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Fundamentos de Ecologia – TeóricaEcologia: o estudo das relações entre os organismos e o meio ambiente, tem sido um foco para estudo humano enquanto existimos como uma espécie. A nossa sobrevivência dependia de quão bem pudéssemos observar variações no meio ambiente e prever as respostas dos organis...

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Fundamentos de Ecologia – Teórica Ecologia: o estudo das relações entre os organismos e o meio ambiente, tem sido um foco para estudo humano enquanto existimos como uma espécie. A nossa sobrevivência dependia de quão bem pudéssemos observar variações no meio ambiente e prever as respostas dos organismos a essas variações. Níveis de organização ecológica 

Interações: os predadores influenciam o local onde as zebras se alimentam?

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Populações: que fatores controlam as populações de zebras?

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Indivíduos: como é que as zebras regulam o equilíbrio interno de água?

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Paisagem: como é os corredores de vegetação afetam a taxa de movimento dos mamíferos entre os fragmentos isolados da floresta?

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Ecossistema: como é que o fogo afeta a disponibilidade de nutrientes nos ecossistemas de pastagem?

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Comunidade: que fatores influenciam o número de grandes espécies de mamíferos que vivem juntos em pastagens africanas?

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Biosfera: qual o papel da concentração de CO2 atmosférico na regulação da temperatura global?

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Região: como é que a história geológica influenciou a diversidade regional em certos grupos de organismos?

 Historicamente, a ecologia dos indivíduos tem sido o domínio da ecologia fisiológica e da ecologia comportamental  Os ecologistas fisiológicos enfatizaram a evolução (um processo pelo qual as populações mudam ao longo do tempo) dos mecanismos fisiológicos e anatómicos pelos quais os organismos resolvem problemas colocados pela variação física e química no meio ambiente  Enquanto isso, os ecologistas comportamentais concentram-se principalmente na evolução dos comportamentos que permitem que os animais sobrevivam e se reproduzam diante da variação ambiental  A ecologia fisiológica e comportamental é informada pela teoria evolutiva, assim como todas as outras áreas da ecologia  Há uma forte ligação conceitual entre estudos ecológicos de indivíduos e de populações, particularmente em relação aos processos evolutivos  A ecologia populacional é centrada nos fatores que influenciam a estrutura e processo da população, onde uma população é um grupo de indivíduos de uma única espécie que habita uma área definida

 Os processos estudados por ecologistas populacionais incluem a adaptação, extinção, distribuição e abundância de espécies, crescimento e regulação da população e variação na ecologia reprodutiva de espécies  Os ecologistas da população estão particularmente interessados em como esses processos são influenciados por componentes não biológicos e biológicos do meio ambiente  Trazendo componentes biológicos do ambiente para a imagem leva-nos ao próximo nível de organização, a ecologia das interações como predação, parasitismo e competição  Os ecologistas que estudam as interações entre espécies frequentemente enfatizam os efeitos evolutivos da interação sobre as espécies envolvidas  Outras abordagens exploram o efeito das interações na estrutura da população ou nas propriedades das comunidades ecológicas  A definição de uma comunidade ecológica como uma associação de espécies que interagem envolve a ecologia da comunidade com a ecologia das interações  A ecologia da comunidade e dos ecossistemas tem um grande negócio em comum, uma vez que ambos estão preocupados com os fatores que controlam os sistemas multiespecíficos  No entanto, os objetos de estudo são diferentes  Enquanto os ecologistas da comunidade se concentram nos organismos que habitam uma área, os ecologistas dos ecossistemas incluem fatores físicos e químicos que influenciam a comunidade e se concentram em processos como o fluxo de energia e a decomposição  Para simplificar os seus estudos, os ecologistas há muito que tentaram identificar e estudar comunidades e ecossistemas isolados 

No entanto, todas as comunidades e ecossistemas da Terra são sistemas abertos sujeitos a trocas de matéria, energia e organismos com outras comunidades e ecossistemas



O estudo dessas trocas, especialmente entre os ecossistemas, é o território intelectual da ecologia da paisagem

 No entanto, as paisagens também não estão isoladas, mas parte de regiões geográficas sujeitas a processos regionais de larga escala e de longo prazo  Esses processos regionais são temas de ecologia geográfica  A ecologia geográfica, por sua vez leva-nos à maior escala espacial e ao mais alto nível de organização ecológica – a biosfera, as porções da Terra que sustentam a vida, incluindo a Terra, as águas e a atmosfera

Aeroecologia Estudo interdisciplinar da ecologia da fronteira terrestre Límite: a tecnologoa de infravermelho térmico permite não só detetar e registar a presença de organismos noturnos de grande porte, mas também investigar a sua fisiologia e ecologia de forma não invasiva

Ecologia Urbana O estudo das áreas urbanas como sistemas ecológicos complexos e dinâmicos, influenciados por componentes interconectados, biológicos, físicos e sociais À medida que os ecologistas concentram as suas pesquisas sobre o meio ambiente onde a maioria dos membros da nossa espécie vivem, eles fizeram descobertas inesperadas sobre a ecologia dos centros urbanos.

Mudança climática e ecológica: passado e futuro À medida que o clima muda, as populações de plantas mudam simultaneamente as suas distribuições geográficas e passam pelo processo evolutivo de adaptação, o que aumenta a sua capacidade de viver o novo regime climático

Vida na Terra Biomas 

Grandes divisões do meio terrestre

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Distinguidos principalmente pelas suas plantas predominantes e estão associados a climas particulares

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Consistem em formações de plantas distintivas, como o bioma da floresta tropical e o bioma do deserto

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Como a floresta tropical e o deserto são caracterizados por tipos muito diferentes de plantas e animais e ocorrem em regiões com climas muito diferentes, as histórias naturais desses biomas diferem muito

Padrões de grande escala de variação climática 

Temperatura, circulação atmosférica e precipitação

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Vários atributos do clima variam previsivelmente sobre a Terra

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Por exemplo, as temperaturas médias são mais baixas e mais estacionais nas latitudes médias e altas

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A temperatura geralmente mostra pouca sazonalidade perto do equador, enquanto a precipitação pode ser marcadamente sazonal

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Os desertos, que se concentram numa estreita faixa de latitudes ao redor do globo, recebem pouca precipitação, que geralmente cai imprevisivelmente no tempo e no espaço

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Quais mecanismos produzem estes e outros padrões de variação climática?

Diagramas climáticos 

Ferramenta usada para explorar a relação entre a distribuição da vegetação terrestre e o clima

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Resumem uma grande quantidade de informações climáticas úteis, incluindo a variação sazonal na temperatura e precipitação, o comprimento e intensidade das estações húmidas e secas e a parcela do ano em que a temperatura mínima média está acima e abaixo de 0ºC

 A estrutura do solo resulta da interação a longo prazo do clima, dos organismos, da tipografia e do material mineral parental.  O solo é uma mistura complexa de material vivo e não vivo sobre o qual a maioria da vida terrestre depende.

Horizontes do solo 

Horizonte orgânico: a camada superior contém lixo vegetal solto e fragmentado; a camada inferior é altamente fragmentada

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Solo mineral misturado com alguma matéria orgânica: argila, ferro, alumínio, silicatos e matéria orgânica solúvel são gradualmente lixiviados do horizonte A

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Horizonte de deposição: os materiais extraídos do horizonte A são depositados no horizonte B; os depósitos podem formar padrões de bandas distintas

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Material original resistido; o horizonte C pode incluir muitos fragmentos de rocha; muitas vezes, está no solo

A estrutura do solo está em constante estado de fluxo como consequência de várias influências: 

Clima – afeta a taxa de meteorização dos materiais originais, a taxa de lixiviação de substâncias orgânicas e inorgânicas, a taxa de erosão e transporte de partículas minerais e a taxa de decomposição da matéria orgânica; o clima também influencia os tipos de vegetação e os animais que ocupam uma área

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Organismos – influenciam a quantidade e qualidade da matéria orgânica adicionada ao solo e a taxa de mistura de solo por animais que vivem em tocas

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Topografia – afeta as taxas e direção do fluxo de água e padrões de erosão

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Material original – como o granito, a rocha vulcânica e a areia transportada pelo vento ou pela água, preparam o palco para todas as outras influências

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Tempo – a idade do solo influencia a estrutura do solo

 O solo é uma entidade complexa e dinâmica  Forma o meio em que os organismos crescem, e as atividades desses organismos, por sua vez, afetam a estrutura do solo  Tal como acontece com muitos aspetos da ecologia, muitas vezes é difícil separar os organismos do seu ambiente  A distribuição geográfica dos biomas terrestres corresponde à variação do clima, especialmente a temperatura e precipitação prevalecentes

Floresta tropical (ecologistas da floresta tropical) 

Aproximam-se do equador em três grandes regiões: Sudeste Asiático, África Ocidental e América do Sul. A maioria da floresta tropical ocorre dentro de 10 8 da latitude norte ou sul do equador. Fora desta faixa equatorial estão as florestas tropicais da América Central e do México, do Sudeste do Brasil, do leste de Madagáscar, do sul da Índia e do Nordeste da Austrália

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Clima: a distribuição global das florestas tropicais corresponde a áreas onde as condições são quentes e molhadas durante todo o ano. As temperaturas nas florestas tropicais variam pouco de mês para mês e muitas vezes mudam tanto num dia como durante todo o ano. As temperaturas médias são cerca de 25-27ºC, temperaturas médias baixas do verão em muitos desertos e regiões temperadas. A precipitação anual varia de cerca de 2.000 a 4.000 mm, e algumas florestas tropicais recebem ainda mais precipitações. Numa floresta tropical, um mês com menos de 100 mm de chuva é considerado seco.

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Solo: as chuvas intensas gradualmente lixiviam os nutrientes dos solos da floresta tropical e a rápida decomposição no clima quente e húmido da floresta tropical mantêm a quantidade de matéria orgânica do solo baixa. Consequentemente, os solos da floresta tropical são geralmente pobres em nutrientes, ácidos, finos e com baixa matéria orgânica. Em muitas florestas tropicais, mais nutrientes estão amarrados em tecidos do que no solo. Algumas florestas tropicais, no entanto, ocorrem onde os solos são muito férteis. Por exemplo, as florestas tropicais crescem em solos jovens e vulcânicos que ainda não foram lixiviados dos seus nutrientes por fortes chuvas tropicais. Os solos da floresta tropical fértil também ocorrem ao longo dos rios, onde um abastecimento de nutrientes fresco é entregue a cada inundação. As plantas da floresta tropical são adeptas da conservação de nutrientes. Ontem ajuda no recolhimento de nutrientes de solos inférteis de fungos associados às suas raízes, através de parcerias mutuamente benéficas chamadas micorrizas. Os fungos, as bactérias e os animais do solo como ácaros e moluscos, eliminam rapidamente nutrientes da lixa vegetal e resíduos animais, aperfeiçoando ainda mais a economia de nutrientes.

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Biologia: muitos organismos da floresta tropical evoluíram para usar a dimensão vertical proporcionada pelas árvores. As árvores dominam a paisagem da floresta tropical e medem em média cerca de 40m de altura. No entanto, alguns atingem 50, 60 ou mesmo 80m de altura. a ecologia da floresta tropical é marcada por relações intrincadas e complexas entre as espécies. Na floresta tropical há plantas que não podem viver sem espécies específicas de formigas, ácaros que fazem as suas casas nas flores das plantas e dependem de beija-flores para levá-los de flor a flor e árvores e vinhas que competem continuamente pela luz e espaço.

Floresta e mata mediterrânea

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O clima mediterrâneo era o clima dos gregos clássicos e das tribos nativas americanas costeiras da Califórnia Velha. O clima temperado suave experimentado por essas culturas foi acompanhado por uma alta riqueza biológica. As florestas mediterrâneas e os arbustos ocorrem em todos os continentes, exceto na Antártida.

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Clima: o clima mediterrâneo e arvoredo é fresco e húmido durante o outono, inverno e primavera, enquanto os verões são quentes e secos. O perigo de geada varia consideravelmente de uma região arborizada mediterrânea para outra. Quando ocorrem, no entanto, as geadas geralmente não são graves. A combinação de verões secos e vegetação densa, rica em óleos essenciais, cria condições para incêndios frequentes e intensos.

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Solo: são geralmente de baixa a moderada fertilidade e são considerados frágeis. Alguns solos têm uma fertilidade excecionalmente baixa. A erosão do solo pode ser grave. O fogo associado do sobrepasto, despojou o solo de algumas paisagens mediterrâneas. Noutros lugares, essas paisagens, sob cuidadosa administração, mantiveram a sua integridade por vários anos.

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Biologia: as plantas e os animais são altamente diversificados e, tal como no deserto, apresentam várias adaptações à seca. As árvores e os arbustos são geralmente de folhas perenes e possuem folhas pequenas e duras, que conservam água e nutrientes. Muitas plantas têm relações bem desenvolvidas e mutualistas com micróbios que fixam nitrogénio atmosférico.

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Incêndios: ocorrem com frequência nas florestas mediterrâneas e selecionam as plantas resistentes ao fogo. Muitas árvores têm uma casca grossa e resistente ao fogo. Em contrapartida, muitos arbustos são ricos e óleos e queimam prontamente, mas são repostos rapidamente. A maioria das plantas herbáceas crescem durante a estação fresca e húmida e depois morrem no verão, evitando tanto a seca como o fogo.

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A casca grossa do sobreiro do mediterrâneo protege a árvore do fogo

Tundra 

Tal como a floresta boreal, a tundra ártica toca a parte superior do globo, cobrindo a maioria das terras ao norte do círculo ártico a aproximadamente 66,5º de latitude a norte.

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Clima: geralmente é frio e seco. No entanto, as temperaturas não são tão extremas como na floresta boreal. Embora as temperaturas do inverno sejam menos severas, os verões são mais curtos. A precipitação varia de menos 200 mm a pouco mais de 600 mm. Ainda assim, e porque as temperaturas médias anuais são tão baixas, a precipitação excede a evaporação. Como consequência disso, os verões curtos são encharcados e a paisagem é muito viva com lagoas.

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Solo: a construção do solo é lenta. Como as taxas de decomposição são baixas, a matéria orgânica acumula-se em depósitos de turfa e húmus. Os solos superficiais descongelam a cada verão, mas geralmente são subjacentes a uma camada de permafrost que pode ter muitos metros de espessura. O congelamento e descongelamento anuais do solo de

superfície combina com as ações da água e da gravidade para produzir uma variedade de processos de superfície que são amplamente limitados à tundra. Um desses processos, a solubilização, move lentamente os solos para baixo. Além dissom o congelamento e o descongelamento trazem pedras à superfície do solo, formando um padrão de superfície ou poligonal na superfície dos solos. 

Biologia: a paisagem é dominada por uma patchwork ricamente texturada de plantas herbáceas perenes, especialmente gramíneas, sedges, musgos e líquenes. Os líquenes, associações de fungos e algas, são devidamente comidos por renas e caribu. A vegetação lenhosa consiste em salgueiros anões e bétulas, juntamente com uma variedade de arbustos de baixo crescimento. A tundra é um dos últimos biomas na Terra que ainda suporta um numero substancial de grandes mamíferos nativos (caribu, rena, boi, urso, lobo), pequenos mamíferos (raposa do ártico, doninhas, esquilos terrestres). Pássaros residentes são acompanhados no verão por uma série de aves migratórias. Os insetos, embota não tão diversos, são muito abundantes. A cada verão, enxames de mosquitos e moscas negras emergem de muitas lagoas.

Biomas de vida na Terra 

Floresta tropical: quente; húmido; baixa sazonalidade; solos inférteis; diversidade biológica excecional e interações biológicas intricadas

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Floresta seca tropical: estações quentes e frescas; seca sazonal; biologicamente rico; tão ameaçado quanto a floresta tropical

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Savana tropical: estações quentes e agradáveis; estações secas e húmidas pronunciadas; camadas de solo impermeáveis; incêndios importantes para manter o domínio das gramíneas; ainda suporta números elevados e diversidade de animais grandes

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Deserto: quente ou frio; seco; precipitação imprevisível; baixa produtividade, mas muitas vezes alta diversidade; organismos bem adaptados aos extremos climáticos

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Floresta e mata mediterrânea: invernos frios e húmidos; verões quentes e secos; fertilidade baixa a moderada do solo; organismos adaptados à seca sazonal e aos incêndios periódicos

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Pradaria temperada: estações quentes e ferias; pico de chuva coincide com a estação de crescimento; as secas às vezes duram vários anos; solos inférteis; incêndios importantes para manter o domínio das gramíneas; historicamente habitada por bandas itinerantes de herbívoros e predadores

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Floresta temperada: invernos moderados e húmidos; estação de cultivo quente e húmido; solos férteis; alta produtividade e biomassa; dominado por árvores e folha caduca, onde as estações de cultivo são húmidas, os invernos são leves e os solos férteis; dominado por coníferas

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Floresta boreal: invernos longos e severos; extremos climáticos; precipitação moderada; solos inférteis; permafrost; incêndios ocasionais; bosque de floresta extensa; dominado por coníferas

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Tundra: frio; baixa precipitação; verões curtos e encharcados; solos pouco desenvolvidos; permafrost; dominado por vegetação baixa e uma variedade de animais adaptados a invernos longos e frios; animais migratórios, especialmente aves, fazem uso sazonal

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Montanhas: temperatura, precipitação, solos e organismos deslocam-se com elevação; as montanhas são ilhas climáticas e biológicas

 O aquecimento desigual da superfície esférica da Terra pelo sol e a inclinação da Terra nos seus eixos combinam-se para produzir variações latitudinais e sazonais previsíveis no clima  A estrutura do solo resulta da interação a longo prazo do clima, dos organismos, da topografia e do material mineral parental  A distribuição geográfica dos biomas terrestres corresponde muito à variação do clima, especialmente a temperatura e a precipitação predominantes

Vida na água Ciclo hidrológico 

Mais de 71% da superfície da Terra está coberta por água

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Esta água é distribuída de forma desigual entre os ambientes aquáticos

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A maioria é água do mar

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Os oceanos contêm mais de 97% da água da biosfera e os glaciares polares e geleiras contêm 2% adicionais; menos de 1% é de água doce em rios, lagos e trocas de águas subterrâneas

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Os vários ambientes aquáticos, como...