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Níveis de organização

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Níveis de organização

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  • 1. Ecologia de Populações Prof. Dr. Harold Gordon Fowler pecologia@hotmail.com
  • 2. A Ciências da Biologia e EcologiaA biologia e a ecologiaestudam a vida.Os biólogos e ecólogostentem entender:– A origem da diversidade da vida.– Como os organismos realizam os processos básicos da vida.– Como os organismos são capazes de habitar ambientes distintos.
  • 3. A Biologia e Ecologia são multidimensionais Célula Tecido Esse arranjo é um exemplo de qual Órgão dimensão?Sistema de Órgãos Níveis de Organização Organismo Quais campos de biologia estão em População Comunidade cada extremo? Ecossistema Bioquímica e Biofísica
  • 4. Complexidade e Organização HierárquicaNovas características podem aparecerem qualquer nível de organização –propriedades emergentes.As propriedades emergentes dependemdas características dos níveishierárquicos inferiores – em parte.– O desenvolvimento da fala precisa da audição.– Mas, várias idiomas diferentes evoluíram.
  • 5. Os níveis da hierarquia da vida A vida ocorre em níveis: Do átomo até a molécula até a célula até os tecidos até aos –órgãos até o organismo…
  • 6. Os níveis da hierarquia da vida … e do organismo até a população até a comunidade até o ecossistema até a biosfera. A ecologia lida com esses níveis, do organismo até a biosfera. Figure 5.7
  • 7. Escalas da Organização EcológicaBiosfera Ecossistema Comunidade População Organismo
  • 8. Níveis de Organização sub-organismo organismo inteiro população comunidade ecossistema paisagem
  • 9. Níveis ecológicos numa recife de corais Organismo População Comunidade Ecossistema
  • 10. HIERARQUIA DOS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO Níveis de organização
  • 11. Níveis de Organização sub-organismo organismo inteiro população comunidade ecossistema paisagem
  • 12. Sistema de órgãos: ramo com brotas, pecíolos, folhashttp://oregonstate.edu/dept/ldplants/images/acru6.jpg
  • 13. Órgão: uma folha pecíolohttp://canada.culminis.com/canada/Silver%20Maple%20Leaf.JPG
  • 14. Tecidos: epiderme, mesófilos, xilema, floema epiderme janela, lente Mesófila paliçada http://gecko.gc.maricopa.edu/~lsola/Leaf/Leafxs.jpg fotossíntese xilema water and mineral intake floema Exportação de açúcares e ácidos aminos mesófila esponjosa Esfriamento evaporativo (fotossínteses) epidermeRegula perda de água e troca de gases
  • 15. Célula: a mesófila protoplasmaMembranacelularimportação/exportaçãocloroplasto fotossíntese núcleo vacúolo transcrição Processamento de replicação tóxicos citosol Fermentação http://www.botany.wisc.edu/images/mesophyll-protoplast_lg.jpg
  • 16. Organelles: reticulo endoplasmático transporte interno http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/nucleus.gif núcleo transcrição, replicação DNA granulo de zimogêniormazen enzimas e proteínas mitocôndria respiração
  • 17. Macromolecular: DNA Açúcar ribosa (verde branco) fosfato (amarelo vermelho) http://sbchem.sunysb.edu/msl/dna.gifBases nitrogenadas (azul verde branco vermelho)
  • 18. Níveis de organização Biosfera Organismo (peixe) População ComunidadeOrganismo – nível mais simples deorganização
  • 19. Ecologia de OrganismosDe que se trata essa área daecologia?Lida com as maneiras morfológicas,fisiológicas e de comportamento pelasquais os organismos enfrentem osdesafios do ambiente.A distribuição geográfica dosorganismos é freqüentemente limitadapelas condições abióticas que podemtolerar.
  • 20. Ecologia de Organismos– Trata das adaptações evolutivos que permitam organismos individuais enfrentar os desafios do ambiente abiótico
  • 21. Ecologia de Organismos– Estuda como a estrutura, fisiologia, e (para os animais) comportamento de um organismo enfrentam os desafios do ambiente Ecologia de organismos. Como as baleias selecionam as áreas de berçários?
  • 22. Organismos (=Indivíduos)Os organismos são classificados em espécies.espécies: grupos de organismos que se assemelhem, enos casos dos organismos que reproduzemsexualmente e podem potencialmente cruzar.Estimativas de 5 a 100 milhões de espécies, a maiorparte são insetos e micro-organismos; mas somente1.8 milhões tem nomes; cada espécie e o resultado deuma historia evolutiva longa.Espécies silvestres ou nativas: população que existeno seu habitat natural.Espécies domesticadas ou introduzidas: populaçãointroduzida pela ação do Homem (= espécies nãonativas).
  • 23. Organismo: uma árvorePor que essa árvore é muitodiferente de aqueles http://www.oplin.org/tree/fact%20pages/maple_sugar/tree.jpg indivíduos de uma população?
  • 24. Indivíduos Vegetais “Individuo” – plantas distintivamente separadas (unitárias) ou interconectadas entre indivíduos relacionados geneticamente (modulares)
  • 25. Indivíduos Vegetais Genets – indivíduos geneticamente distintos Ramets – indivíduos fisiologicamente independentes mas não formam indivíduos geneticamente distintas
  • 26. Indivíduos e EcologiaEcologia ao Nível do Indivíduo “O estudo de sistemas ecológicas da perspectiva de que os sistemas originam de indivíduos únicos e independentes e as interações dos indivíduos com outros e com seu ambiente.” Grimm e Railsback 2005, Individual-based Modeling and Ecology. Enfoque no nível de aptidão
  • 27. Escala e Ecologia a Nível do IndivíduoUnidade é o ‘Individuo’Como lidar com indivíduos com o sensoriamento remoto?Ajuste da escala do sensor com a escala do indivíduo escala espacial escala temporal escala característica
  • 28. Níveis de Organizaçãosub-organismoorganismo inteiropopulação – indivíduos da mesmaespéciecomunidadeecossistemapaisagem
  • 29. Níveis de organizaçãoPopulação – uma espécie que vive num lugar emum tempo definido
  • 30. Ecologia de Populações– Se preocupa com as populações, ou grupos de indivíduos da mesma espécie que vivem na mesma área– Enfoca principalmente os fatores que afeita a densidade e crescimento populacional
  • 31. Ecologia de PopulaçõesO que é uma população?Grupo de indivíduos da mesma espécie quevivem na mesma área geográfica num tempoespecífico.Do que esse ramo de ecologia se preocupa?Os fatores que afeita quantos indivíduos(tamanho populacional) vivem numa áreanum tempo específico.
  • 32. Uma população de árvores--OK somente se há UMA espécie?
  • 33. Níveis de Organizaçãosub-organismoorganismo inteiropopulaçãocomunidade – espécies múltiplasque se interagem (elementosbióticos)ecossistemapaisagem
  • 34. Hierarquia das Interações Ecologia de Comunidades• Foco nas interações entre as espécies que afeita a estrutura e organização de comunidades • predação, competição, simbiose
  • 35. Comunidade – Todas as populações deespécies diferentes que vivem numalocalidade específica.Muito complexoPode conter 100s a 1000s de espécies queinteragem.
  • 36. Ecologia de Comunidades– Se preocupa com comunidades, assembléias de populações de espécies diferentes– Enfoca nas interações entre as espécies afeita a estrutura e organização da comunidade
  • 37. Comunidade florestal?http://www.sfrc.ufl.edu/4h/blabea2s.jpg
  • 38. Vivemos num mundo espacialmente heterogêneo.Precisamos conhecer melhor as inter-relações entreos sistemas ecológicos que podem proporcionar umabase de uma regulação mais eficiente dasexternalidades ambientais no contínuo detempo e espaço
  • 39. O que é a ecologia de paisagens?O padrão espacial temligação aos processosecológicos– Turner, Forman e GodronUma paisagem tem– Estrutura Mancha, corredor, mosaico Tamanho, forma, configuração espacial– Função Dinâmica populacional, ciclagem de nutrientes, competição, sucessão, processos físicos– mudança Mudança antropogenica Mudança natural
  • 40. Níveis de Organizaçãosub-organismoorganismo inteiropopulaçãocomunidadeecossistema – atributos bióticos eabióticospaisagem
  • 41. Ecossistema
  • 42. Hierarquia das Interações Ecologia de Ecossistemas• Todos os fatores abióticos e comunidade numa área • Enfoque no fluxo de energia e o ciclagem de nutrientes
  • 43. Ecologia dos Ecossistemas– Se preocupa com os ecossistemas que incluem todos os fatores abióticos em adição das comunidades das espécies numa área– Enfoca o fluxo de energia e o ciclagem dos químicos entre os vários fatores bióticos e abióticos
  • 44. Ecossistema =Biótopo (fatores abióticos) + Biocenose (seres vivos)
  • 45. Ecossistemashttp://www.natureconservancy.ca/images/upload/ATLNB%20-%20Saint%20John%20River%20Hardwood%20Forest%20-%20Aerial%20-%20Communications%20NB%2072%20DPI%20RGB%20JPG.jpg
  • 46. Ecossistema florestal: uma comunidade de árvores O que são os diferentes cores e formas? O que não vemos a essa distância? http://www.usaid.gov/our_work/environment/forestry/images/panama_forest.jpg
  • 47. Componentes do Ecossistema Substâncias Abióticas; Componentes Bióticos: Organismos Produtores (autótrofos); Organismos Consumidores (heterótrofos); - Grandes Consumidores - Decompositores
  • 48. Jogadores Chaves nos Ecossistemas Autótrofos/ produtores: fabricam sua própria comida via fotossíntese (plantas) ou quimossintese (bactéria em trincheiras termais usam H2S e CO2) Heterótrofos/ consumidores: não podem fabricar sua própria comida e se alimentam de outros organismos ou seus restos.– Ex: herbívoros, carnívoros, decompositores, etc.
  • 49. Fluxo de Energia e Ciclagem de NutrientesA vida na Terra depende do fluxo unidirecional de energia de alta qualidade do Sol e o ciclagem de elementos cruciais
  • 50. Fluxo de EnergiaA fonte principal de energia na maioria dosecossistemas é o Sol
  • 51. Ecossistemas EcossistemasA energia étransferida do SOL atodos os organismosProdutores PrimáriosConsumidoresDecompositoresA energia é PERDIDAcom cada transição
  • 52. Fluxo de Energia nos EcossistemasA ENERGIA FLUI DE PRODUTORES PARA DECOMPOSITORES Þ UNIDIRECIONAL
  • 53. Produtividade Primaria Bruta
  • 54. Pirâmides EcológicasRepresentam o fluxo de energia numecossistema.Tipicamente cada nível trófico tem umaquantidade de Biomassa (peso seco dematéria orgânica)Eficiência ecológica- quantidade deenergia usável transferida comobiomassa. Usualmente 10% a cadatransferência.As cadeias e redes tróficos contemsomente 4 a 5 níveis tróficos, porqueresta pouca energia para sustentar osconsumidores de topo
  • 55. Pirâmide de EnergiaNa natureza, aeficiênciaecológica variade 5% a 20%da energiadisponível entreníveis tróficossucessivos (95%a 80% deperda). Umaeficiência de10% é umaregra geral.
  • 56. Outra Pirâmide de EnergiaPirâmide anual do fluxo de energia (quilocalorias pormetro quadrado por ano) para um ecossistemaaquático de Silver Springs, FL.Note: Mais indivíduos podem ser sustentadosnos níveis tróficos inferiores porque menosenergia é perdida.
  • 57. Pirâmides de Biomassa
  • 58. Cadeias TróficasAs cadeias tróficas são caminhos simples de alimentosque envolvem uma seqüência de organismos, cada umque serve de comida para ao próximo
  • 59. Redes TróficasAs redes tróficassão cadeias tróficasmúltiplas que seinter-ligam. Muitomais complexas doque as cadeiastróficas.
  • 60. Ecossistemas NÍVEIS TRÓFICOS Redes Tróficas SUPERIORES Um arranjo complexoArranjo complexo CROW de carnívoros,onívoros e outros consumidores. Muitos se da filiação de espécies num alimentam em mais de um nível trófico deforma continua, sazonalmente, ecossistema e suas interações ou quando se apresenta a oportunidade SEGUNDO NÌVEL TRÒFICO Consumidores Primários (herbívoros) PRIMEIRONÍVEL TRÓFICO Produtores Primários
  • 61. Fluxo de Energia nos Ecossistemas A ENERGIA DECRESCE A CADA NÍVEL TRÓFICO POR ISSO:AS CADEIAS ALIMENTARES SÃO NORMALMENTE COMPOSTA DE POUCOS NÍVEIS TRÓFICOS
  • 62. Fluxo de Energia nos Ecossistemas
  • 63. Pirâmide de NúmerosPirâmide de números representa o numero de indivíduosem cada nível trófico. 1 coruja 25 ratos 2000 gramíneas
  • 64. As Redes Tróficas podem ser perturbadas Desastres naturais Entradas externas – Pesticidas, Poluição
  • 65. EcossistemaEquilíbrio DesequilíbrioEcológico Ecológico Comunidade População
  • 66. O que é a ecologia da paisagem?– Efeitos da geografia física sobre aspopulações– Efeitos das populações sobre os aspetosgeográficos– Meta-populações– Outras populações organizadasespacialmente– Outros processos ecológicos e evolutivosorganizados espacialmente
  • 67. O que é a ecologia da paisagem: Uma pesquisa com membros de USIALE biologiageografia A Ciência aplicada Ciência básica Descritiva Experimental e Mecanista Ciência aplicada Ciência básica
  • 68. Níveis de organizaçãoEcossistema– Grande ou pequeno como definido arbitrariamenteBiosfera– Superfície da Terra– Composta de várias ecossistemas
  • 69. BiosferaConjunto de todas as partes da terra ondeé possível, pelo menos algumas espécies de organismos, viver permanentemente, alimentar-se e reproduzir-se.
  • 70. Hierarquia das Interações• Biosfera – ecossistema global • Soma de todos os ecossistemas • Nível mais complexo da ecologia • Estenda vários quilômetros na atmosfera e ~1500 metros sob a superfície • Relativamente independente com exceção do requisito da energia solar e perda de calor a atmosfera
  • 71. BiosferaLitosfera Hidrosfera Atmosfera
  • 72. Biomahttp://www.theexplorationplace.com/eforest/satellitepic.jpg
  • 73. BiomasÁgua– Marinha– Doce
  • 74. Escalas da Organização EcológicaBiosfera Ecossistema Comunidade População Organismo
  • 75. E. O. Wilson, 2002A totalidade da vida, conhecida como a biosfera por cientistas e da criação por teólogos, é uma membrana de organismos envolta da Terra de forma tão fina que não pode ser vista do espaço, mas ainda tão complexa internamente que a maioria das espécies que compõem a biosfera ainda são desconhecidas.
  • 76. EcosferaO que é amassa brancano topo?Qual estaçãoocorreAmazônia?O que são asirregularidade http://www.solstation.com/stars/earth.jpgs brancas?Onde fica oequador?

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