ecologia e Evolução

• Evolução é um conceito presente em todas as áreas da Ecologia:

• Ecossistema: As taxas de transferência de energias das plantas para os animais é resultado da seleção natural?

• População: A coevolução entre espécies de presas e predadores determina a dinâmica populacional em ciclos?

• Energética: As cadeias e teias alimentares são moldadas pela seleção natural?

• Fisiologia: Como um organismo é adaptado para viver em determinado ambiente com valores limitados de temperatura, água e alimento?

• Comunidade: A grande diversidade de espécies nos trópicos está relacionada a menores taxas de extinção, maiores taxa de especiação ou outros fatores?

• Paisagem: Como o tamanho e distribuição espacial das ilhas afeta a evolução e especiação das espécies de pássaros?

• Histórica: A ação antrópica no meio teve/tem interferência no processo de seleção natural das espécies?

• Comportamento: O comportamento reprodutivo é moldado pelo seleção sexual? Como?

Referências Bibliográficas

DODSON, S. I.; ALLEN, T.; CARPENTER, S.; IVES, A.; JEANNE, R.; KITCHELL, J.; LANGSTON, N. & TURNER, M. 1998. Ecology, Oxford. 434p.

PINTO-COELHO, R. 2000. Fundamentos em Ecologia. Artmed. Porto Alegre. 252p.

ODUM, E. P. 2001. Fundamentos de Ecologia. Fundação Calouste Gulbenkian. Lisboa. 927p.

SMITH, R. L. & SMITH, T. M. 1998. Elements of Ecology. B. Cummings Co. USA.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS E TÉCNICAS. NBR 6023. Informação e documentação: referências – elaboração. Rio de Janeiro: ABNT, 2000.

PINTO-COELHO, R. Disponível em: <http://www.icb.ufmg.br/~rmpc/energetica/MD3_A2.htg/> Acesso em: 04/out/2004

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS. Disponível em: www.abas.org.br/publicacoes/anais/seminarios/ anais/I_simp_inter_monit_autom_sist_agua/01.doc. Acesso em: 18/out/2004

CIÊNCIA HOJE. Disponível em: <http://www2.uol.com.br/cienciahoje/chmais/pass/ch199/umc.pdf> Acesso em: 18/out/2004