Ecologia - Aula 05 - Interações biológicas e evolução

Interações Biológicas e Evolução

Introdução às Interações Biológicas

• As interações biológicas ocorrem entre seres vivos e também com o meio ambiente abiótico.

• Essas interações podem envolver uma ou mais espécies, visando a aquisição de recursos de forma mais eficiente.

Características das Interações

• Interações são relevantes quando impactam a dinâmica populacional; interações ocasionais não são consideradas biológicas.

• Elas atuam como fatores reguladores da população, frequentemente dependentes da densidade.

• As condições ambientais podem alterar o tipo de interação que ocorre entre as espécies.

Modalidades de Interação

Interações Harmônicas

• As interações podem ser intraespecíficas (entre indivíduos da mesma espécie) ou interspecíficas (entre diferentes espécies).

• Colônias, como corais e caravela, têm continuidade física entre os indivíduos; sociedades, como abelhas e formigas, apresentam divisão de trabalho.

Competição Intraespecífica

• Indivíduos competem por recursos limitados; isso pode prejudicar a viabilidade de alguns membros da população.

• A competição pode levar ao aprimoramento genético da população em longo prazo.

Canibalismo e Predação

Canibalismo

• Exemplos incluem jacarés se alimentando de jovens da mesma espécie; fêmeas do louva-a-deus matam machos após a cópula para obter nutrientes adicionais.

Predação

• Existem três modalidades principais: predação (uma espécie é beneficiada), competição (ambas são prejudicadas), e mensalidade (uma é prejudicada sem efeito na outra).

Tipos de Predadores

• O predador propriamente dito mata sua presa para se alimentar. Exemplo: ursos comendo salmões.

• Herbivoria é incluída na predação quando plantas são consumidas por herbívoros.

Relações Parasitárias e Predatórias

Tipos de Parasitas

• O parasita pode ter uma relação íntima e duradoura com seu hospedeiro, podendo ser ectoparasitas (na superfície do corpo) ou endoparasitas (dentro do corpo).

• Exemplos incluem ácaros que parasitam plantas e a solitária, um endoparasita humano. Também existem plantas que parasitam outras plantas, como a erva de passarinho.

• A erva de passarinho é um parasita facultativo que realiza fotossíntese, mas se desenvolve dentro dos tecidos de outra planta.

Parasitóides

• Os parasitóides são um tipo interessante onde a fêmea coloca ovos em uma presa imobilizada; os filhotes se desenvolvem consumindo a presa até sua morte.

• Este processo representa uma forma de depredação onde o recurso não é útil para quem o empregou.

Modelagem Matemática das Interações

• As interações entre predadores e presas podem ser modeladas matematicamente para estimar suas populações ao longo do tempo.

• Inicialmente, com poucos predadores, as populações de presas aumentam. Com o aumento das presas, os predadores também aumentam devido à abundância de recursos.

Ciclos Populacionais

• À medida que a população de predadores cresce, as presas enfrentam maior mortalidade, levando a um declínio na população delas.

• Esse ciclo se repete periodicamente: quando as presas diminuem, os predadores também começam a morrer por falta de alimento.

Exemplos Naturais

• Um exemplo clássico é o ciclo entre lebres e linces no Ártico; os picos populacionais das lebres estão intercalados com os dos linces.

• Embora existam irregularidades nos ciclos naturais devido a outros fatores atuantes nas populações.

Adaptações Evolutivas

• A seleção natural favorece tanto predadores quanto presas: predadores desenvolvem melhores capacidades de ataque enquanto as presas melhoram suas defesas.

• Exemplo: tubarões possuem adaptações estruturais para capturar grandes presas; corujas têm penas silenciosas para caçar sem serem percebidas.

Defesas das Presas

• Presas apresentam adaptações morfológicas como espinhos (ex.: baiacu e cactos), inibindo ataques dos predadores.

Estratégias de Defesa na Natureza

Comportamento dos Predadores e Presas

• Predadores reconhecem presas menos adequadas à distância, evitando ataques. Animais com cores intensas podem ser venenosos, alertando predadores sobre seu perigo.

Camuflagem e Coloração

• A dificuldade em encontrar uma lagartixa ilustra a camuflagem; assim como os predadores têm dificuldades para enxergar suas presas, as mariposas claras e escuras na Inglaterra exemplificam essa adaptação.

• Muitos animais utilizam colorações intimidatórias. Por exemplo, um lagarto vermelho pode aumentar sua aparência para assustar predadores.

Coloração Disruptiva

• A coloração disruptiva quebra o contorno da presa, dificultando a identificação pelo predador. Um exemplo é a onça que se camufla entre galhos e folhas.

• Zebras também apresentam padrões que confundem predadores ao dificultar a distinção entre indivíduos em movimento.

Mimetismo como Estratégia de Defesa

• O mimetismo ocorre quando espécies inofensivas imitam aquelas perigosas para evitar predação. Exemplo: uma taturana que se parece com uma cobra afugenta pássaros predadores.

Competição Interespecífica

Tipos de Competição

• A competição interespecífica ocorre entre diferentes espécies e pode ser por exploração ou interferência. Na competição por exploração, espécies competem pelos mesmos recursos sem interação direta.

• Na competição por interferência, indivíduos lutam diretamente por recursos limitados, resultando em gasto energético que prejudica ambas as populações.

Experimentos sobre Competição

• Um experimento de 1917 demonstrou que duas espécies do gênero Galho competem por recursos em solos ácidos e calcários, mostrando resultados diferentes dependendo do ambiente.

• Quando colocadas juntas no solo ácido, ambas as espécies diminuíram em número; no entanto, o Galeão Silvestre sofreu mais do que o Galho Saxáttila nesse cenário competitivo.

Exemplos Práticos de Competição

• Em situações de competição por interferência, um lobo defendendo sua presa demonstra como a agressão pode ocorrer entre carnívoros competindo por alimento.

• Entre vegetais, a sálvia produz substâncias tóxicas que inibem outras plantas ao redor, garantindo seus próprios recursos e sucesso competitivo.

Princípio da Exclusão Competitiva

Dinâmica Populacional e Coexistência de Espécies

Interações entre Espécies em Ambientes Compartilhados

• A curva populacional de Aurélio é semelhante à da TomTom, mostrando a condição quando duas espécies estão isoladas em seus ambientes. Ao juntar as populações, a população de Para Messi Caldato cresce rapidamente no início, mas depois declina.

• A população de Para Messi Orelha cresce e se estabiliza em um nível mais alto, embora inferior ao que teria se estivesse sozinha. Este é um exemplo típico de exclusão competitiva.

• Quando ambas as espécies são colocadas juntas em um meio de cultura, suas populações também se estabilizam, mas com uma abundância total menor do que seria esperado.

• Apesar da coexistência das duas espécies, o número de indivíduos estabilizados é significativamente reduzido, indicando que a competição afeta negativamente a abundância populacional.

Deslocamento do Nicho e Coexistência

• O fenômeno do deslocamento do nicho pode permitir a coexistência. Um exemplo é o caso da espécie "droga raia", que vive em lagoas litorâneas e consome partículas do sedimento.

• Quando analisamos o tamanho corporal das drogas Uvea e Venturosa em condições alopátricas, observamos superposição nos nichos alimentares devido ao consumo dos mesmos recursos.

• Em lagoas onde ambas as espécies estão presentes, os indivíduos maiores da droga Uvea são selecionados por consumirem partículas maiores como alimento. Isso resulta em menor superposição dos nichos alimentares e redução na competição.

Interações Interespecíficas Positivas: Mutualismo

• As interações interspecíficas positivas incluem mutualismo e comensalismo. No mutualismo, ambas as espécies se beneficiam; no comensalismo, apenas uma espécie se beneficia sem prejudicar a outra.

• Um tipo de mutualismo é o mutualismo dispersivo, onde animais ajudam na polinização ou dispersão de sementes. Exemplos incluem abelhas e beija-flores polinizando flores.

• Outro tipo importante é o mutualismo obrigatório para defesa; crustáceos removem parasitas da superfície dos peixes, beneficiando ambos os organismos envolvidos.

Exemplos Clássicos de Mutualismo

• O peixe-palhaço depende da anêmona-do-mar para proteção contra predadores enquanto fornece nutrientes à anêmona através de suas fezes. Essa relação ilustra como ambos os organismos ganham com essa associação.

• As plantas acácia formam associações benéficas com formigas; estas protegem as plantas contra herbívoros enquanto recebem abrigo e alimento delas.

Interações entre Plantas e Fungos: Micorrizas

O que são Micorrizas?

• As micorrizas são associações simbióticas entre fungos e raízes de plantas, onde o fungo capta nutrientes e água do solo e os transfere para a planta.

• Em troca, a planta fornece carboidratos ao fungo, criando uma relação mutuamente benéfica.

Dependência das Condições Ambientais

• A interação entre plantas e fungos pode variar conforme as condições do ambiente; em solos muito férteis, a planta pode não precisar mais do fungo.

• Quando isso ocorre, o fungo pode se tornar parasita da planta, exigindo carboidratos sem oferecer benefícios.

Comensalismo e Inquilinos

Exemplos de Comensalismo

• O comensalismo é uma forma de interação onde um organismo se beneficia sem prejudicar o outro. Um exemplo clássico é a rêmora que se associa a peixes para aproveitar restos de alimentos.

Inquilinos na Natureza

• Outro exemplo é o inquilinismo, onde um organismo vive dentro ou sobre outro sem causar danos. Um caso ilustrativo é o caranguejo que habita tubos formados por anêmonas marinhas.

• Esses caranguejos podem viver permanentemente nos tubos, mas não afetam negativamente as anêmonas.

Conclusão da Aula