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#00 INTRODUÇÃO Ecologia Estudo das relações entre os organismos e o ambiente. Níveis de organização ecológica Interações, População, Indivíduos, Paisagem, Ecossistema, Comunidade, Biosfera, Região geográfica Ecologia fisiológica e comportamental são influencias pela evolução e vice-versa. Por exemplo: o estudo de como o ambiente afeta as relações inter-espécie e como é que essas relações afetam a produtividade e o sucesso reprodutivo. Ecologia das populações foca-se na adaptação, extinção, crescimento e regulação da população, variação da reprodução e distribuição e abundância. E como estes são influenciados por fatores bióticos e abióticos do ambiente. Os componentes biológicos acrescentam interações ecológicas como a predação, competição, parasitismo, … Comunidade ecológica associa a ecologia de comunidade e ecologias de interações. Ecologia de comunidade e ecossistema. Ambas estudam fatores que controlam sistemas de multiespécies. Mas a de comunidade foca-se nos organismos. De ecossistema nos fatores químicos e físicos, e processos como distribuição de energia. Todas as comunidades e ecossistemas são abertos, assim, a Ecologia Geologica leva-nos ao maior nível de organização ecológica – Biosfera. Áreas de fronteiras Aeroecologia – Estudo da fronteira entre a atmosfera e a geosfera. – Infravermelhos termais são importantíssimos pois permitem observar organismos na noite, e investigar não invasiva mente a sua fisiologia e ecologia – Ex. Adaptações a meio aquático e terrestre Ecologia Urbana – Estudo das áreas urbanas como sistemas ecológicos complexos e dinâmicos, influenciados por componentes interconectados, biológicos, físicos e sociais – Ex. Adaptações ao humano: alimentação marinha numa lixeira, transmissão de doenças de ratos urbanos para outras espécies. Mudanças: Passado e Futuro Alterações climáticas – mudanças na distribuição geográfica e processos evolutivos – adaptação

#01 VIDA NA TERRA Biomas Unidade biológica ou espaço geográfico cujas características específicas são definidas

pelo macroclima, a fitofisionomia, o solo e a altitude, dentre outros critérios; (tipos de ecossistema, habitats ou comunidades biológicas com alguma homogeneidade; Distinguidos principalmente pelas suas plantas dominantes que estão associadas a climas particulares. Ex. Biomas da floresta tropical e do deserto. Diferentes plantas, diferentes animais, diferentes regiões e como tal diferente história evolutiva.

Padrões globais de variações climáticas Temperatura, Circulação Atmosférica, Precipitação. Alguns variam de forma previsível. Temperatura: Mais baixa e sazonal em latitudes altas e médias. Pouco sazonais no equador. Precipitação: Marcadamente sazonal no equador. Pouca e imprevisível em desertos. Efeito Coriolis Cria um desvio aparente dos ventos no sentido do relógio no hemisfério norte (desviam para a direita da direção para onde viajam) e contrarrelógio no hemisfério sul (desviam para a esquerda). Diagramas Climáticos Sumarizam um grande conjunto de informações/parâmetros climáticos. Temperatura e precipitação nos eixos esquerdos e direitos do yy. Meses no eixo dos xx. Estrutura dos solos Resultam de interações a longo prazo como ambiente, organismos, topografia e mineral da rocha mãe. Estão em fluxo dinâmico constante. Solos são uma mistura complexa de materiais vivos e não vivos do qual a maioria da vida terrestre depende. O – Orgânico. Camada superior que contem fragmentos soltos de resíduo vegetal A – Solo mineral misturado com alguma matéria orgânica. Materiais orgânicos solúveis, ferro, barro, alumínio, e silicatos são lixiviados do O para o A. B – Camada de deposição. Materiais lixiviados do A são depositados no B onde podem formar padrões bandas distintas. C – Material parentar “encharcado”. Pode incluir fragmentos de rocha e assenta muitas vezes na rocha mãe.

Influências da estrutura do solo Clima – Afeta ritmos de “weathering” da rocha-mãe, lixiviação, erosão e transporte de partículas minerais e da decomposição de matéria orgânica. – Influência o tipo de vegetação e animais. Organismos – Influência a quantidade e qualidade de matéria orgânica adicionada ao solo e a mistura do solo por animais subterrâneos; Topografia – Afeta a direção e taxa de fluxo da água;

– Afeta padrões de erosão; Rocha-mãe – Determinado o estado para as outras influencias; Tempo – Idade do solo influência a sua estrutura;

Bioma da Floresta Tropical Húmida Estão no equador principalmente em três regiões: Sudeste Asiático, Este Africano e Sul da América. Clima: Condições quentes e húmidas todo o ano. A temperatura altera pouco entre os meses, e varia tanto num dia como durante o ano. As temperaturas médias estão entre 25 e 27ºC, que é menos do que as máximas de desertos e áreas temperadas. Precipitação anual é entre 2000 e 4000 mm; um mês com menos de 1000 mm é considerado seco nestes biomas. Solos: Chuva agressiva liberta nutrientes do solo, para além o calor leva a uma rápida decomposição. Assim, provocam uma concentração baixa de matéria orgânica no solo. São experientes em conservar nutrientes: juntam nutrientes por associações com fungos – micorrizas; outros organismos para além dos fungos como bactérias e animais do solo recolhem nutrientes do lixo vegetal restabelecendo a economia dos nutrientes. Caracterizado por serem: pobres em nutrientes, ácidos, finos, e pobres em matéria orgânica. Há exceções, florestas que crescem em solo fértil como em solos vulcânicos jovens, ainda não lixiviados. Ou então em margens de rios, onde uma fornada de nutriente é entregue em cada enchente. Biologia: Árvores dominam a paisagem tendo em média 40 metros, chegando algumas aos 80, e apresentando uma grande diversidade neste bioma. Muitos organismos adaptaram-se a usar esse espaço vertical. Há uma forte e complexa relação entre espécies: plantas não conseguem viver em insetos particulares, ácaros que fazem ninho em flores e que dependem de beija flores para irem de flor para flor, e competição forte por espaço e luz entre arvores e vinhas. Bioma Mediterrâneo de território de Madeira e Arbustos Clima temperado e grande riqueza biológica. Presentes em todos os continentes exceto na Antártida, mas são mais extensos á volta do mar Mediterrâneo e no Norte da América. Estão num intervalo de latitude de 30 a 40º, ou seja, estão a norte do deserto subtropical no HN, e a sul deles no HS. Chamado de chaparral na América do Noroeste, matorral em Espanha e garrigue na zona mais este do Mediterrâneo. Frio e húmido no Inverno, Outono e Primavera; quente e seco no Verão. Os riscos da congelação variam dentro deste bioma, mas congelação normalmente não é severa.

Ecologia do fogo: Verões secos conjugados a vegetação densa cria condições ideais de ocorrência e intensidade de incêndios. Solos: Fertilidade baixa a moderada; considerados frágeis; erosão pode ser severa. Biologia: Grande diversidade de animais e plantas; apresentam adaptações à aridez; a vegetação é normalmente verde o ano todo, com folhas fortes e pequenas que conservam água e nutrientes; há varias relações mutualistas entre plantas e micróbios que fixam o azoto atmosférico. Fogo: Comum selecionou plantas resistentes aos fogo; algumas árvores têm uma casca grossa e resistente ao fogo, como a cortiça; muitos arbustos contêm muitos óleos e apesar de arderem prontamente rebrotam rapidamente; muitas herbáceas crescem nos meses frio voltando a morrer no verão, evitando o perigo de fogo. Bioma Tundra Cobre grande parte do terreno acima do Circulo do artico (latitude 66.5ºN)Estende-se pela Escandinavia, norte da Russia Europeia, norte da Sibéria, norte do Alasca e Canada, presente também abaixo do circulo como na Gronelândia e norte da Islândia. Clima: Tipicamente frio e seco. Mas a temperatura não é tão extrema como na floresta boreal. Verões curtos. Precipitação varia entre 200 e 600 mm, mesmo assim, como a temperatura é baixa, a precipitação é maior que a evaporação. Isto faz dos verões húmidos, com poças e fluxos de água. Solo: A construção é lenta. A decomposição é lenta, a matéria orgânica acumula na turfa e húmus. A superfície derrete todos os verões, mas por vezes está por baixo (?) de uma camada de permafrost que pode ter alguns metros de espessura. O congelamento e descongelamentos dos solos combinado com a ação da água e gravidade produzem uma serie de processos específicos a tundra. Um deles é a soliflucção que mvoe lentamente o solo pelas encostas. Um dos processos é a ascenção de pedras para superfície formando uma rede, um padrão poligonal. Biologia: A paisagem aberta é dominada por uma textura rica de várias plantas herbáceas perenes. Em especial gramíneas, junça, musgos e líquenes. Os líquenes, associados a fungos e algas são comidos precoces por renas e caribous. A vegetação arbórea é constituída por salgueiros anões, bétulas e uma variedade de arbustos de baixo crescimento. É o único bioma que suporta números substanciais de mamíferos de grande porte nativos, como caribou, lobos, bois, renas e ursos. Também são abundantes raposas árticas, doninhas, lemingue e esquilos terrestres. Há aves residentes assim como visitantes no verão. Há insetos em abundancia mas sem grande diversidade, e emergem todos os verões de pântanos e ribeiros. Outros Biomas Tropical Rain Forest: Quente, húmido, pouca sazonalidade, solos inférteis, diversidade biológica excecional e interações biológicas complexas. Tropical Dry Forest: Estações quentes e frias, seca sazonal, riqueza biológica, tão ameaçada como a húmida. Tropical Savanna: Estações quentes e frias, estações pronunciadamente secas e húmidas, camadas do solo

impermeáveis, fogos importantes na manutenção da dominância de ervas, suporta um número alto e diverso de grandes animais. Deserto: Quente ou frio, seco, precipitação imprevisível, baixa produtividade, diversidade frequentemente elevada, organismos bem adaptados a climas extremos. Mediterranean woodland and shrubland: Invernos frios e húmidos, verões quentes e secos, solo pouco a moderadamente fértil, organismos adaptados a aridez sazonal e fogos periódicos. Temperate grassland: Estações quentes e frias, pico de precipitação coincide com a altura de crescimento, secas durando por vezes alguns anos, solos férteis, fogo importante na manutenção da dominância de ervas, historicamente habitado por bandas itinerantes de herbívoros e predadores. Temperate forest: Invernos moderados e húmidos, estação de crescimento quente e húmida, solos férteis, alta produtividade e biomassa, dominado por árvores caducas quando a época de crescimento é húmida, invernos moderados. Boreal forest: Invernos longos e severos, estremos climáticos, precipitação moderada, solos inférteis, permafrost, fogos ocasionais, vasto bioma de floresta. Tundra: Frio, pouca precipitação, verões curtos e húmidos, solos pouco desenvolvidos, permafrost, dominado por vegetação baixa e animais adaptados a invernos longos, visitados por animais migradores. Mountains: Mudança de temperatura, solos, precipitação e organismos com a altitude, ilhas climáticas e biológicas. VIDA NA ÁGUA Ciclo hidrológico Os ambientes aquáticos, ex. rios, oceanos, atmosfera, gelo, são considerados reservatórios de água. Turnover time – tempo necessário para que o volume total de um reservatório seja renovado. A biologia de ambiente aquáticos corresponde largamente a variações em fatores físicos, como a luz, temperatura, movimentos de água, assim como fatores químicos como salinidade e oxigénio. Os Oceanos Circulação: Derivada principalmente dos ventos predominantes influenciado pelo efeito de Coriolis. Modera o clima do planeta por difusão de energia. Zonas Horizontais: Litoral / Zona Intertidal: A zona da linha de costa influenciada pelas marés. Zona nerítica: Da costa á margem da plataforma continental, onde a profundidade é 200m. Zona oceânica: Para além da margem da plataforma continental. Zonas Verticais: Zona epipelágica: Camada superficial até 200 metros de profundidade.

Zona mesopelágica: Dos 200 aos 1000 metros. Zona batiplágica: Dos 1000 aos 4000 metros. Zona abissal: Dos 4000 aos 6000 metros. Zona hadal: Dos 6000 metros até á infinidade interior da terra. Ambientes bentónicos: no fundo do oceanos e outros aquáticos. Ambientes pelágicos: os não do fundo, independentemente da profundidade.

Luz: Aproximadamente 80% da luz eu atinge o oceano é absorvida nos primeiros 10 metros. Temperatura: A radiação solar aumenta a energia cinética das moléculas, o que se traduz numa subida de temperatura. Uma maior velocidade das moléculas conduz a uma menor densidade da água, então a água quente flutua sobre a água fria. Estas camadas de água são separadas pelo termoclima, uma outra camada onde a temperatura da água desce rapidamente com a profundidade. Esta termo-estratificação está sempre presente nos oceanos tropicais. Oceanos temperados só são estratificados no verão, e o termoclima é quebrado durante o inverno e outono, quando a camada superior arrefece. Movimentações de água: Correntes motivadas pelo vento transportam nutrientes, oxigénio, calor e organismos globalmente. As correntes moderam o clima, fertilizam as águas superficiais dos continentes, estimulam fotossíntese e promovem o fluxo genéticos em populações marinhas. Correntes superficiais circulam por vastas áreas oceânicas criando os giros. Estes transportam água fria de latitudes elevadas para o equador, e águas quentes inversamente. A corrente do Golfo, um dos giros, modera o clima do nordeste europeu. Há também correntes profundas, desencadeadas pela descida de água frias nos polos que se movem ao longo do solo oceânico. Água profunda pode ser movida para cima por upwelling. Este processo ocorre nas costas estes dos continentes e em redor da Antártida, onde o vento empurra águas superficiais para o mar aberto permitindo que a água fria ascenda á superfície. Salinidade: É a quantidade de sal dissolvida na água. Varia com a latitude e entre os mares que fazem margem com oceanos. Em oceano aberto vai das 34 a 36,5%. A salinidade mais baixa ocorre perto do equador e acima dos 40º N e S, onde a precipitação supera a evaporação.

Oxigénio: Um litro de água contém no máximo 9 mL de O2, um valor muito menor que o do ar atmosférico. Tipicamente a concentração é mais alta ao nível do mar diminuindo com a profundidade até aos 1000 metros, a partir daí aumenta com a profundidade. Biologia: Composição, diversidade e abundância de organismos marinhos estão relacionados com fatores químicos e físicos. Seres fotossintéticos estão confinados ás zonas epipelágica. Os mais significativos também ocupam esta zona, também designada fótica, e chamam-se fitoplanqueton e derivam pelas correntes. Os animais pequenos que também derivam nestas correntes chamam-se zooplanqueton. Há animais presentes por toda a coluna de água como por peixes de vários tamanhos e até bioluminescentes, tubarões, invertebrados. Há até vida abaixo dos 10000 metros. A maior parte dos organismos, independentemente do patamar trófico nutrem-se por matéria orgânica vinda da fotossíntese na superfície. Há também grandes comunidades nutridas por matéria não fotossintética, mas quimiossintética no fundo do oceano. Estas comunidades estão normalmente associadas a hotsprings subaquáticas. Vida em Águas Marinhas Raso: Florestas de kelp e jardins de corais As florestas de kelp são encontradas principalmente em latitudes moderadas e em zonas de temperatura entre 10º e 20ºC. Partilham várias caraterísticas com florestas terrestres. Recifes de corais estão restritos aos trópicos e subtrópicos, em latitudes entre 30ºS e N. E a zona de temperatura entre 18º e 28ºC. São de três tipos: recifes de barreira, recifes de franja e atóis. As alfas marinhas e recifes de coral crescem em águas superficiais, onde há luz suficiente para suportar a fotossíntese. A diversidade e produtividades dos recifes compete com a das florestas de kelp.

Costas Marinhas: Vida entre marés baixas e altas A zona intertidal é dos ambientes mais dinamocos da biosfera, cobertas por ondulação na maré alta e exposta ao ar em maré baixa.

Margens expostas e abrigadas: Agredidas por fortes ondas oceânicas, costas expostas suportam diversos organismos tanto encontrados em costas abrigadas dentro de promontórios e baias. Zonas verticais: A zona supratidal, ou de splash é raramente submersa por marés, mas frequentemente molhada pelas ondas. Abaixo desta está a zona intertidal propriamente dita. A zona intertidal superior apenas está submersa nas marés altas, e a inferior está apenas exposta nas marés baixas. Entre estas está a zona intertial mediana, coberta e descoberta entre marés. Há ainda a zona subtidal, que até nas marés baixas está sob água. Biologia: Organismos adaptados a uma vida anfíbia, parte marinha, parte terrestre. Estão adaptados á exposição ao ar, embora umas estejam melhor equipadas, isto faz um dos aspetos mais interessantes deste ambiente: zonificação de espécies. Há espécies expontas em quase todas as marés, as que estão na supratidal, outras estão expostas apenas uma vez por mês, ou menos. Microtopografia influencia também a distribuição das drenagens. Os canais por onde a água do mar corre oferecem um novo habitat nos tempos de enchente e vazante. Muitos organismos são impercetíveis pois abrigam-se na maré baixa. As competições e predações também influenciam a distribuição. Solo: Varia entre rochas duras, e areais, lamaçais. Na rocha encontram-se estrelas do mar, percevejos, mexilhões, ouriços do mar e algas.

Ambientes Transicionais: Estuários, Salinas, florestas de mangue, e Pantanos de água doce Ocorrem entre ambiente de água doce e salgadas, e também entre ambientes marinhos e terrestres. As salinas, dominadas por vegetação herbácea, estão em latitudes moderadas e elevadas. Florestas de mangue crescem nos trópicos e subtrópicos. Estuários são extremamente dinâmicos em termos físicos, químicos e biologia. A biodiversidade destes não é tão alta como em outros ambientes marinhos mas a produtividade é excecional. Rios e Riachos: Sangue da Vida e pulso da terra.

Drenam a maior parte da área terrestre e refletem o uso da terra nas baias. São ambientes muito dinâmicos e podem ser divididos longitudinalmente, verticalmente e lateralmente. Cheias periódicas são importantes no funcionamento e estruturas destes ecossistemas. O continuum do rio: A temperatura da água dos rios varia com a do ar, mas não chega aos extremos da dos ambientes terrestres. O fluxo e características químicas variam com o regime climático. A velocidade da corrente, distância ás nascentes e a natureza dos sedimentos de fundo são os principais fatores na distribuição dos organismos.

Lagos: Mares pequenos Encontrados em regiões afetadas por tectónica, vulcanismo e atividade glaciar, forças que produzem bacias. Contêm muita da água doce do planeta. A estrutura é paralela com a dos oceanos mas em menor escala. A salinidade varia muito mais do que nos oceanos. Estratificação e mistura varia com a latitude. Flora e fauna refletem a localização geográfica e os nutrientes disponíveis.

#02A ADAPTAÇÕES AO AMBIENTE: RELAÇÕES DE TEMPERATURA Relações de temperatura Respostas de certos organismos a alterações de temperatura, em especial ao aquecimento global, incluem: migrações primaveris precoces, reprodução precoce, extensão da distribuição geográfica em direção aos polos, e extensão também para zonas mais altas. Respostas atribuídas a plasticidade fenótica, mas também possivelmente a uma ação rápida da seleção natural. Macroclima interagem com a paisagem geológica para formar variações de temperatura microclimáticas. Macroclima é o que as estações meteorológicas reportam, e o que se representa em diagramas de clima. Microclima São variações climáticas dentro de alguns quilómetros, metros e até centímetros, normalmente medidos em períodos curtos de tempo. É afetado pela paisagem, como altitude, vegetação, cor do solo e presença de pedregulhos. A natureza física da água e solo reduz a variação de temperatura em ambientes aquáticos e refúgios de animais. Altitude: Características topográficas criam climas que não aconteceriam em terras planas. Por exemplo, montanhas e encostas criam estes microclimas por sombrearem partes da região. Diferenças de microclimas nas encostas sul e norte podem su...