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Ecologia
1. Introdução
Iniciando a conversa
Plantas, animais e microrganismos estão conectados uns aos outros por suas relações de alimentação e outras interações. Essas conexões formam um complexo que freqüente- mente denominados comunidade biológica, conforme vimos no começo dessa disciplina. Mas a palavra “comunidade” dentro da ciência ecologia vem recebendo muitos signi- ficados, e discutiremos alguns desses conceitos a seguir. Veremos também como essas comunidades se modificam no espaço e no tempo. Preparados? Vamos estudar...
Objetivos da semana
Os objetivos dessa semana são: ∙ estudar e relembrar comunidades e sucessão e teias alimentares; ∙ estudar sucessão ecológica e sua importância; ∙ relacionar os processos importantes envolvidos na sucessão ecológica; e ∙ refletir sobre as nossas práticas escolares em relação a esse tema. Vamos começar?
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2. O que é comunidade? Recordando...
Como já vimos anteriormente, uma comunidade é composta por indivíduos e popula- ções, e como tal, podemos identificar propriedades coletivas diretas, tais como diversi- dade de espécies e biomassa da comunidade. Vimos também que as espécies dentro da comunidade interagem entre si em processos de mutualismo, parasitismos, predação e competição. Assim, a comunidade biológica é muito mais que a soma de suas espécies constituintes (como costumamos ver em alguns livros didáticos), a partir da comunidade surgem propriedades emergentes como a diversidade (que já citamos), a dominância, a estabilidade, a estrutura trófica, a repartição espaço temporal, etc. Uma coisa também importante de lembrarmos é que o conceito de comunidade pode ser aplicado em diferentes escalas, assim a comunidade pode ser definida em qualquer escala dentro de uma hierarquia de habitats. Por exemplo, como vemos na figura 5.1, podemos identificar uma hierarquia de habitats, aninhados um dentro do outro: um bio- ma de floresta temperada na América do Norte, onde o clima é um fator importante na determinação dos limites do tipo de vegetação; uma mata de faia e bordo (duas espécies arbóreas) em uma dada região, onde uma comunidade é determinada por essas duas espécies e um grande número de outras espécies que interagem com elas; uma cavidade de árvore contendo água, onde existe uma comunidade de invertebrados e microrganis- mos; ou ainda o intestino de um mamífero.
Figura 5.1 Podemos identificar uma hierarquia de habitats, aninhados um dentro do outro: um bioma de floresta temperada na América do Norte; uma mata de faia-bordo em New Jersey; uma cavidade con- tendo água; ou o intestino de um mamífero. Em qualquer uma dessas escalas, existem comunidades. / Fonte: Cepa
Em qualquer comunidade, algumas espécies são comuns e outras são raras. As espécies mais comuns frequentemente são chamadas de dominantes. Espécies não dominantes podem vir a se tornarem dominantes após alguma modificação ou perturbação na comu- nidade (que veremos a seguir).
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4. Comunidades organizadas em
teias alimentares
Estudaremos mais profundamente as teias alimentares na Semana 6, mas já podemos adiantar que a estrutura das comunidades também pode ser organizada através das teia alimentares que mostram as relações de alimentação entre as espécies dentro de uma comunidade. Dentro da comunidade as teias podem ser caracterizadas pelo número de conexões de alimentação por espécie e o número médio de níveis tróficos nos quais uma espécie se alimenta. A importância de uma conexão alimentar pode ser medida pela quantidade do fluxo de energia ou pela influência da variação na população de presas na variação da população de predadores. As relações de alimentação podem afetar a diversidade de espécies dentro da comuni- dade. Por exemplo, quando um predador controla a população de um competidor domi- nante, ele pode permitir que outras espécies, que são competidoras mais fracas, apareçam na comunidade. O contrário também pode acontecer, quando ocorre a eliminação de um predador-chave e fica clara suas influências controladoras sobre a diversidade de espécies. Observe na figura 5.3 que o lado direito da fotografia foi borrifada com inseticida por oito anos; a área à esquerda é uma área de controle não borrifada. O inseticida impediu que as populações do besouro Microrhopapla vittata atingissem níveis epidêmicos e desfolhas- sem a espécie Solidago altissima , seu alimento preferido. Consequentemente, esta espécie veio a dominar a área tratada e expulsou as muitas outras espécies que cresciam na área.
5. O desenvolvimento da comunidade
As comunidades existem num estado de fluxo contínuo. Alguns organismos mor- rem, outros nascem para tomar seus luga- res; a energia e os nutrientes passam através da comunidade. No entanto, a aparência e a composição da comunidade não variam muito ao longo do tempo. Assim, a comu- nidade muda de fato somente quando há uma perturbação no habitat. As espécies pioneiras adaptadas aos habitats perturbados que colonizam a área logo após a perturbação são suces- sivamente substituídas por outras espécies, conforme a comunidade atinge sua estrutura e composição originais. A seqüência de mudanças iniciada pela perturbação é chamada de uma sucessão , e a associação última de espécies é chamada de comunidade clímax (figura 5.4). Só lembran- do que nem sempre a sucessão é linear e atinge um “clímax”.
Figura 5.3 Esquema de sucessão secundária em um campo abandonado. / Fonte: Cepa
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Semana 5 Comunidades e sucessão ecológica 47
Leia a seguir o texto retirado do livro “A economia da Natureza” de Robert E. Ricklefs que conta um pouco sobre o que aconteceu na Ilha de Cracatoa e como ocorreu e ainda ocorre a sucessão de espécies na comunidade.
Em 27 de agosto de 1883, a ilha de Cracatoa, no Estreito de Sunda na atual Indonésia explodiu após meses de atividade vulcânica. A maior parte da ilha foi atirada longe e toda a vida foi apagada. Ondas enormes de maré varreram as costas das vizinhas Sumatra e Java, matando dezenas de milhares de pessoas. Quantidades imensas de cinza cobriram a atmosfera, encobrindo o sol e criando pores-do-sol vermelhos espetaculares por todo o globo e remetendo as temperaturas para os níveis mais frios por anos. Uma vez que os efeitos soberbos da enorme catástrofe se desvaneceram, os cientistas perceberam o imenso valor de Cracatoa como um laboratório para a história do desen- volvimento de comunidades biológicas num terreno cru recentemente formado de cinza vulcânica. Expedições foram montadas e relatórios feitos sobre o aparecimento e o assen- tamento de plantas e animais ao longo do século seguinte. As fontes mais próximas de colonizadores para Cracatoa eram Sumatra e Java, cerca de 40 quilômetros através do oceano que as separavam. Como era de se esperar, as primeiras plantas a aparecerem na ilha foram dispersas pelo mar e crescem nas costas tropicais de toda aquela região. Pelos idos de 1886, 10 de 24 espécies que tinham colonizado Cracatoa eram dispersadoras marítimas. A maioria das outras pioneiras eram dispersadoras aéreas, como gramíneas, cujas sementes podem ser sobradas pelo vento. Assim, as primeiras comunidades de plan- tas a se desenvolverem longe da praia em Cracatoa eram dominadas por gramíneas e sabambaias. Em algum momento, algumas poucas espécies arbóreas dispersadoras aéreas começaram a chegar na ilha. Na altura da década de 1920, florestas fechadas já tinham se desenvolvido na maior parte de Cracatoa, e algumas espécies pioneiras foram “expulsas” para habitats marginais ou sumiram da ilha. À medida que as florestas se desenvolveram, muitas aves e morcegos foram atraídos para ilha. Alguns destes eram espécies frutívoras que trouxeram sementes de árvores e arbustos com eles. As mudanças na flora de Cra- catoa após os anos de 1920 foram dominadas por plantas dispersas por animais, que agora sobrepujam as espécies dispersoras marítimas e aéreas. A vegetação de Cracatoa continuará mudando, à medida que mais plantas chegam a ilha e permitem o desenvolvimento de comunidades distintas em diferen- tes habitats. Mais ainda, os fragmentos remanescentes da ilha que agora formam Cracatoa estão constante- mente mudando em conseqüência de erupções vulcâ- nicas continuadas, erosão de depósito de cinzas macia, e tempestades que passam através da região. Cracatoa continuará a ser um laboratório importante para o estu- do da dinâmica de mudança de comunidade.
Figura 5.4 Vulcão na Ilha. / Fonte: Thinkstock
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8. Processos no curso da sucessão
Existem três mecanismos que governam a sucessão:
- facilitação;
- inibição;
- a tolerância. A facilitação predomina nos estágios iniciais da sucessão primária, ou seja, as plan- tas colonizadoras capacitam as espécies tardias a invadir, já que muitas espécies fixam nutrientes necessários para o estabelecimento de outras. Já a inibição é uma característica mais comum na sucessão secundária. Uma espécie pode inibir a outra comendo-a ou reduzindo recursos a um nível abaixo daquele que a outra espécie precisa. No contexto da sucessão de espécies de clímax, estas inibem as espécies com características de estágios iniciais, e com isso as plantas inicias não conse- guem invadir a comunidade, exceto quando ocorre uma perturbação. O conceito de tolerância realça as habilidades de diferentes espécies em tolerar as condições do ambiente conforme elas mudam através da sucessão e em minimizar os efeitos de outras espécies sobre o seu assentamento. As espécies tolerantes excluem outras da sere por competição. Algumas características da comunidade mudam conforme a sucessão ocorre dos estágios iniciais para o clímax. Por exemplo, a biomassa da comunidade aumenta durante a suces- são, enquanto a produção líquida e a diversidade tendem a ser maiores nos estágios iniciais.
9. Para saber mais
Texto Online
Artigo teórico sobre sucessão http://ecoqua.ecologia.ufrgs.br/arquivos/Reprints&Manuscripts/Manuscripts&Misc/ 8_Sucessao_94Nov21.pdf Artigo sobre a importância da sucessão http://www.sobrade.com.br/eventos/2003/seminario/Trabalhos/025.pdf
Vídeos
Animação em inglês de como ocorre o processo de sucessão http://www.youtube.com/watch?v=k03vxRYsJ4Y&feature=related Filme sobre a ilha de Cracatoa. È um filme histórico do ponto de vista das pessoas que habitavam a região e não conta a história da sucessão ecológica que ocorreu na ilha, mas ainda assim é interessante. Parte 1: http://www.youtube.com/watch?v=O74iMVUM6eM Parte 2: http://www.youtube.com/watch?v=gZg54mVhHtU&feature=related Parte 3: http://www.youtube.com/watch?v=I7dUGTUxmK0&feature=related Parte 4: http://www.youtube.com/watch?v=8pSCv1vUfG0&feature=related Parte 5: http://www.youtube.com/watch?v=qGjImDzs1mA&feature=related
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Questionário
Assista ao vídeo http://www.youtube.com/watch?v=ZmTNXchQQ-
- Em um pequeno texto de 300 a 400 palavras discuta a ideia de sucessão ecológica apresentada e seus processos.
- Você usaria esse vídeo em uma aula sobre sucessão ecológica? Por quê? De que forma?
Mãos à Obra
