(1) O documento discute o conceito de nicho ecológico, definindo-o como um hipervolume multidimensional que representa os requisitos ambientais de uma espécie. (2) Vários autores contribuíram para a definição do nicho, incluindo Grinnell que focou nos locais onde uma espécie pode viver, e Elton que focou na função da espécie na comunidade. Hutchinson definiu o nicho como um hipervolume multidimensional. (3) O nicho fundamental representa todos os recursos disponí

1. Ecologia de Populações
Nicho Ecológico
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com

2. O espaço de um organismo
em seu ambiente
Nicho
O habitat do organismo
+ seu papel
+ os limites de tolerância a todos os fatores
limitantes
O nicho de uma espécie consiste de:
Seu papel no ecossistema (herbívora, carnívora,
produtor, ...)
Seus limites de tolerância (solo, pH, umidade)
Seus requerimentos para abrigo, locais de nidificação,
e outras, todos que variam no tempo

3. Cada organismo tem um nicho, ou
função no ecossistema. Uma minhoca
tem um nicho que incluía várias atividades
que melhoram o solo.
Nicho
Traz minerais a Ajuda a penetração
Superfície do solo do ar e água no solo
Carrega matéria vegetal
morta abaixo do solo

4. Nicho Ecológico
O nicho ecológico não é uma noção da
ecologia quantitativa de populações ainda
que existem tentativas de sua definição
quantitativa.
Existem várias definições do nicho
ecológico. Grinnell (1917) definiu o nicho
como todos os locais onde um indivíduo
de uma espécie pode viver (ou onde as
condições permitem sua sobrevivência).

5. Nicho Ecológico
Grinnell 1917 “The niche relationships of the
California thrasher”
– Sub-divisão do ambiente que atenda as
necessidades da espécie:
Tolerâncias fisiológicas, como a temperatura,
umidade
alimentação
Interações inter-específicas
– “nenhuma de duas espécies de aves ou
mamíferos ocuparão precisamente o mesmo
nicho”

6. Nicho Ecológico
Elton (1927) descreveu o nicho como a
função realizada pela espécie na
comunidade no qual está. A primeira
definição enfatizou o ”endereço" da
espécie e a segunda definição enfatizou
a "profissão" (Miller 1967).
– O papel funcional na rede alimentar e
seu impacto sobre o ambiente (como o
que come)

7. Nicho Ecológico
Hutchinson (1957) definhou o nicho como
região (uma hiper-volume de n
dimensões) num espaço multidimensional
de fatores ambientais que atingem o
bem estar de uma espécie.
Essa definição é parecida a do Grinnell.
Foi popular porque a escala de tolerância
aos fatores ecológicos pode ser
mensurada, não como a "profissão da
espécie".

8. Nicho Ecológico
Hutchinson 1957
– Revolucionou o conceito do nicho ao torna-o uma
unidade de quantificação que permite uma análise
teórica explicita e previsão
– Lembre: uma hiper-volume de n dimensões que
engloba a amplitude das condições físicas e
biológicas necessárias a uma espécie que permite
manter uma população estável ou em crescimento

9. Nicho Ecológico
O papel de uma população na comunidade
– Dimensões de um nicho:
Habitat e micro-habitat (espaço ocupado)
Espectro de alimentos, nutrientes essenciais
Requerimentos reprodutivos
– Nutrição, locais de nidificação ou tocas
Sazonalidade: Quando os recursos são
requeridos e usados.

10. Tamanho do Nicho de uma Espécie
O nicho de uma espécie é influenciado por
vários variáveis
Esses variáveis incluem a temperatura
preferida, a época do ano que reproduz, o
que gosta comer, e onde encontra seu
alimento
A amplitude intera de oportunidades de
recursos que um organismo
potencialmente é capaz de ocupar dentro
de um ecossistema é seu nicho
fundamental

11. Os Nichos Ecológicos são
Multidimensionais
Não são baseados somente em um recurso
ou fator ambiental
Mas várias coisas afeita o nicho:
– Recursos:
Alimento, cobertura, espaço, locais de nidificação
e outros…
– Fatores ambientais (afeita a fisiologia e
aptidão):
temperatura., unidade, salinidade e outros.….
– Como representar essa complexidade?....

12. Nicho Ecológico
Hutchinson 1957
– Nicho fundamental = todos os aspectos da hiper-
volume n-dimensional na ausência de outras
espécies
– Nicho realizado = a parte do nicho fundamental a
qual a espécie fica restrita devido as interações
inter-específicas
Nicho Nicho
fundamental realizado

13. Nicho Ecológico
Resultou na Teoria do Nicho
Modelos teóricos que investigaram quanto e
quanta similares as espécies co-existentes
poderiam ser numa comunidade
Inspirou estudos de campo para medir a
amplitude do nicho, a sobreposição do nicho, e
a assembléia do nicho, e outros.

14. O nicho tem uma forma de
duas dimensões
Espécie A
O nicho é
representado pela
área de duas
dimensões

15. O que é o nicho ecológico?
Conjunto de condições
dentro das quais um
espécie pode sustiver
uma população viável intensidade
da luz
Nicho
ecológico
Oba!
multidimensional salinidade temperatura
com tantas dimensões
que correspondem as
condições limitantes

16. Nicho Ecológico
(1) a mensuração do volume do nicho é subjetivo
(2) algumas dimensões importantes do nicho
podem ser desconhecidas
(3) os nichos mudam durante o ciclo de vida,
(4) os nichos mudam de um local geográfico a
outro.

17. Nichos
Nicho
fundamental
Fator 2 Nicho
realizado
Fator 1
Hutchinson (1957) definhou o
nicho como: “hiper-volume de n
dimensões”
n é o número de fatores
ambientais importantes para a
sobrevivência e reprodução de
uma espécie.

18. Nicho
Nicho Fundamental
– Todos os recursos que seriam disponíveis na
ausência da competição.
Fator 1
Fator 1
Sp. A Sp. B
Fator 2 Fator 2

19. Nicho
Nicho Realizado
– Recursos realmente usados na presença de um
competidor.
– Nicho Realizado é a porção do nicho fundamental
onde uma espécie pode viver, refletindo as
interações, tais como a competição, que limita o
número de condições ambientais viáveis

20. Nichos Fundamentais e
Realizados
Mueller-Dombois e Ellenberg (1974)
Competidores restringem a espécie Z a sua curva de
resposta ecológica (nicho realizado)
Abundancia
Espécie Z
Fisiológico
Ecológico
Gradiente Ambiental

21. Nicho Fundamental
S = sobrevivência
G = crescimento
R = reprodução
O = ótimo
Performance
Gradiente ambiental (temperatura)

22. O conceito do nicho e populações
Nicho Fundamental R0 < 1.0
predação
Fator II
Nicho Realizado R0 > 1.0
competição
Fator I

23. Abundância da Espécie
Gradiente ambiental

24. Seis espécies de Solidago são encontradas juntas em campos.
Freqüência de ocorrência
missouriensis
nemoralis
canadensis
speciosa
graminifolia
gigantea
Umidade do solo (%)
(Werner e Platt 1976)

25. Nicho Hutchinsono
Redefinição de 1958.
 Dois variáveis
ambientais podem
produzir um espaço
ambiental ou um
espaço de nicho.
 Pode agregar outros
fatores ambientais.
 Hiper-volume de n
dimensões

26. Duas espécies podem viver
no mesmo nicho?

27. Duas espécies podem viver no
mesmo nicho?
Observação:
– Vários tipos de aves vivem na mesma espécie
de árvore.
Hipótese baseada na teoria de competição:
– As aves usam partes diferentes das árvores.
Experimento:
– Nenhum experimento realizado, mas
observações foram registradas para testar
a hipótese.

28. Divisão de Recursos Entre as Espécies
Muitas espécies ocupam somente uma
porção de seu nicho fundamental
A parte do nicho fundamental que uma
espécie ocupa é conhecida como o nicho
realizado

29. Compartilhamento de Recursos
As espécies que coexistem diferem em
algum aspecto de seu estilo de vida
(hiper-volume de n dimensões)
MacArthur (1958)
– Diferencias de forrageio
de 5 espécies de aves
– Compartilhamento de
recursos ao se especializar
nos estratos estruturais
distintos na floresta

30. Nichos
Compartilhamento de
recursos evita a
competição;
Os nichos realizados
dividem os recursos
entre várias
espécies.

31. O nicho de uma espécie pode se contrair na
presença de uma espécie competidora.
Esse fenômeno resulta no compartilhamento de
recursos (nicho) e a coexistência de espécies
funcionalmente similares.
O nicho mais estreito é o nicho realizado.
O que acontece se a espécie competidora é
retirada?

32. Estudos de Competição no Campo
O nicho de uma espécie pode contrair na presença de
uma espécie competidora.
Esse fenômeno resulta no compartilhamento de
recursos (nicho) e a coexistência de espécies
funcionalmente similares.
O nicho mais estreito que resulta da competição é o
nicho realizado.
Quando a competidora dominante é removida, o nicho
da espécie competidora inferior pode expandir pela
soltura competitiva.

33. Coexistência de Espécies
Algumas espécies não podem
coexistir
Aquelas espécies que coexistem
demonstram diferencias inter-
específicas do uso de recursos
Ainda as espécies que são similares
ecologicamente se diferem de
algum grau

34. Nicho Ecológico
Os modelos prevêem que a co-existência de espécies
depende de diferencias inter-específicos no uso de
recursos = compartilhamento de recursos
Nicho de espécie A
“O conceito de nicho existe como uma das temas com
mais confusão, e mais importante da ecologia,” Root
(1967)

35. Interações de Espécies
Fatores abióticos
Acesso Interações Bióticas

36. Interações de Espécies
Área
Fatores abióticos apresentando as
combinações
apropriadas das
condições bióticas
e abióticas (=
distribuição
potencial ou nicho
Distribuição fundamental)
geográfica atual
(condições bióticas e
abióticas realizadas,
Acesso a
dispersores)
Interações Bióticas
Acesso

37. Nichos sobrepostos
Espécie B Espécie C
A competição
inter-espécifica
ocorre onde os
nichos
sobrepõem

38. Esse nicho não é suficiente
grande para as duas espécies!
Espécie D
Espécie A
A competição intensa resulta
na exclusão competitiva
Uma espécie precisa sumir

39. Nichos Separados
Espécie A Espécie B
Sem sobreposição
dos nichos.
Assim, a
coexistência pode
ocorrer

40. Interações: Impactos
Modelo bio-climático da distribuição de Tsuga heterophylla:
Por que Tsuga
heterophylla
não ocupa o
Nicho nicho
Realizado fundamental
no interior?
 competição
 Tempo
desde a
Nicho dispersão
(ainda em
Fundamental
expansão)
Predicted distribution of western hemlock based on bioclimatic modeling. From Gavin and Hu, 2006. Journal of Biogeography 33,
1384–1396.

42. Interações de Espécies não Importantes
Nicho abiótico
Interações Bióticas
Acesso

43. A especialização evita a
competição
Espécie B Espécie C
Evolução
pela seleção
natural para
formar nichos
separados
Espécie B’ Espécie C’
Especialização em dois nichos separados

44. Efeitos sobre o nicho
realizado de Mutualismos
Nicho
fundamental
Nicho
realizado
A competição e a exploração Mutualismos podem
podem reduzir o nicho aumentar o tamanho
realizado de uma espécie do nicho realizado
comparado a seu nicho comparado ao nicho
fundamental fundamental

45. Mudança Climática
Nicho abiótico
Interações Bióticas
Acesso

46. Efeitos da Mudança Climática
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

47. Mudança Climática
Nicho abiótico
Interações Bióticas
Acesso

48. Efeitos da Mudança Climática - acesso
Nicho abiótico
Acesso
Interações Bióticas

49. Mudança Climática
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

50. Efeitos da Mudança Climática - interações
Nicho abiótico
Interações Bióticas
Acesso

51. Escala Espacial da Análise
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

52. Escala Espacial da Análise - fina
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

53. Escala Espacial da Análise - grossa
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

54. Nicho de Regeneração
Grubb (1977)
Outra forma que as
espécies podem
compartilhar o hiper-
volume físico e biológico
As diferencias de
fenologia, timing da
germinação,
especialização de micro-
locais

55. Invasão de Espécies
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

56. Invasão de Espécies
Nicho abiótico
Acesso Interações Bióticas

57. Nichos
As espécies
invasores
excluem
competitivament
e as espécies
nativas
– Lava-pés
– Kudzu
– tiririca
– Molusco Zebra

58. Exclusão Total
A espécie A tem um
nicho maior porque é
mais generalista
A espécie D tem um
nicho menor e é mais
especializada
As especialistas, porem,
têm tendência evitar a
competição
Por isso, aqui incorpora
seu nicho pela espaço da
Espécie A

59. O Princípio da Exclusão
Competitiva
G.F. Gause (1934)
Se duas espécies, com o mesmo nicho,
coesistem no mesmo ecossistema, então
uma será excluida da comunidade devido a
competição intensa
Se crê que a intensidade de competição e
proporcional ao grau de sobreposição do
nicho.

60. Exclusão Competitiva
Hardin (1960) – princípio da exclusão
competitiva
– Competidores completos (ou seja, aqueles que
competem para EXACTAMENTE os mesmos
recursos da mesma forma) NÃO podem coexistir
Por isso, as espécies que coexistem precisam
ser diferentes na utilização de recursos
– Compartilhamento do nicho ou recursos,
empacotamento de espécies

61. Exclusão Competitiva
– Ao ser forçado
competir, uma
espécie elimina
outra(s)

62. Exclusão Competitiva
Mas o menos no mesmo tempo, o ecólogo
eminente, Dr. Seuss, poeticamente
descreveu o princípio da exclusão
competitiva no livro, On Beyond Zebra!

63. Nicho Ecológico

64. Nicho Ecológico

65. Redefinição da Exclusão
Competitiva
“Espécies que são competidoras
completas, ou seja com uma
sobreposição completa dos nichos, não
podem coexistir por muito tempo.”

66. Nicho
– Regras de Assembleia (Diamond 1975)
Tipo de Ordenamento de Espécies: padrões não aleatórios e
repetidos na composição de comunidades locais
Assembleia de comunidade determinística e baseada no nicho
Fox 1987
– Mamíferos australianos: todos os grupos funcionais são
representados por pelo menos uma espécie na comunidade
antes do que qualquer grupo funcional contem 2 espécies,
– Regra de Assembleia: “Existe uma probabilidade muito
maior que cada espécie que entra uma comunidade serão
escolhido de um grupo de espécies com dietas similares
até que cada grupo está representado.”
Fox e Brown 1993
– Roedores do deserto da América do Norte
Estrutura de subconjunto aninhado (Patterson e Atmar 1986)
– Perda previsível de espécies particulares com a queda de
riqueza
– Comunidades pobres em espécies são subconjuntos de
comunidades ricas em espécies

67. Nicho
– Regras de Assembléia
Estrutura de sub-conjunto aninhado
Exemplo: Kodric-Browne Brown 1993

68. Nicho
– Regras de Assembléia
Estrutura de um sub-conjunto aninhado
– Exemplo: Kodric-Brown e Brown 1993

69. Nicho
– Regras de Assembléia
Estrutura de um sub-conjunto aninhado
– Extinção é altamente previsível e é baseado no tamanho
do córrego
Refletia o tamanho populacional mínimo via’vel da
espécie e
Disponibilidade do nicho
– Os grupos de peixes grupos de peixes têm nichos que não
sobrepõem e organizadas hierarquicamente
Evite a exclusão competitiva de um grupo
Dentro de um grupo, há exclusão competitiva
(espécies cripticas de cabeças duras)
– Encontrada em vários grupos taxonômicos: aves,
mamíferos, insetos, plantas, parasitas, etc.
– Ferramenta de conservação para avaliar a vulnerabilidade
de uma espécie a fragmentação do habitat

70. Duas hipóteses principais lidam da como
as espécies coexistem: equilíbrio e não
equilíbrio.
As espécies ficam em densidades não
variantes por processos biológicos e
ecológicos? Ou as perturbações
externas inibem que um equilíbrio seja
estabelecido.

71. O efeito da competição inter-específica:
Como espécies relacionadas coexistem.
Como os nichos tem arranjos reais.
Existem dois fenômenos que sugerem que
a competição inter-específica tem um
papel real na coexistência ou não das
espécies.

72. As espécies são
similares em
tamanho e forma
do bico. Todas
são insetivoras.

73. MacArthur demonstrou que
as cinco espécies forrageim
em locais diferentes dentro
das árvores. Não usam o
mesmo nicho.

74. Padrões da distribuição das espécies
O estudo da distribuição de aves de
Jared Diamond no arquipélago de
Bismarck .
Essa é evidencia forte que a distribuição de
espécies nessas ilhas se deve, em parte, a
competição por via da exclusão competitiva.

75. Explicações de Equilíbrio
O efeito da predação:
A predação tem um papel
importante na organização de
comunidades. Porém, o mecanismo pelo
qual a predação funciona inclua um papel
fundamental da competição.

76. Um dos estudos clássicos do papel
da predação sobre a diversidade Paine documento
de espécies foi realizado por que a retirada da
Robert Paine na zona inter-mareia estrela de mar
de um costão rochoso do Pacífico. Pisaster from
experimental
plots, species
diversity was
significantly
lower. Somente 8
das 15 espécies
não foram
eliminadas pela
predação de
Pisaster .

77. Paine believed this was related to competition.
In the absence of sea stars, the mussel Mytilus
came to dominate the community and
eliminated several species. Competitive
exclusion by a few dominant species led to
decreased community diversity.
This phenomenon gave rise to the keystone predator
hypothesis. A keystone predator is one whose presence is
central to the organization of the community.

80. Repartição de recursos:
= Divisão de recursos por populações de espécies
coexistentes de modo que
– Os nichos das espécies coexistentes diferem por ≥ 1
fator significante
– Exemplo, espécies simpatricas podem comer alimentos
diferentes ou usar outros recursos de forma distinta.

81. Repartição de recursos:
– reduz a competição entre espécies similares
– As diferencias de fisiologia, de morfologia ou de
comportamento que permitem a repartição de
recursos são produtos da competição inter-
específica.
– *A melhor evidencia da repartição de recursos:
Diferencias nas características dos indivíduos de sub-
populações de ambientes competitivos diferentes.

82. As mudanças de nicho podem causar:
– Deslocamento de caracteres- mudanças da morfologia, do
comportamento ou da fisiologia de uma espécie devido a
competição.

83. Exclusão Competitiva
Kudzu

84. McArthur sugeriu a
competição para explicar os
padrões de distribuição de aves
Fantasma da competição passada.
Como as espécies coexistem?
– Recursos diferentes de alimento, ou seja,
especialização de dieta
E as plantas?
– Planta usualmente precisam dos mesmos
recursos, água, nutrientes, luz.
– E o fitoplâncton?

85. Como o fitoplâncton vive no
mesmo local?
Fitoplâncton
– Poço comum de nutrientes
– Freqüentemente com muitas espécies
– Mesmo ambiente, como quantidade de luz e
temperatura.
– Em muitos corpos de água, os nutrientes são
limitados.
Razões?
– Instabilidade ambiental
– Sistema de não equilíbrio.

87. Nicho – Resumo
Controles das distribuições:
O papel ecológico de uma espécie é seu nicho 
uma propriedade da espécie
O nicho fundamental  locação potencial em
gradientes ambientais
– nicho potencial nicho realizado  localizações
atuais nos gradientes, determinadas pelas
interações entre os fatores bióticos e
abióticos
A competição interespecífica resulta na
exclusão competitiva - sobreposição absoluta
não pode existir na natureza

88. Córregos com somente
espécie A de Planaria
Córregos com somente
espécie B de Planaria
Córregos com ambas
espécies de Planaria
Quais são os nichos
fundamentais e
realizados de cada
espécie?

89. Nicho Ecológico
Fim do tópico