Aula 1.b:
O que é Ecologia
Prof. Leandro Sabagh
Disciplina
Elementos de Ecologia – IBE121
Definições
Níveis de organização biológica
Escala em ecologia
Como se faz ecologia
O que não é Ecologia (Ambientalismo)
Conteúdo
Ao fim da aula vcs deverão ser capazes de:
1)
Diferenciar ecologia de outros conceitos;
2)
Identificar os diferentes níveis e escalas
em ecologia;
3)
Compreender os passos da ciência
ecológica.
Objetivos
Definição
ECO
LOGIA
Οἶκος
λογία
casa
estudo
Ernst Haeckel (1869)Etimologia:
... Economia
... Cueca (?!)
“O estudo do ambiente natural incluindo as
interações dos organismos entre si e com
o seu entorno”
Haeckel (1869)
Definição
* tradução livre a partir de citação em Odum & Barrett (2004) Fundamentals of Ecology.
Ernst Haeckel (1834-1919)
“O estudo do
ambiente
natural incluindo as
interações
dos organismos entre si e com
o seu entorno”
Haeckel (1869)
Definição
* tradução livre a partir de citação em Odum & Barrett (2004) Fundamentals of Ecology.
Ernst Haeckel (1834-1919)
Definições
... 1869 Haeckel 1893 Burdon-Sanderson 1904 Tansley 1927 Elton 1986 Begon 1972 Krebs 1973 Ricklefs“O estudo da
distribuição
e
abundância
dos
organismos e das
interações
que as
determinam”
Begon (1986)
Definição
* Begon (1986) Ecology.
Ecology 2005
Ciência interdisciplinar.
Níveis de organização biológica
Fig: Odum & Barrett (2004) Fundamentals of Ecology.
Um sistema consiste de “um todo
formado por componentes que
interagem e são
interdependentes
”.
Biossistemas são formados por
componentes bióticos e abióticos.
Um conjunto de relações mútuas
que constitui uma unidade
identificável real ou mesmo
postulada.
Níveis de organização biológica
Ecologia
Os biossitemas a partir do nível de
organismos tem regulação
diferente, apresentam
comportamento caótico e
equilíbrio dinâmico.
Ecology 2005 12 Galaxias Sistema Solar Terra Ecossistemas Comunidades Populações Organismos Órgãos Tecidos Células Moléculas Átomos Escalas Ecologia de comunidades B I O C E L E C O L O G I A F I S I O L O G I A B I O Q U Í M I C A
PROPRIEDADES EMERGENTES
propriedades coletivas que emergem ou aparecem como resultantes da interação entre componentes. O princípio daemergência diz que “o todo é superior à soma
das partes”. Este conceito é fundamental
em Ecologia que é holística, integrada e
Níveis de organização biológica
Níveis de organização biológica
Organismo
(Autoecologia; Ecol.
Comportamental)
Unidade ecológica = indivíduos
como os indivíduos afetam (e são
afetados) pelo ambiente
fisiologia, morfologia e
comportamento
tolerância a fatores físicos,
amplitude do nicho ecológico,
forrageamento ótimo,
características de organismos de
determinado ambiente,
adaptações ...
Níveis de organização biológica
Populações
(Demoecologia)
indivíduos da mesma espécie
como as populações são
estruturadas e se comportam ao
longo do tempo
demografia, genética
tamanho populacional, razão
sexual, estruturação etária,
diversidade genética, oscilações
e viabilidade, respostas às
pressões ambientais e
biológicas, interações entre
populações...
Níveis de organização biológica
Comunidades
(Sinecologia)
as populações de várias
espécies (biocenose)
como as comunidades são
estruturadas
modelagem
composição e abundância
relativa das diferentes espécies,
regras de co-existência entre
espécies, diversidade, estrutura
trófica, relações tróficas…
Níveis de organização biológica
Ecossistemas
(ecossitemologia)
comunidade + ambiente físico
(biogeocenose): florestal,
estuarino, coral, etc...
fluxo de energia e matéria entre
os componentes biótico e
abiótico da comunidade
teoria de redes
taxa de produção de biomassa,
taxa de decomposição,
interações tróficas, estoque e
fluxo de nutrientes, serviços
ecológicos...
Níveis de organização biológica
Paisagem
(ecologia da paisagem)
paisagem
como a estrutura espacial da
paisagem afeta a distribuição e
abundância dos organismos
sistema de informação
geográfica, sensoriamento
remoto e afins
potencial de movimentação de
individuos entre manchas,
corredores ecológicos,
mudanças na cobertura e uso
da terra…
Níveis de organização biológica
Paisagem
(ecologia da paisagem)
Eletiva este semestre!!!
Paisagens são áreas
geográficas espacialmente heterogêneas, que podem
conter diversos ecossistemas. A configuração da paisagem influencia as populações e comunidades
Não necessariamente
precisam ser grandes áreas.
htt p:/ /m ei oa m bi en te. cul tur am ix .com/ na tur ez a/ecol og ia -com -pa isag em
Níveis de organização biológica
Biosfera
(climatologia, etc...)
todos os ambientes e
organismos da Terra
fluxo global de energia e
nutrientes através das correntes
de ar e água e da migração de
organismos
modelagem
caracterização do clima,
produção primária global,
mudanças climáticas globais,
buraco na camada de ozônio,
desertificação...
Níveis de organização biológica
Biosfera
(climatologia, etc...)
Biogeografia
Rios conectam ecossistemas continentais e oceânicos
Níveis de organização biológica
Biosfera
(climatologia, etc...)
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast26jun_1/
Biogeografia
O transporte atmosférico de poeira de um extinto lago em Bodélé, no Chad, constitui um aporte importante de nutrientes para o Caribe e a Amazônia.
Bristow et al; 2010. Geophys. Res. Lett. 37, L14807 (2010).
Níveis de organização biológica
Bem -Am i et al - At m os . C hem . Phy s ., 10, 7533 – 754 4, 2010Níveis de organização biológica
Biosfera
(climatologia, etc...)
W it t et al. 201 1. PN AS tartaruga de couro (Dermochelys coriacea)Níveis de organização biológica
F ig : ht tp: //v iv endocien c ia s .b logs po t.c omLiquens?
Níveis de organização biológica
Líquens Serviços Ecossistemicos Teias Alimentares Adaptado: Ricklefs 2003 Adaptações
As propriedades do ambiente variam
Escala característica
“a dimensão no tempo e no espaço onde
a variação pode ser percebida.”
Escala em ecologia
Escala em ecologia
Ricklefs 2003
“Não há área tão pequena
nem tão grande que não
contenha uma ecologia.”
Escalas características
Variação temporal
(longevidade)
Escala em ecologia
Escala característica
Variação temporal
(processos)
Escala em ecologia
Escala característica
Variação temporal
(distribuições)
Escala em ecologia
http://agroecologico.blogspot.com/2007/05/agroecologia-e-desenvolvimento-rural.html Araucaria angustifoliaVariação temporal
Escala em ecologia
Rana temporaria
Variação temporal
Escala em ecologia
Rana temporaria 1 2 7 3 4 8 5 6 Meyer et al 1998
Escala característica
Variação espacial
Escala em ecologia
Variação espacial
Escala em ecologia
860 m altitude 1177 m altitude
Wängler et al 2015
Escala em ecologia
M odif ic ado de Pears on & D aw ns on (2003) Global Ec ol. Biogeog . 12: p. 368. ESCALA ESPACIAL Gl obal >10 m il km Con tinental 2 a 10 m il km Regional 200 a 2 m il km Pai sagem 10 a 200 km Local 1 a10 km Sítio 10 a100 m Mi cr o <10m F A T OR AMB IEN T AL Clima Topografia Uso da terra Solo Interações bióticasProcessos diferentes são mais importantes em determinadas escalas
Estudos devem ser focados em escalas em que os fenômenos de interesse são dominantes
Correlação espaço-temporal
Escala em ecologia
Correlação espaço-temporal
Escala em ecologia
Correlação espaço-temporal
Escala em ecologia
Correlação espaço-temporal
Escala em ecologia
Escala em ecologia
w w w .f lic k r. c om /pho to s /d ario s anc he s /2 1 19 946 84 3/ Sabiá-poca (Turdus amaurochalinus)
Correlação espaço-temporal
Capllonch et al 2008Distribución en Sudamérica (en gris). Los registros invernales están indicados con puntos negros y una línea negra representa el límite de su migración hacia el norte y este
Explicar/entender
Buscar o conhecimento pela tradição
científica pura
Descrever
Formalizar este conhecimento de forma
coerente, fidedigna e direcionada
Prever
Projetar acontecimentos futuros a partir de
informação e conhecimento prévio
Controlar
Minimizar efeitos de uma situação
potencialmente catastrófica
Ecólogos
Método Científico
(1) Observação e descrição
(2) Hipóteses e explicações
(3) Teste de hipóteses/experimentação
Como se faz ecologia
Como se faz ecologia
Morcegos na América do Sul
Willig & Selcer 1989. J. Biog.
Latitude De nsid ade d e Es péc ies
(1) Observação e descrição
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
Plantas vasculares
(1) Observação e descrição
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
(2) Hipótese e explicações
Nos trópicos há:
maior produtividade
maior estabilidade
maior área...
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
(2) Hipótese e explicações
Nos trópicos há:
maior produtividade
maior estabilidade
maior área...
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
(3) Teste de hipótese/experimentação
Van Rensburd et al. 2002. Am. Nat..
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
(3) Teste de hipótese/experimentação
produtividade produtividade riqu ez a produtividade riqu ez a riqu ez aOutro caso...
(1) Observação e descrição
Ilhas têm menos espécies que áreas do
mesmo tamanho no continente.
Como se faz ecologia
(2) Hipóteses e explicações
“Teoria de Biogeografia de Ilhas”
(MacArthur & Wilson 1967)
-
Efeito da distância
- Efeito do tamanho da ilha
- Equilíbrio dinâmico
Como se faz ecologia
(2) Hipóteses e explicações
“Teoria de Biogeografia de Ilhas”
(MacArthur & Wilson 1967)
-
Efeito da distância
- Efeito do tamanho da ilha
- Equilíbrio dinâmico
Como se faz ecologia
(3) Teste e experimentação
(experimento natural*)
Como se faz ecologia
D iam ond 1972 in Begon , T ow ns end & H arper 2006. Ec ology . Blac k w ell Publis hing . * experimentos em que se usa a variação
da própria natureza (gradientes) para criar
tratamentos mais ou menos controlados
(2) Hipóteses e explicações
“Teoria de Biogeografia de Ilhas”
(MacArthur & Wilson 1967)
-
Efeito da distância
-
Efeito do tamanho da ilha
- Equilíbrio dinâmico
Como se faz ecologia
(3) Teste e experimentação
(experimento natural*)
Como se faz ecologia
M ac Art hur & W ils on 1967. Is land Biogeograph y. Princ et o n U niv . Pres s .
Herpetofauna do Caribe
(3) Teste e experimentação
Como se faz ecologia
(experimento convencional
in situ)
Fumigação de 4 ilhotas de mangue na região da Flórida . Taxas de re-colonização durante 2 anos Corroborado o equilíbrio-dinâmico da TeoriaSimberloff & Wilson 1969. Ecology 50: 278.
• Experimentos naturais
• Experimentos tradicionais
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
Teste de hipótese/experimentação
• Experimentos naturais
• Experimentos tradicionais
– Microcosmos / Mesocosmos
Como se faz ecologia
Teste de hipótese/experimentação
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
Teste de hipótese/experimentação
• Experimentos naturais
• Experimentos tradicionais
– Microcosmos naturais
BWG Newsletter 2014 Sabagh 2014 - Thesis• Experimentos naturais
• Experimentos tradicionais
• Modelos matemáticos
Como se faz ecologia
Lomolino et al. 2006. Biogeography 3ª Ed.
Teste de hipótese/experimentação
Previsão e controle
Como se faz ecologia
Como as mudanças climáticas globais
afetarão a diversidade biológica em um
futuro próximo?
Previsão e controle
Como se faz ecologia
Previsão:!
Consequências da mudança climática nas
diversidades filogenéticas de conjuntos de plantas, pássaros e mamíferos em toda a Europa
O que não é Ecologia:
Ecologia
X
Ambientalismo
Ecologia
X
Biologia da
Conservação
O que não é Ecologia:
É uma ciência
Nosso foco neste curso
Integração
Usando ciência para apoiar uma causa política
ECOLOGIA
≠
AMBIENTALISMO
BIOLOGIA DA
CONSERVAÇÃO
É uma causa
Com ou sem apoio científico
Conclusões:
A Ecologia é uma ciência integrada e dinâmica
que foca no nível ou escopo apropriado da
hierarquia para explicar ou predizer os
fenômenos;
As evidências ecológicas provém de diferentes
fontes;
A Ecologia se apropria de ferramentas
matemáticas para descrever e prever eventos;
Ecólogo, ecologista e ambientalista são
atividades diferentes.
Bibliografia
Begonzinho (2ª edição) Pp. 23-30;
47-54 (introdução, escala, diversidade e
experimentos)
Ricklefs (5ª edição ) Pp. 1-5 ;11-17
(escala, observação, experimentação e
abordagens alternativas).
