A Economia da Natureza

550 Pages·2010·43.597 MB·Portuguese

by  Robert. E. Ricklefs

Economia
Natureza
SEXTA EDIÇÃO
**•* V308352
A economia da natureza /
vtlsOOOl 93624 -
Biblioteca CTC/A
Robert E. Ricklefs
GUANABARA
KOOGAN
CONTEÚDO RESUMIDO
CAPÍTULO 1 Introdução, 1
A VIDA E 0 AMBIENTE FÍSICO
CAPÍTULO 2 Adaptações ao Ambiente Físico: Água e Nutrientes, 20
CAPÍTULO 3 Adaptações ao Ambiente Físico: Luz, Energia e Calor, 33
CAPÍTULO 4 Variação no Ambiente: Clima, Água e Solo, 54
CAPÍTULO 5 O Conceito de Biomas na Ecologia, 77
ORGANISMOS
CAPÍTULO 6 Evolução e Adaptação, 100
CAPÍTULO 7 As Histórias de Vida e o Ajustamento Evolutivo, 117
CAPÍTULO 8 Sexo e Evolução, 141
CAPÍTULO 9 Família, Sociedade e Evolução, 160
POPULAÇÕES
CAPÍTULO 10 A Distribuição e a Estrutura Espacial das Populações, 175
CAPÍTULO 11 Crescimento Populacional e Regulação, 197
CAPÍTULO 12 Dinâmica Temporal e Espacial das Populações, 221
CAPÍTULO 13 Genética Populacional, 238
INTERAÇÕES DE ESPÉCIES
CAPÍTULO 14 As Interações Entre as Espécies, 255
CAPÍTULO 15 A Dinâmica das Interações Consumidor-Recurso, 2ó8
CAPÍTULO 16 A Competição, 291
CAPÍTULO 17 A Evolução das Interações das Espécies, 307
| COMUNIDADES
CAPÍTULO 18 Estrutura das Comunidades, 328
CAPÍTULO 19 Sucessão Ecológica e Desenvolvimento da Comunidade, 349
CAPÍTULO 20 Biodiversidade, 366
CAPÍTULO 21 História, Biogeografia e Biodiversidade, 391
x Conteúdo Resumido
PARTE VI ECOSSISTEMAS
CAPÍTULO 22 Energia no Ecossistema, 412
CAPÍTULO 23 Caminhos dos Elementos nos Ecossistemas, 428
CAPÍTULO 24 A Regeneração de Nutrientes em Ecossistemas Terrestres e Aquáticos, 448
PARTE V! APLICAÇÕES ECOLÓGICAS
CAPÍTULO 25 Ecologia da Paisagem, 469
CAPÍTULO 26 Biodiversidade, Extinção e Conservação, 484
CAPÍTULO 27 Desenvolvimento Econômico e Ecologia Global, 506
CONTEÚDO
CAPÍTULO 1 Introdução, 1 CAPÍTULO 3 Adaptações ao Ambiente
Físico: Luz, Energia e Calor, 33
Os sistemas ecológicos podem ser tão pequenos
quanto os organismos ou tão grandes quanto a
A luz é a fonte primária de energia para a biosfera, 34
biosfera, 3
As plantas capturam energia da luz do
Os ecólogos estudam a Natureza de várias
Sol pela fotossíntese, 3ó m m m
perspectivas, 5
As plantas modificam a fotossíntese em
As plantas, os animais e os micro-organismos
ambientes com alto estresse de
representam diferentes papéis nos sistemas
água, 37
ecológicos, ó
A difusão limita a assimilação de
O habitat define o lugar de um organismo na Natureza;
gases dissolvidos da água, 40
o nicho define o seu papel funcional, 9
A temperatura limita a ocorrência de
Sistemas e processos ecológicos têm escalas
vida, 42
características de tempo e espaço, 10
Cada organismo funciona melhor sob um restrito
Os sistemas ecológicos são governados por princípios
intervalo de temperaturas, 44
físicos e biológicos básicos, 1 1
O ambiente térmico inclui diversas vias de ganho e
Os ecólogos estudam o mundo natural por observação e perda de calor, 44
experimentação, 12
A homotermia aumenta a taxa metabólica e a
Os humanos são uma parte importante da biosfera, 15 eficiência, 49
Os impactos humanos no mundo natural têm se tornado
crescentemente um foco da Ecologia, 17
MUDANÇA GLOBAL
O dióxido de carbono e o aquecimento global, 46
ECÓLOGOS EM CAMPO
A introdução da perca-do-nilo no lago Victoria, 15
ECÓLOGOS EM CAMPO
A lontra-do-mar da Califórnia, 16
Mantendo-se frio em ilhas tropicais, 48
PARTE I A VIDA E O AMBIENTE FÍSICO CAPÍTULO 4 Variação no Ambiente: Clima,
Água e Solo, 54
CAPÍTULO 2 Adaptações ao Ambiente
Os padrões globais na temperatura e na
Físico: Agua e Nutrientes, 20 precipitação são estabelecidos pela radiação
solar, 55
A água tem muitas propriedades favoráveis à
vida, 22 As correntes oceânicas distribuem o calor, 58
Muitos nutrientes inorgânicos estão dissolvidos na O deslocamento latitudinal do zênite solar causa
água, 23 variação sazonal no clima, 61
As plantas obtêm água e nutrientes do solo pelo Mudanças induzidas pela temperatura na densidade da
potencial osmótico de suas células radiculares, 25 água impulsionam ciclos sazonais nos lagos
temperados, 62
As forças geradas pela transpiração ajudam a mover a
água das raízes para as folhas, 27 O clima e o tempo passam por mudanças irregulares e
frequentemente imprevisíveis, 63
O equilíbrio de sal e o de água passam de mão em
mão, 28 Características topográficas causam variações locais no
clima, 66
Os animais devem excretar o excesso de nitrogênio sem
perder muita água, 31 O clima e o leito rochoso subjacente interagem para
diversificar os solos, 69
ECÓLOGOS EM CAMPO
Osmorregulação flip-flopping num pequeno invertebrado ECÓLOGOS EM CAMPO
marinho, 30 Um registro climático de meio milhão de anos, 66
xii Conteúdo
O que veio primeiro: o solo ou a floresta?, 73 Organismos semélparos reproduzem-se uma vez e então
morrem, 126
CAPÍTULO 5 O Conceito de Biomas na A senescência é um declínio na função fisiológica com o
aumento da idade, 1 28
Ecologia, 77
As histórias de vida respondem às variações no
O clima é o grande determinante das formas de
ambiente, 130
crescimento e da distribuição das plantas, 79
As histórias de vida individuais são sensíveis às
O clima define as fronteiras dos biomas terrestres, 80
influências do ambiente, 133
Os diagramas climáticos de Walter distinguem os
Os animais forrageiam de modo a maximizar seu
grandes biomas terrestres, 82
ajustamento, 134
As zonas de clima temperado têm temperaturas médias
anuais entre 5 e 20°C, 85
MUDANÇA GLOBAL
As zonas de clima polar e boreal têm temperaturas
O aquecimento global e o tempo de floração, 1 30
médias abaixo de 5°C, 88
As zonas de clima nas latitudes tropicais têm
ECÓLOGOS EM CAMPO
temperaturas médias acima de 20°C, 90
O custo do investimento parental no
O conceito de bioma deve ser modificado para os
falcão-europeu, 121
sistemas de água doce, 92
Forrageamento ótimo por estorninhos, 135
Os sistemas aquáticos marinhos são classificados
MHÁU5E
principalmente pela profundidade da água, 96
/V ANÁLISE DE DADOS - MÓDULO 1
DE DADOS
Forrageamento Espacialmente Particionado por Aves
Oceânicas, 138
PARTE II ORGANISMOS
CAPÍTULO 8 Sexo e Evolução, 141
CAPÍTULO 6 Evolução e Adaptação, 100
A reprodução sexual mistura o material genético de dois
O fenótipo é a expressão externa do genótipo de um
indivíduos, 143
indivíduo, 102
A reprodução sexuada tem custo, 144
As adaptações resultam da seleção
O sexo é mantido pelas vantagens de produzir filhotes
natural sobre a variação herdada
geneticamente variados, 145
dos atributos que afetam o
ajustamento evolutivo, 103 Os indivíduos podem ter função feminina, função
masculina, ou ambas, 147
Mudanças evolutivas nas
frequências dos alelos têm sido A razão sexual dos filhotes é modificada pela seleção
registradas em populações natural, 149
naturais, 107 Os sistemas de acasalamento descrevem o padrão de
acoplamento de machos e fêmeas numa população, 152
Os indivíduos podem responder a
seus ambientes e aumentar seu A seleção sexual pode resultar em dimorfismo sexual, 155
ajustamento, 109
A plasticidade fenotípica permite aos indivíduos se ECÓLOGOS EM CAMPO
adaptarem às mudanças ambientais, 1 1 1 Os parasitas e o sexo dos caracóis de água doce, 145
Os efeitos da pesca na troca de sexo, 149
ECÓLOGOS EM CAMPO
A rápida evolução em resposta a um parasitoide CAPÍTULO 9 Família, Sociedade e
introduzido, 105
Evolução, 160
Um experimento de transplante recíproco, 1 14
A territorialidade e as hierarquias de dominância organizam
as interações sociais nas populações, 162
CAPÍTULO 7 As Histórias de Vida e o
Os indivíduos ganham vantagens e sofrem desvantagens
Ajustamento Evolutivo, 117 da vida em grupo, 1 63
As negociações na alocação de recursos proporcionam uma A seleção natural equilibra os custos e os benefícios dos
base para a compreensão das histórias de vida, 119 comportamentos sociais, 163
As histórias de vida variam ao longo de um continuum A seleção de parentes favorece comportamentos
lento-rápido, 120 altruístas em direção a indivíduos aparentados, 164
As histórias de vida equilibram as demandas entre a A cooperação entre indivíduos em famílias extensas
reprodução atual e a futura, 1 21 implica a operação da seleção parental, 168
Conteúdo xiii
As análises da teoria dos jogos ilustram as dificuldades ECÓLOGOS EM CAMPO
para cooperação entre indivíduos não Construindo tábuas de vida para populações
aparentados, 169 naturais, 206
Os pais e os filhotes podem entrar em conflito sobre os
níveis de investimento parental, 170
ANÁLISE DE DADOS - MÓDULO 2
As sociedades de insetos surgem do altruísmo de irmãos
As Taxas de Natalidade e Mortalidade Influenciam a
e da dominância parental, 171
Estrutura Etária da População e a Taxa de
Crescimento, 204
ECÓLOGOS EM CAMPO
São os atos cooperativos sempre atos de CAPÍTULO 12 Dinâmica Temporal e Espacial
altruísmo?, 167
das Populações, 221
A flutuação é a regra para as populações naturais, 222
PARTE III POPULAÇÕES A variação temporal afeta a estrutura etária das
populações, 224
CAPÍTULO 10 A Distribuição e a Estrutura Os ciclos populacionais
resultam de retardos de
Espacial das Populações, 175
tempo na resposta das
As populações estão limitadas aos hobitats populações às suas próprias
ecologicamente adequados, 177 densidades, 225
A modelagem de nicho ecológico prevê a distribuição As metapopulações são
das espécies, 181 subpopulações discretas
A dispersão dos indivíduos reflete a heterogeneidade de conectadas pelo movimento de
habitat e as interações sociais, 1 82 indivíduos, 229
A estrutura espacial das populações acompanha a Os eventos fortuitos podem levar pequenas populações à
extinção, 232
variação ambiental, 1 86
Três tipos de modelo descrevem a estrutura espacial das
ECÓLOGOS EM CAMPO
populações, 188
Os retardos do tempo e as oscilações em populações de
A dispersão é essencial à integração das
mosca-varejeira, 228
populações, 189
A macroecologia explica os padrões de tamanho de AMliSE
abrangência e densidade populacional, 192 /V ANÁLISE DE DADOS - MÓDULO 3
DE DADOS
A Extinção Estocástica com Taxas de Crescimento
Populacional Variáveis, 234
MUDANÇA GLOBAL
Temperaturas em mudança nos oceanos e o
deslocamento de distribuições de peixes, 1 82 CAPÍTULO 13 Genética Populacional, 238
A fonte última de variação genética é a
mutação, 239
ECÓLOGOS EM CAMPO
Efeitos dos corredores de habitat sobre a dispersão e a Os marcadores genéticos podem ser usados para
distribuição numa floresta de pinheiro da planície estudar os processos populacionais, 240
costeira do Atlântico, 191 A variação genética é mantida por mutação, migração e
variação ambiental, 241
CAPÍTULO 11 Crescimento Populacional e A Lei de Hardy-Weinberg descreve as frequências
dos alelos e dos genótipos em populações
Regulação, 197
ideais, 242
As populações crescem por multiplicação, e não por O endocruzamento reduz a frequência dos heterozigotos
adição, 199 em uma população, 244
A estrutura etária influencia a taxa de crescimento A deriva genética em pequenas populações causa perda
populacional, 201 de variação genética, 246
Uma tábua de vida resume o cronograma de idade O crescimento e o declínio da população deixam
específica de sobrevivência e fecundidade, 204 diferentes traços genéticos, 248
A taxa intrínseca de aumento pode ser estimada da A perda de variação por deriva genética é equilibrada
tábua de vida, 208 pela mutação e migração, 249
O tamanho da população é regulado por fatores A seleção em ambientes espacialmente variáveis pode
dependentes da densidade, 213 diferenciar as populações geneticamente, 251
xiv Conteúdo
ECÓLOGOS EM CAMPO Os fungos quitrídios e o declínio global dos
anfíbios, 281
A depressão por endocruzamento e o aborto seletivo nas
plantas, 246
ANÁLISE DE DADOS - MÓDULO 4
PARTE IV INTERAÇÕES DE ESPÉCIES Máxima Produtividade Sustentável: Aplicando Conceitos
de Ecologia Básica ao Manejo dos Pesqueiros, 288
CAPÍTULO 14 As Interações Entre as
CAPÍTULO 16 A Competição, 291
Espécies, 255
Os consumidores competem por recursos, 293
Todos os organismos estão envolvidos em interações
consumidor-recurso, 257 A falha das espécies em coexistir nas culturas de
laboratório levou ao princípio da exclusão
A dinâmica de interações consumidor-recurso refletem
competitiva, 296
respostas evolutivas mútuas, 258
A teoria da competição e coexistência é uma extensão
Os parasitas mantêm uma delicada relação consumidor-
dos modelos de crescimento logístico, 296
recurso com seus hospedeiros, 260
A competição assimétrica pode ocorrer quando
A herbivoria varia com a
diferentes fatores limitam as populações de
qualidade das plantas como
competidores, 298
recursos, 262
A produtividade do habitat pode influenciar a
A competição pode ser um
competição entre as espécies de plantas, 299
resultado indireto de outros tipos
de interações, 263 A competição pode ocorrer através de interferência
direta, 300
Os indivíduos de diferentes espécies
podem colaborar em interações Os consumidores podem influenciar o resultado da
mutualistas, 264 competição, 302
ECÓLOGOS EM CAMPO ECÓLOGOS EM CAMPO
Evitação de predador e desempenho de crescimento nas A competição aparente entre corais e algas mediada
larvas de sapos, 259 pelos micróbios, 304
As acácias hospedam e alimentam as formigas que as
protegem dos herbívoros, 265 CAPÍTULO 17 A Evolução das Interações das
Espécies, 307
CAPÍTULO 15 A Dinâmica das Interações
As adaptações em resposta à predação demonstram a
Consumidor-Recurso, 268 seleção por agentes biológicos, 310
Os consumidores podem limitar as Os antagonistas evoluem em resposta um ao
populações-recurso, 270 outro, 312
Muitas populações de predadores e presas aumentam e A coevolução em sistemas planta-patógeno revela
diminuem em ciclos regulares, 272 interações genótipo-genótipo, 314
Modelos matemáticos simples podem produzir as As populações de consumidores e de recursos
interações cíclicas predador-presa, 277 podem atingir um estado evolutivo
estacionário, 315
A dinâmica patógeno-hospedeiro pode ser descrita pelo
modelo S-l-R, 280 A capacidade competitiva responde à seleção, 316
O modelo de Lotka-Volterra pode ser estabilizado pela A coevolução envolve respostas evolutivas mútuas por
populações interagindo, 320
saciedade do predador, 282
Diversos fatores podem reduzir as oscilações dos
modelos predador-presa, 285 MUDANÇA GLOBAL
Os sistemas consumidor-recurso podem ter mais do que Espécies de plantas invasoras e o papel dos
um estado estável, 285 herbívoros, 322
ECÓLOGOS EM CAMPO
ECÓLOGOS EM CAMPO
A evolução em moscas-domésticas e seus
Os experimentos de Huffaker nas populações de
parasitoides, 31 3
ácaros, 275
De volta da beira da extinção, 317
Testando uma previsão do modelo
Lotka-Volterra, 279 Um contra-ataque para cada defesa, 320
Conteúdo xv
PARTE V COMUNIDADES As teorias de equilíbrio de diversidade equilibram
os fatores que adicionam e que removem
espécies, 379
CAPÍTULO 18 Estrutura das
As explicações para a alta riqueza de espécies de
Comunidades, 328
árvores nos trópicos se focalizam na dinâmica da
Uma comunidade biológica é uma associação de floresta, 382
populações interagindo, 330
As medidas da estrutura da comunidade incluem o
ECÓLOGOS EM CAMPO
número de espécies e de níveis tráficos, 335
A triagem de espécies em comunidades de alagados de
As relações de alimentação organizam as comunidades plantas, 37ó
em teias alimentares, 336
A estrutura da teia alimentar influencia a estabilidade
ANÁLISE DE DADOS - MÓDULO 5
das comunidades, 339
UfcOAIXJS
As comunidades podem alternar entre estados estáveis Quantificando a Biodiversidade, 387
diferentes, 341
Os níveis tráficos são influenciados de cima pela CAPÍTULO 21 História, Biogeografia e
predação e de baixo pela produção, 342 Biodiversidade, 391
A vida tem se desenrolado por milhões de anos do tempo
ECÓLOGOS EM CAMPO geológico, 394
A diversidade de espécies ajuda as comunidades a A deriva continental influencia a geografia da
retornar de perturbações?, 340 evolução, 395
Imitando os efeitos do arraste do gelo sobre a costa As regiões biogeográficas
rochosa do Maine, 342 refletem o isolamento
Uma cascata trófica indo de peixes para flores, 344 evolutivo de longo
prazo, 39ó
CAPÍTULO 19 Sucessão Ecológica e A mudança do clima
influencia as distribuições
Desenvolvimento da Comunidade, 349
de organismos, 397
O conceito de sere inclui todos os estágios da mudança Organismos em ambientes
sucessional, 351 semelhantes tendem a convergir em forma e
A sucessão acontece à medida que os colonizadores função, 400
alteram as condições ambientais, 35ó Espécies intimamente aparentadas apresentam tanto
A sucessão se torna autolimitadora quando se aproxima convergência quanto divergência nas distribuições
do clímax, 3ó0 ecológicas, 401
A riqueza de espécies em ambientes semelhantes
normalmente falha em convergir entre regiões
ECÓLOGOS EM CAMPO
diferentes, 403
O tamanho da clareira influencia a sucessão em
Os processos em grandes escalas geográficas e
substratos duros marinhos, 354
temporais influenciam a biodiversidade, 405
As histórias de vida das plantas influenciam a sucessão
de campos abandonados, 357
ECÓLOGOS EM CAMPO
Por que há tantas mais espécies de árvores temperadas
CAPÍTULO 20 Biodiversidade, 366
na Ásia?, 404
A variação na abundância relativa das espécies
influencia os conceitos de biodiversidade, 3Ó8
O número de espécies aumenta com a área PARTE VI ECOSSISTEMAS
amostrada, 3ó9
Os padrões de macroescala da diversidade refletem a
CAPÍTULO 22 Energia no Ecossistema, 412
latitude, a heterogeneidade ambiental e a
produtividade, 370 O funcionamento do ecossistema obedece aos princípios
A diversidade tem componentes regionais e da termodinâmica, 413
locais, 374 A produção primária proporciona energia ao
A diversidade pode ser compreendida em termos de ecossistema, 415
relações de nicho, 377 Muitos fatores influenciam a produção primária, 417
xvi Conteúdo
A produção primária varia entre os ecossistemas, 420 A estratificação retarda a circulação dos nutrientes nos
ecossistemas aquáticos, 460
Somente 5%-20% da energia assimilada passa entre os
níveis tráficos, 422 A depleção do oxigênio facilita a regeneração de
nutrientes em águas profundas, 460
A energia se move através dos ecossistemas em
diferentes velocidades, 424 A entrada de nutrientes controla a produção na água
doce e nos ecossistemas marinhos de água
A energética do ecossistema resume o movimento da
rasa, 461
energia, 424
Os nutrientes limitam a produção dos oceanos, 464
CAPÍTULO 23 Caminhos dos Elementos nos
ECÓLOGOS EM CAMPO
Ecossistemas, 428
O aquecimento global vai acelerar a decomposição de
As transformações de energia e a ciclagem dos matéria orgânica nos solos das florestas boreais?, 457
elementos estão intimamente conectadas, 429
O ferro limita a produtividade marinha?, 466
Os ecossistemas podem ser modelados como uma série
de compartimentos conectados, 430
A água proporciona um modelo físico de ciclagem de rcrciTÜ APLICAÇÕES ECOLÓGICAS
elementos nos ecossistemas, 431
O ciclo do carbono está intimamente ligado ao fluxo de CAPÍTULO 25 Ecologia da Paisagem, 469
energia através da biosfera, 432
Os mosaicos de paisagem refletem tanto as influências
O nitrogênio assume muitos estados de oxidação em seu
naturais quanto as humanas, 470
ciclo através dos ecossistemas, 436
Os mosaicos da
paisagem podem ser
MUDANÇA GLOBAL quantificados
As concentrações crescentes de dióxido de carbono e a usando-se
produtividade nos campos, 438 sensoriamento
remoto,
GPSeGIS, 472
ECÓLOGOS EM CAMPO
A fragmentação de
O que causou o rápido declínio no C02 atmosférico
habitat pode afetar
durante o Devoniano?, 436
a abundância e
O destino do nitrato do solo numa floresta a riqueza de
temperada, 440 espécies, 475
O ciclo do fósforo é quimicamente Os corredores de habitat e os pontos de passagem
descomplicado, 441 podem compensar os efeitos da fragmentação de
O enxofre existe em muitas formas oxidadas e habitat, 477 ~
reduzidas, 442 A ecologia de paisagem explicitamente considera a
Os micro-organismos assumem diversos papéis nos ciclos qualidade da matriz entre os fragmentos de
dos elementos, 445 habitat, 478 '
Espécies diferentes percebem a paisagem em diferentes
CAPÍTULO 24 A Regeneração de escalas, 480
Nutrientes em Ecossistemas Terrestres Os organismos dependem de diferentes escalas de
paisagem para diferentes atividades e em diferentes
e Aquáticos, 448
estágios da história de vida, 481
A intemperização torna os nutrientes disponíveis nos
ecossistemas terrestres, 450
ECÓLOGOS EM CAMPO
A regeneração de nutrientes nos ecossistemas terrestres
Quantificando as diferenças de habitat das borboletas da
ocorre no solo, 451
Suíça, 475
As associações micorrizais de fungos e raízes de
plantas promovem a assimilação de
CAPÍTULO 26 Biodiversidade, Extinção e
nutrientes, 452
Conservação, 484
A regeneração de nutrientes pode seguir muitas vias, 453
A diversidade biológica tem muitos
O clima afeta as vias e as taxas de regeneração de
componentes, 486
nutrientes, 455
O valor da biodiversidade surge de considerações
Nos ecossistemas aquáticos os nutrientes são
sociais, econômicas e ecológicas, 488
regenerados lentamente nas águas profundas e nos
sedimentos, 458 A extinção é natural, mas a sua taxa atual não é, 491
Conteúdo xvii
As atividades humanas aceleraram a taxa de As atividades humanas ameaçam os processos
extinção, 492 ecológicos locais, 509
Os projetos de reservas para espécies individuais devem As toxinas impõem riscos ambientais locais e
garantir uma população autossustentável, 499 globais, 514
Algumas espécies criticamente ameaçadas têm sido A poluição atmosférica ameaça o ambiente numa escala
recuperadas da beira da extinção, 502 global, 517
A ecologia humana é o último desafio, 519
ECÓLOGOS EM CAMPO
Identificando os hotspots da biodiversidade para a ECÓLOGOS EM CAMPO
conservação, 487
Avaliando a capacidade de suporte da Terra para a
espécie humana, 519
CAPÍTULO 27 Desenvolvimento Econômico e
Ecologia Global, 506 Glossário, 523
Os processos ecológicos guardam a chave da política
ambiental, 508 índice Alfabético, 535