CAPITULO 3: RECURSOS

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

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.

CAPITULO 1: ORGANISMOS EM SEUS AMBIENTES: O CENÁRIO EVOLUTIVO.

EXTRAIDO DE BEGON, TWONSEND E HARPER, 2007

RESUMO

"Em biologia, nada tem sentido, exceto à luz da evolução” (Theodosius Dobzhansky, 1900 - 1975). Procuramos, neste capitulo, ilustrar os processos pelos quais as propriedades de tipos diferentes de espécies tornam possível sua vida em ambientes peculiares.

Explicamos o significado da adaptação evolutiva e da teoria da evolução por seleção natural, uma teoria ecológica primeiramente elaborada por Charles Darwin, em 1859. Por meio da seleção natural, os organismos se ajustam aos seus ambientes por serem “os mais aptos entre os disponíveis”, ou “os mais aptos até o momento”: eles não são “os melhores imagináveis”.

A variação adaptativa intra-específica pode ocorrer em uma amplitude de níveis: todos representam um equilíbrio entre adaptação local e hibridação. Os ecótipos são variantes geneticamente determinadas entre populações dentro de uma espécie que refletem ajustes locais entre os organismos e seus ambientes. Polimorfismo genético é a ocorrência simultânea, no mesmo hábitat, de duas ou mais formas distintas. Exemplos dramáticos de especialização local têm sido acionados por forças ecológicas provocadas pelo homem, em especial aquelas referentes à poluição ambiental.

Descrevemos os processos de especiação, pelos quais duas ou mais espécies novas são formadas a partir de uma espécie original, assim como o que se entende por uma “espécie”, em particular uma espécie biológica. As ilhas proporcionam, de maneira incontestável, o ambiente mais favorável para a divergência de populações em espécies distintas.

As espécies vivem em determinado local por razões que, muitas vezes, são acidentes da história. Tal situação foi ilustrada por meio do exame de padrões insulares, dos movimentos de massas terrestre no tempo geológico, das mudanças climáticas – em especial durante os períodos glaciais do Pleistoceno (e comparamos isso com mudanças previstas como conseqüência do aquecimento global em curso) – e dos conceitos de evoluções convergente e paralela.

Os diversos biomas terrestres são revistos e seus equivalentes aquáticos abordados brevemente. O conceito de Raunkiaer sobre espectros de forma de vida, em especial destaca que comunidades ecológicas podem ser fundamentalmente semelhantes, mesmo quando taxonomicamente bem distintas.

Todas as comunidades compreendem uma diversidade de espécies: uma diversidade de ajustes ao ambiente local. Contribuem para isso à heterogeneidade ambiental, as interações entre predadores e presas, parasitos e hospedeiros e mutualistas, além da coexistência de espécies similares.