Reviso de Conceitos e Processos Ecolgicos Bsicos e

Reviso de Conceitos e Processos Ecolgicos Bsicos e de Evoluo Silvia Maria Guerra Molina Professor Associado Lab. Ecologia Evolutiva Humana Departamento de Gentica - ESALQ-USP Reviso de Conceitos e Processos Ecolgicos Bsicos e de Evoluo

-----------------------------------------------------------Colaboraram na elaborao da verso original deste texto, como alunos da disciplina: Emlia Patrcia Mdici (Populao); Daniela G. Sakamoto (Comunidades); Alessandra Oliveira (Nicho Ecolgico); Cesar Augusto Sapia Pedro (Hbitat); Cesar Augusto P. Bosqueiro (Hbitat); Mrcio Santos de Lima (Ecossistema); Ana Clarissa A. Negrini (Sucesso Ecolgica); Marcos Custdio Barbosa (Ciclo de Matria); Marcelo Trevisan Barbano e Ricardo Luz Zanatto da Silva (Fluxo de Energia); Marcos Souto Urso (Simbiose). -----------------------------------------------------------Monitor PEEG (2011): Felipe Carvalho B. Cavalcanti Ecologia como cincia: - Avaliao das consequncias que as aes dos seres humanos podem ter sobre as comunidades naturais.

- Enfoques e mtodos que buscam ser mais objetivos que o senso comum e produzir conhecimentos mais precisos. -Nveis de estudo: organismos (sistemas organsmicos) populaes (sistemas populacionais) comunidades (ecossistemas) POPULAO - em Ecologia: grupos de indivduos de uma mesma espcie, que ocupam um espao determinado e funcionam como uma parte de uma comunidade bitica. COMUNIDADE

(comunidade bitica ou biocenose): todas as populaes que ocupam uma rea. As populaes que compem uma comunidade interagem por meio de transformaes metablicas co-evoludas. ECOSSISTEMA (sistema ecolgico, biossistema ou biogeocenose): comunidade + ambiente Qualquer unidade que abranja todos os organismos que funcionam em conjunto (a comunidade bitica) numa dada rea, interagindo com o ambiente fsico de tal forma que um fluxo de energia produza estruturas

biticas claramente definidas e uma ciclagem de materiais entre as partes vivas e no-vivas. Sucesso Ecolgica refere-se a mudanas que ocorrem na estrutura de espcies e processos da comunidade ao longo do tempo. Pode ser equiparada ao desenvolvimento do ecossistema. A sucesso ecolgica de um ambiente tende a elevar a quantidades de energia mantida no ecossistema, aumentando assim a capacidade de suporte do ecossistema. Para tanto, a energia capturada pela fotossntese e mantida nos sistemas orgnicos atravs de relaes

ecolgicas realizadas pelas diversas espcies. Capacidade de suporte Nmero mximo de indivduos de uma espcie que o habitat tem capacidade de suportar. - - Em ecologia determinada por vrios fatores, que incluem a quantidade de alimentos disponvel, o espao, a luz e o grau de competio, doena, predao e acumulao de dejetos. - Estes fatores inibem uma populao de crescer alm de um determinado ponto dentro do habitat, e ao chegar

quele ponto ela se estabiliza, flutuando dentro de nmeros limitados. BIOMA: biossistemas regionais ou subcontinentais caracterizados por um tipo principal de vegetao ou outro aspecto identificador de paisagem (ex: bioma da floresta decdua temperada). BIOSFERA ou ECOSFERA: o maior sistema biolgico, que mais se aproxima da autosuficincia. Inclui todos os organismos vivos da Terra que interagem com o ambiente fsico como um todo.

Cada populao em um hbitat pode ser definida por uma srie de caractersticas biolgicas e parmetros fsicos. Esse conjunto conhecido como seu nicho ecolgico. ecolgico O nicho ecolgico envolve o espao fsico ocupado por um organismo e o seu papel funcional na comunidade, ou seja a sua posio trfica, alm de sua posio nos gradientes ambientais de temperatura, umidade, pH, solo e outras condies de existncia. A diferenciao do nicho ocorre em resposta s

presses de seleo e esta diferenciao o principal fator determinante na especiao, antecipando-se ao isolamento gentico estabelecido por outro meio. Princpio de excluso competitiva (Gause): Somente uma populao especfica, com um conjunto particular de caractersticas biolgicas e de respostas aos parmetros fsicos e qumicos pode ocupar um dado hbitat. O nicho ecolgico uma caracterstica de uma populao biolgica, no uma localizao fsica. At que um hbitat seja ocupado por ao menos

uma populao especfica, ele no contm nenhum nicho ecolgico. Hbitat : local onde um organismo ou comunidade vive, podendo incluir tanto o ambiente abitico quanto outros organismos. CICLO DA MATRIA E FLUXO DE ENERGIA Em todas as interaes entre populaes e seus ambientes h um fluxo de energia e a rigor, isso que tais interaes significam. Parmetros fsicos tais como temperatura, ventos, precipitaes, disponibilidade de um nutriente, gua

ou oxignio integram as interaes ambientais e so intercmbios de energia. Qualquer hbitat possui uma ou mais hierarquias nas quais sries de consumidores de alimentos e relaes predador-presa podem ser identificadas. Tais hierarquias so cadeias alimentares. A energia passa de populaes de um nvel da cadeia alimentar a populaes em um nvel imediatamente superior. Cada um desses nveis conhecido como nvel trfico. Em cadeias secundrias (ou redutoras, ou cadeias alimentares de detritos): a energia obtida de

fontes qumicas pela quebra de matria orgnica morta, devolvendo nutrientes ao solo. Na transferncia de um nvel trfico a outro ocorre perda de energia disponvel. disponvel Sendo assim, h limitaes quanto ao nmero de nveis possveis em uma cadeia alimentar. Numa pirmide ecolgica assim formada, quanto mais elevado o nvel em questo, menor a quantidade de energia disponvel. A anlise de diversas cadeias alimentares interligadas por diversas espcies forma uma teia

alimentar. alimentar Uma espcie-chave (ou dominante ecolgico) pode ser definida como uma espcie cuja populao exerce o maior efeito controlador sobre a natureza da comunidade, nem sempre sendo identificada por sua abundncia relativa. Diversidade de espcies: n de populaes de diferentes espcies, presentes em um hbitat. Populao humana x limitaes ambientais:

diversos autores ressaltam a necessidade do controle populacional. A principal maneira de se efetivar tal controle restringe-se limitao do nmero de nascimentos. Para tanto faz-se necessrio definir padres para tamanho timo, sub-populao e super-populao. Populao tima: relao entre o nmero de pessoas e a capacidade do ambiente de suport-las a curto e a longo prazo. prazo O Planeta Terra como um todo est super povoado

ainda que de fato existam tanto reas super povoadas quanto subpovoadas. A Terra deve ser analisada em conjunto, j que uma populao excedente numa rea tende a criar problemas para as outras reas. Espcie Indivduos de uma mesma espcie apresentam: muitas caractersticas em comum, origem semelhante e nenhuma barreira que limite o livre intercruzamento entre seus membros. Uma populao assim constituda caracteriza-se como

uma unidade de evoluo. Conceito biolgico de espcie: Espcies so grupos de populaes naturais que inter-cruzam ou tm o potencial para tanto, e que esto reprodutivamente isolados de outros grupos (relao comportamental/gentica). Limitaes deste conceito: Se duas populaes prximas norealizam troca gnica, no h realizam troca gnica, no h meios de saber se h isolamento reprodutivo No pode ser testada para espcies fsseis Irrelevante em populaes assexuadas No pode ser usada em grupos de plantas em que ocorre hibridizao entre populaes bastante divergentes.

Conceito filogentico de espcie: Populaes que contm todos os tipos de descendentes conhecidos de um nico ancestral comum, formando um ramo independente em uma filogenia. filogenia Alm disso, as populaes devem ter passado um perodo evolutivo suficientemente longo para que caracteres diagnsticos existam (relao evolutiva). Limitaes deste conceito: No h filogenias bem elaboradas para todos os grupos de seres vivos, ainda. Usar caracteres especficos para distinguir espcies poderia levar a

descrio de novas espcies devido presena de qualquer caracterstica diferente, local. Conceito morfo-especfico de espcie: Paleontlogos caracterizam espcies com base em diferenas morfolgicas entre fsseis. (relao morfolgica) Limitaes deste conceito: As definies de espcies podem ser demasiado arbitrrias. Espcie: - Decises arbitrrias podem levar descrio de novas

espcies apenas por questes alheias cincia. - tambm um termo relativo. Uma populao pode ou no ser uma espcie distinta em relao a outra populao. Portanto, espcie um conceito em definio, que ainda debatido. Sexo entre humanos e Neanderthais ocorreu h 100 mil anos O Estado de So Paulo 19/02/2016 http://m.ciencia.estadao.com.br/noticias/geral,sexo-entre-humanos-e-neanderthais-ocorreu-pela-primeira-vez-ha-100-mil-anos

Observao: Em textos de autores no da biologia comum encontrar o termo nicho usado no sentido hbitat, e o termo comunidade usado no sentido populao humana, entre outras variaes. Esses textos podem ser usados como referncia em Ecologia Humana, dada sua interface de reas. MAS: necessrio deixar claro o significado atribudo a cada termo adotado no trabalho cientfico. Em Ecologia Humana as comunidades: so estudadas no somente em relao a seus

fatores biolgicos tambm so considerados fatores polticos e socioculturais que levam espcies de uma comunidade a serem ameaadas alm de serem estudados os efeitos dos fatores ambientais. O termo estado contnuo (steady-state) refere-se ao equilbrio auto-ajustador, a uma condio equilibrada que est mais ou menos imune a perturbaes, pelo menos em pequena escala. Se a densidade populacional humana continuar a aumentar, o crescimento de patologias sociais e

fsicas poder vir a limitar tal crescimento. Apesar de o ser humano se adaptar a situaes diversas, persiste a necessidade de avaliar o que sucesso adaptativo para nossa espcie. Na Sntese Moderna da Evoluo, a evoluo caracteriza-se pela ausncia de motivo ou de propsito. O acaso e a necessidade so as duas faces da transformao biolgica. Nesta definio, a evoluo envolve: . erros ocasionais nos materiais genticos . alteraes ocasionais nas condies do ambiente

. padres de desempenho dos organismos dentro de seus ambientes. Adaptao Evolutiva (sentido gentico estrito): nmero de descendentes que iro representar o indivduo (ou grupo de indivduos ou uma espcie) no conjunto de organismos que existiro num determinado perodo posterior. Neste sentido, por mais bem condicionado o indivduo que morra sem deixar filhos ter fracassado do ponto de vista estrito da evoluo biolgica. (Mas h o cuidado para com parentes e

grupo!!) O prprio xito evolutivo pode ser transitrio, como demonstra a extino de organismos que foram Traos adaptativos/ adaptaes: uma parte especfica da anatomia (ex: cor) um processo fisiolgico (ex: velocidade de respirao) um padro de comportamento (ex: uma dana de acasalamento) ocorrem por acaso, mas podem se manter na espcie quando melhoram as chances de um organismo sobreviver e se reproduzir.

Neste sentido, o conceito de adaptao abrange tambm a evoluo que cria esse trao. trao (mutao -> diversidade -> seleo -> evoluo): - substituies aleatrias de nucleotdeos nos genes podem provocar mudanas correspondentes de anatomia, fisiologia ou comportamento - esse processo dissemina pela populao mltiplas formas do(s) gene(s) - tambm ocorre quando os genes mudam de posio nos cromossomos, ou quando o nmero de cromossomos (e, portanto, de genes) aumenta ou

diminui - o gentipo sendo alterado por uma ou outra dessas formas pode resultar em um fentipo Novos fentipos geralmente tm um efeito na sobrevivncia e na reproduo. Se o efeito for favorvel e levar a ndices mais elevados de sobrevivncia e reproduo, os genes mutantes comeam a se espalhar na populao. Se o efeito for desfavorvel, desfavorvel os genes que o provocaram vo diminuindo e podem desaparecer por completo.

Evoluo: mudana de frequncias gnicas na populao ao longo das geraes Seleo Natural: Teoria de Darwin: 3 premissas e 1 concluso Todas as espcies geram mais descendentes do que aqueles que podem sobreviver e se reproduzir nas condies do ambiente onde residem Os organismos variam sobreviver e se reproduzir na

sua habilidade de Parte da variao na habilidade de sobreviver e se reproduzir hereditria Concluso: ocorrncia de seleo natural (gentipos com maior adaptao deixam mais descendentes do que os gentipos menos adaptados ao ambiente onde residem)

Ou seja: Alelos favorveis levam maior adaptao e ocorrero em maiores propores nas futuras geraes que na atual. Evoluo: mudana nas frequncias allicas ao longo das geraes - em populaes de animais, vegetais ou de micro-organismos. Darwinismo: teoria da seleo natural que explica como ocorre uma parte ou aspecto da evoluo a micro-evoluco. Um processo darwinista requer as seguintes condies :

Reproduo: os agentes devem ser capazes de produzir cpias de si prprios e essas cpias devem ter igualmente a capacidade de se reproduzirem Hereditariedade: As cpias devem herdar as caractersticas dos originais Variao(*): Ocasionalmente, as cpias tm que ser imperfeitas (diversidade no interior da populao) Seleo Natural: Os indivduos so selecionados pelo ambiente. A seleo natural destri - e no cria. Em nvel local tende a reduzir a variabilidade, em nivel global a aumentar. Em qualquer sistema onde ocorram essas caractersticas dever ocorrer evoluo

(Um processo darwinista requer as seguintes condies) Variao(*): Ocasionalmente, as cpias tm que ser imperfeitas (diversidade no interior da populao) Cabe ressaltar que Darwin considerava a importncia da recombinao para a variabilidade. A recombinao amplifica a variabilidade gerada pelas mutaes e imigraes. Lembramos que entre as foras evolutivas esto a mutao, a seleo natural, a migrao e a deriva ou oscilao gentica.

O problema da existncia de um objetivo na evoluo no tem relao com a eliminao dos inaptos, e sim com a forma com que se d a origem dos aptos. A Evoluo Biolgica vai se compondo passo a passo atendendo aos requisitos (de adaptao ao ambiente) de apenas uma ou duas geraes, sem ser norteada por viso alguma inclusive de natureza tica ou moral e sem estar comprometida com qualquer finalidade distante. Macroevoluo o estudo da evoluo analisado a

partir da escala de conjuntos de genes independentes. Tem como foco as mudanas que ocorrem no nvel de espcie ou acima. acima Em contraste, a microevoluo tem como objeto de estudo mudanas evolutivas em menor escala, que ocorrem dentro de uma espcie ou populao, populao e podem ser descritas como mudanas nas frequncias allicas. allicas Especiao o processo evolutivo pelo qual

as espcies vivas, diferentes, se formam. Este processo pode ser uma transformao gradual de uma espcie em outra (anagnese) ou pela diviso de uma espcie em duas por cladognese. Modos principais de especiao: alopatria, simpatria, parapatria e peripatria. A especiao pode tambm ser induzida artificialmente, atravs de cruzamentos selecionados ou experincias laboratoriais. Alopatria Peripatria

Parapatria Simpatria forma-se barreira entrada em novo habitat entrada em novo habitat

mudana gentica Populao Original Passo Inicial de Especiao Isolamento Reprodutivo

Novas espcies Distintas aps Equilbrio Fonte: adaptado de Wikimedia Commons Domnio Pblico - http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Speciation_modes_edit_pt.svg Cladstica: estudo das relaes filogenticas (de ancestralidade) entre os seres vivos. Estado do Carter: como est uma dada caracterstica semelhante em dois ou mais grupos estudados.

Podem ser considerados primitivos ou derivados. Cladograma (rvore filogentica): Carter primitivo: ausncia de penas. Carter derivado: presena de penas. Fonte da figura: Portal do Professor - http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=15846

PRINCPIO DA PARCIMNIA - Menos melhor / Menos mais - Em Cincia, dada preferncia explicao mais simples para uma observao ou fato. - Na sistemtica moderna, ao construir filogenias: considerado correto o sistema de parentesco mais simples encontrado, aquele que apresente o menor nmero de passos intermedirios ou mudanas evolutivas. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Foley, R. Apenas mais uma espcie nica: Padres da Ecologia Evolutiva Humana. Edusp, So Paulo, 1993.

Lewin, R. Evoluo Humana. Atheneu Editora, So Paulo, 1999. Kormondy Brown Ecologia Humana. So Paulo: Atheneu Editora, 2002, 503p. Ricklefs, R. A Economia da Natureza. 5 Ed. Rio de Janeiro: Guanabara-Koogan, 2003. 503p. E tambm: Bougney, A.S. Ecology of Populations 2 Ed. U.S.A.:MacMillan Publishing Co. Inc., 1973. 182 p. Cherret, J.M. Contribuition of Ecology to our understanding of the natural world: a review of some key ideas. Physiology and Ecology Japan. Kyoto, Japan, 27(special number) march, 1990. Dubos, R. Namorando a Terra. So Paulo: Ed.Melhoramentos/EDUSP, 1981. 150p. Ehrlich, P.R.; Ehrlich, A.H. Populao, Recursos, Ambiente: Problemas de Ecologia Humana. So Paulo: Ed. Polgono/EDUSP, 1974. 509p.

Lumsdem, C.J. Genes, Mind, and Culture: the coevolutionary process. Cambridge: Harvard University Press, 1981. 428p. Odum, E. P. Ecologia. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara S.A. 1988.434p. Wallace, B. Humanidade, suas necessidades, ambiente, ecologia. So Paulo: EDUSP, 1978. 277p. Wilson, E. O. A criao de Ecossistemas In: Wilson, E.O. Diversidade da Vida. So Paulo: Cia das Letras, 1994. 447p. cap. IX. COMENTRIO SOBRE BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Eugne Dubois (1858 1940) Paleoantroplogo mdico anatomista Homem de Java Pitecanthropus erectus

Homo erectus (elo perdido entre o macaco e o ser humano) Ren Dubos (1901 1982) Franco americano - ativista ambiental, mdico-microbiologista Pensar globalmente, agir localmente Promoo da sade popularizao do uso antibiticos Prmio Pulitzer Um animal to humano (1968)

Recently Viewed Presentations

  • Children with intellectual disabilities and children with autism

    Children with intellectual disabilities and children with autism

    The Pupil Census in Scotland is carried out on a yearly basis in September (Scottish Government, 2015). The information is collected electronically from schools' management information systems through the ScotXed programme. ScotXed ensures that data exchanges are effective and secure
  • Topic Of This Hour Exchange 2013: Database Availability

    Topic Of This Hour Exchange 2013: Database Availability

    All public folder mailboxes stores Hierarchy with only one writable. Content can be shared across multiple Public Folder mailboxes. Administration will be same as mailboxes and accept same cmds. ... OWA 2007, OWA 2010. OWA 2013. www.NetComLearning.com.
  • Unit 5: Civil War and Reconstruction

    Unit 5: Civil War and Reconstruction

    Subjugation- It has to do with one group of people dominating another group by taking away their freedom. Disenfranchise- deprive (someone) of the right to vote or a right or privilege . ... Define sectionalism - restriction of interest to...
  • Skills and Techniques - bridgeofdon.aberdeen.sch.uk

    Skills and Techniques - bridgeofdon.aberdeen.sch.uk

    The analysis in this example would focus on force, use of body levers and planes of movement. Force: The greater the force generated by turning, the greater the possibility of a long throw. Use of body levers: The throwing arm...
  • Ch 11: Endocrine System

    Ch 11: Endocrine System

    Trophic. hormone. controls the secretion of . another hormone. Target gland hypertrophies in response to trophic hormone. Hypothalamic trophic . hormones and . the hypothalamo-hypophyseal _____system. Review Table 11.6 and compare to Fig. 11.14.
  • Saint Mary's College

    Saint Mary's College

    Saint Mary's College. The . Accreditation . Journey. It started in 2005 but. began in earnest when President Mooney . formed the . ... Jessica Ickes. Joe Incandela. Sister Veronique . Wiedower. We were chosen for an HLC Project. The...
  • Math 2311-06

    Math 2311-06

    Draw a Bar Chart to Display the Marginal Distribution of Pizza Topping Preference. ... Simpson's Paradox is the reversal of the direction of a comparison or an association when data from several groups are combined to form a single group.
  • Gule post - it til ABC og tal

    Gule post - it til ABC og tal

    Træk et ord (billede). (Giv børnene 3 billeder hver - forskellige) Stav til ordet - og tæl bogstaverne. Gå det antal trin, som der er antal bogstaver. Se hvem der kommer længst. APPELSIN AND ABE ANANAS AVIS ALFABET ANKER AUTOSTOL...