O documento discute conceitos-chave de ecossistemas e cadeias tróficas, incluindo definições de termos como organismos, espécies e populações. Explica a história do conceito de ecossistema e como a energia flui através das cadeias alimentares e teias tróficas entre os diferentes níveis tróficos. Também aborda como a produtividade primária, eficiência ecológica e decomposição afetam o fluxo de energia.

1. Ecossistemas e cadeias
tróficas

2. Definições
• Organismos
• Espécies
• Populações
• Comunidades
• Ecossistemas
• Biosfera

3. Definindo energia e matéria

4. Histórico do conceito de ecossistema
 Charles Elton (1920): Organização dos organismos através de relações
alimentares
 Arthur Tansley (1930): definição de ecossistema como “organismos e
fatores abióticos interagindo para formar um sistema biológico integrado”
 Cadeia alimentar:sequência de relações tróficas
pela qual a energia passa através do ecossistema
Níveis tróficos

5. Teia alimentar
Conjunto de relações entre os organismos da comunidade
Cadeias alimentares interligadas

6. Leis da termodinâmica e ecossistemas
Alfred Lotka: leis da termodinâmica regem transformações de
energia no ecossistema
Raymond Lindeman: transformações de energia via relações
tróficas

7. Fonte de energia
1.254.000 kcal/m2/ano
0,8% dessa energia é
capturada para fotossíntese
55% é perdida através da
respiração
45% é alocada para
o crescimento
11% é consumida por herbívoros
34% entra na cadeia de decompositores

8. Transferência de energia através dos níveis tróficos
First Trophic Second Trophic Third Trophic Fourth Trophic
Level Level Level Level
Producers Primary Secondary Tertiary
(plants) consumers consumers consumers
(herbivores) (carnivores) (top carnivores)
Heat Heat Heat Heat
Solar
energy
Heat Heat
Detritvores Heat
(decomposers and detritus feeders)
Porque as cadeias alimentares geralmente não ultrapassam 4 níveis tróficos?

9. Pirâmides de energia
Heat
Heat
Tertiary Decomposers
consumers
(human)
Heat
10
Secondary
consumers
(perch)
100 Heat
Primary
1,000 consumers
(zooplankton) Heat
10,000 Producers
Usable energy (phytoplankton)
Available at
Each tropic level
(in kilocalories)

10. Odum (1950) e o modelo universal de fluxo de energia

11. Produtividade
Produtividade primária bruta:
Taxa de energia assimilada pela
fotossíntese
Produtividade primária líquida:
Taxa de produção de biomassa
que fica disponível para os níveis
tróficos seguintes

12. Produtividade

13. Produtividade primária líquida global
Média 2001
Luz
Temperatura
Água
Duração da estação de crescimento
Nutrientes

14. Variação sazonal
Junho de 2002
Dezembro 2002

15. Luz e temperatura x produtividade
 A taxa fotossintética das plantas é maior em ambientes luminosos e
temperaturas mais quentes
 A eficiência da fotossíntese (porcentagem de energia que é convertida em
produtividade) dependem de luz e temperatura
 Temperaturas muito altas ou muito baixas prejudicam a fotossíntese

17. Transferência de energia
Excretada
Assimilada
1,2 3 Biomassa
Energia do produtor
Respirada (perdida)
Eficiência ecológica = % energia transferida para o próximo nível trófico
Em média, eficiência ecológica é de 5 a 20%
EE depende da eficiência de consumo (1), assimilação (2) e de produção (3)

18. Eficiência ecológica
• Eficiência de consumo
• Eficiência de assimilação
• Eficiência de produção

19. Eficiência de assimilação
 Razão entre ingestão e assimilação – presença de energia na dieta e o
quanto assimila dessa energia
 Depende da qualidade da dieta – principalmente de material estrutural de
difícil digestão

20. Eficiência de produção
 Quanto da energia assimilada é convertida para produção de biomassa
 Depende do metabolismo do animal, dos gastos com atividades de
manutenção
 Quanto maior custo de manutenção e metabolismo – menor eficiência de
produção líquida

21. Rotas da energia no sistema
Respiração, acúmulo de biomassa, consumo por herbívoros ou
consumo como detritos

22. Cadeias alimentares e fluxo de energia
Cadeia de pastoreio – baseada
na herbivoria
Cadeia de detritos – restos das
plantas que não consumidos
por herbívoros, são atacados
por detritivoros

23. Recapitulando: Energia e matéria
Energia é transferida, se dissipando e não volta para o sistema
Matéria é consumida, mas parte é transformada e devolvida ao inicio como
elementos/nutrientes básicos através da cadeia de decompositores

24. Decomposição
Libera carbono para atmosfera (ciclo do carbono) e reciclagem de nutrientes
Disponibiliza nutrientes para absorção pelas plantas (ciclos de elementos)
Formação de solo

25. Cadeias tróficas

26. Cascata trófica
Efeito direto do predador sobre sua presa se ramifica para níveis tróficos abaixo
P H Produtor
Alterações nos tamanhos
populacionais promovidas
por mudanças em níveis
mais altos da cadeia
Mudanças reguladas
de cima para baixo

27. Efeitos Top-down e Botton-up
Exemplos
Top-down

28. Efeito Top-down

30. Efeitos Top-down e Botton-up
Botton-up

31. Efeitos Top-down e Botton-up
Botton-up

32. Efeitos Top-down e Botton-up
Botton-up

33. Efeitos Top-down e Botton-up
Botton-up

34. Porque o mundo é verde?
 Grande biomassa das plantas
 Controle top-down dos herbívoros pelos predadores
 Alternativa: defesas das plantas e controle bottom-up
 Importância de cada efeito depende do ambiente
 Ambientes verdes: top-down parece ser mais importante
 Ambientes brancos: bottom-up

35. Espécies chave
Efeito na teia trófica é desproporcional a sua abundância,e se ramificam por toda a
teia
Predadores de topo
Engenheiros do
ecossistema

36. Espécies chave
Calvaria major
Dispersores de sementes
Dodo
Raphus cucullatus

37. Espécies chave
JFMA MJJASONDJ
Frutifica o ano todo ou em períodos de baixa
disponibilidade de recursos