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Capítulo 13. Predação e herbivoria

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

13

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 13.1  A maioria dos predadores tem dietas amplas, ao passo que a maioria dos herbívoros tem dietas relativamente restritas.

CONCEITO 13.2 

Os organismos desenvolveram uma ampla gama de adaptações que os ajudam a obter alimento e a evitar que se tornem presas.

CONCEITO 13.3 

A predação e a herbivoria podem afetar muito as comunidades ecológicas, às vezes transformando um tipo de comunidade em outro.

CONCEITO 13.4  Ciclos populacionais podem ser causados por interações exploratórias.

Predação e herbivoria

Os ciclos da lebre-americana:

Estudo de Caso

Em 1899, um comerciante de peles de Ontário, no Canadá, relatou para a Companhia Hudson’s Bay: “Os índios estão trazendo poucas caças.

Eles passaram fome durante toda primavera. Os coelhos estão escassos”

(Winterhalder, 1980). As “caças” referem-se a peles de castores e outros animais com peles de valor comercial, capturados por membros da tribo

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Capítulo 22. Oferta e ciclagem de nutrientes

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

22

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 22.1  Aportes

nutricionais em ecossistemas ocorrem por meio da decomposição química dos minerais das rochas ou por meio da fixação de gases atmosféricos.

CONCEITO 22.2 

Transformações químicas e biológicas nos ecossistemas alteram a forma química e a oferta de nutrientes.

CONCEITO 22.3 

Os nutrientes circulam através dos componentes dos ecossistemas.

CONCEITO 22.4 

Os ecossistemas de água doce e marinhos recebem aporte de nutrientes dos ecossistemas terrestres.

Oferta e ciclagem de nutrientes

Uma crosta frágil: Estudo de Caso

O Planalto do Colorado no oeste da América do Norte inclui vastas extensões de montanhas isoladas, formações de arenito detalhadamente recortadas, cânions multicoloridos e profundamente escavados. Uma das feições mais raras dessa região bela e acidentada, no entanto, ocorre em uma escala muito pequena: trata-se de uma área com solo convoluto e escuro (Figura 22.1). Examinando mais de perto, o solo se parece com a miniatura de uma paisagem de montanhas e vales, cobertos com manchas pretas, verde-escuras e brancas semelhantes a líquens. A comparação é apropriada, pois essa crosta na superfície do solo, conhecida simplesmente como crosta biológica (ou crosta criptobiótica), é composta por uma mistura de centenas de espécies de cianobactérias, líquens e musgos

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Capítulo 2. Estrutura e Ultraestrutura da Célula

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 2

Estrutura e Ultraestrutura da Célula

2.1

Biologia celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

2.1.1

2.1.2

Microscopia óptica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Microscopia eletrônica. . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

45

2.2

Célula vegetal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

2.2.1

2.2.2

2.2.2.1

2.2.2.2

Visão geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Citoplasma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Citoesqueleto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Proteínas motoras e fenômenos de movimentos celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Flagelos e centríolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Núcleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cromatina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Capítulo 11. Fundamentos de Ecologia Vegetal

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 11

Fundamentos de Ecologia

Vegetal

11.1

Limitação, aptidão e ótimo . . . . . . . . . .

950

11.2

Estresse e adaptação . . . . . . . . . . . . . . .

951

11.3

O fator tempo e reações não lineares .

951

11.3.1

11.3.2

Fenologia e escala biológica de tempo . . . .

Não linearidade e frequência . . . . . . . . . . . .

951

953

11.4

Variação biológica . . . . . . . . . . . . . . . . .

954

11.5

O ecossistema e sua estrutura . . . . . . .

955

11.5.1

A estrutura da biocenose. . . . . . . . . . . . . . . .

955

A ecologia científica ocupa-se com as interações entre organismos e seu ambiente vivo e não vivo. Ela abrange todos os níveis de integração, desde o organismo individual até a biosfera, o que enseja uma grande multiplicidade de enfoques de pesquisa e de subdisciplinas (ver 11.6).

Como ciência relativamente jovem, a ecologia ainda tenta construir um arcabouço conceitual, que, de modo semelhante à física, se baseie em algumas afirmações fundamentais com caráter de validade geral. Tais premissas foram formuladas por autores como T.R. Malthus, C.

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Capítulo 16. A natureza das comunidades

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

16

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 16.1 

Comunidades são grupos de espécies que interagem e ocorrem juntas no mesmo lugar e ao mesmo tempo.

CONCEITO 16.2 

Diversidade e composição de espécies são importantes descritores da estrutura das comunidades.

CONCEITO 16.3 

Comunidades podem ser caracterizadas por redes complexas de interações diretas e indiretas que variam em intensidade e direção.

A natureza das comunidades

“Alga assassina!”: Estudo de Caso

Em 1988, um estudante francês de biologia marinha mergulhou na água cristalina do Mar Mediterrâneo e fez uma descoberta inusitada. Sobre o fundo do mar, logo abaixo dos penhascos onde ficava o suntuoso Museu

Oceanográfico de Mônaco, crescia uma alga incomum, Caulerpa taxifolia

(Figura 16.1), nativa das águas tropicais quentes do Caribe. O estudante contou a Alexandre Meinesz, um especialista em algas tropicais e professor da University of Nice, sobre a espécie incomum. Ao longo do ano seguinte, Meinesz confirmou sua presença e descobriu que sua folhagem verde fluorescente, interconectada por caules subterrâneos reptantes chamados de rizomas, formava um carpete debaixo da água na área em frente ao museu.

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Capítulo 13. Ecologia de Populações e Ecologia da Vegetação

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 13

Ecologia de Populações e Ecologia da Vegetação

13.1

Ecologia de populações . . . . . . . . . . . . .

1036

13.1.1

13.1.2

13.1.2

Crescimento de populações . . . . . . . . . . . . .

Competição e coexistência . . . . . . . . . . . . . .

Ecologia reprodutiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1036

1041

1044

13.2

Áreas de distribuição das plantas . . . .

1048

13.2.1

Tipos de áreas de distribuição . . . . . . . . . . .

13.2.1.1 Expansão de áreas de distribuição . . . . . . . . . .

13.2.1.2 Fragmentação natural de áreas de distribuição . .

13.2.1.3 Densidade de colonização de áreas de distribuição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.2.1.4 Relação geográfica entre áreas de distribuição. . .

13.2.1.5 Zonas climáticas das floras . . . . . . . . . . . . . . . .

13.2.1.6 Espectros dos tipos de áreas de distribuição . . .

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Capítulo 1 - Arquitetura da Célula e do Vegetal

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

1

Arquitetura da Célula e do Vegetal

F

isiologia vegetal é o estudo dos processos vegetais – como as plantas crescem, desenvolvem-se e funcionam à medida que interagem com os ambientes físico (abiótico) e vivo (biótico). Embora este livro enfatize as funções fisiológicas, bioquímicas e moleculares das plantas, é importante reconhecer que, ao falar sobre a troca gasosa na folha, a condução de água no xilema, a fotossíntese no cloroplasto, o transporte de íons através das membranas, as rotas de transdução de sinal envolvendo luz e hormônios, ou a expressão gênica durante o desenvolvimento, todas essas funções dependem inteiramente das estruturas.

A função deriva de estruturas que interagem em cada nível de complexidade. Ela ocorre nas seguintes situações: (a) quando moléculas diminutas se reconhecem e se interligam, produzindo um complexo com funções novas; (b) quando uma folha nova se expande e quando células e tecidos interagem durante o processo de desenvolvimento da planta; e (c) quando organismos enormes se sombreiam, nutrem ou se cruzam uns com os outros. Em todos os níveis, a partir de moléculas até organismos, a estrutura e a função representam diferentes pontos de referência de uma unidade biológica.

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Capítulo 15 - Sinais e Transdução de Sinal

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

15

Sinais e Transdução de Sinal

C

omo organismos sésseis, as plantas constantemente realizam ajustes em resposta a seu ambiente, seja para tirar proveito de condições favoráveis ou para sobreviver em situações desfavoráveis. Para facilitar esses ajustes, as plantas desenvolveram sistemas sensoriais sofisticados para otimizar o uso da água e de nutrientes; para monitorar a quantidade, a qualidade e a direcionalidade da luz; e para se defender de ameaças bióticas e abióticas. Charles e Francis Darwin realizaram estudos pioneiros sobre a transdução de sinal durante o crescimento da curvatura de coleóptilos de gramíneas em resposta à luz. Eles constataram que a fonte luminosa unidirecional foi percebida no ápice do coleóptilo, embora a resposta de curvatura tenha ocorrido mais distante ao longo da parte aérea. Essa constatação os levou a concluir que devia haver um sinal móvel, o qual transferia informação de uma região do tecido do coleóptilo para outra e provocava a resposta de curvatura. O sinal móvel foi mais tarde identificado como auxina, ácido 3-indolacético, a primeiro hormônio vegetal a ser descoberto.

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Capítulo 20. Produtividade

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

20

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 20.1  A energia nos ecossistemas origina-se com a produção primária pelos autótrofos.

CONCEITO 20.2 

A produção primária líquida

é limitada por fatores ambientais físicos e bióticos.

CONCEITO 20.3 

Os padrões globais de produção primária líquida são reflexo das limitações climáticas e dos tipos de biomas.

CONCEITO 20.4 

A produção secundária é gerada por meio do consumo de matéria orgânica pelos heterótrofos.

Produtividade

Vida nas profundezas submarinas:

Estudo de Caso

Ecólogos já consideraram as profundezas submarinas como equivalentes a um deserto. O ambiente físico a profundidades entre 1.500 e 4.000 m não parecia favorável à vida como conhecíamos. É completamente escuro nessas profundidades, não sendo viável a fotossíntese. A pressão da água alcança valores 300 vezes maiores do que aqueles da superfície do oceano, similar à pressão usada para esmagar carros em um ferro-velho. Pensava-se que os organismos que vivem nas profundezas do oceano adquiriam energia exclusivamente da precipitação eventual de materiais mortos oriundos da zona fótica nas camadas superiores, onde a luz solar penetra e os fitoplânctons fazem fotossíntese. A maioria dos organismos conhecidos das profundezas do mar se alimentava de detritos, como equinodermas (p. ex., estrelas-do-mar), moluscos, crustáceos e vermes poliquetas.

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Capítulo 24. Ecologia da paisagem e manejo de ecossistemas

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

24

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 24.1  A ecologia da paisagem examina padrões espaciais e suas relações com os processos ecológicos.

 CONCEITO 24.2  Perda e fragmentação de hábitat diminuem as áreas de hábitat, isolam populações e alteram condições nas bordas dos hábitats.

 CONCEITO 24.3 

A biodiversidade pode ser mais bem preservada por grandes reservas conectadas através da paisagem e protegidas de áreas de uso humano intenso.

 CONCEITO 24.4  O manejo

de ecossistemas é um processo colaborativo cuja meta principal é a manutenção da integridade ecológica em longo prazo.

Ecologia da paisagem e manejo de ecossistemas

Lobos na paisagem de Yellowstone:

Estudo de Caso

Imagine que você tenha caminhado com calçados de neve até um local estratégico para observar a vida selvagem na parte norte do Parque Nacional de Yellowstone. Você tem seu binóculo apontado para um bando um tanto espalhado de alces que atravessa um campo congelado, afastando a neve com os cascos para alcançar tufos de grama encoberta. De repente, você percebe alguns animais erguendo a cabeça e dirigindo a atenção para o leste. Você olha para a mesma direção e percebe que uma matilha de lobos está se aproximando. O bando de alces se reúne e começa a se mover, fugindo descampado abaixo. Um jovem macho em más condições de saúde fica para trás, separa-se do bando e é cercado por lobos que pulam sobre seus quartos traseiros e pescoço. Ele cai e é rapidamente morto.

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Capítulo 14 - Paredes Celulares: Estrutura, Formação e Expansão

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

14

Paredes Celulares:

Estrutura, Formação e Expansão

A

s células vegetais, diferentemente das células animais, são delimitadas por uma parede celular mecanicamente forte. Essa fina camada consiste em uma rede de microfibrilas de celulose incluída em uma matriz de polissacarídeos, proteínas e outros polímeros produzidos pela célula. A matriz de polissacarídeos e as microfibrilas de celulose unem-se em uma forte rede de uma mistura de ligações covalentes e não covalentes. A matriz pode também conter enzimas e outros materiais que modificam as características físicas e químicas da parede. Adicionalmente, a condição de hidratação da parede celular influencia bastante suas propriedades físicas e de resistência mecânica.

As paredes celulares de procariotos, fungos, algas e plantas diferem umas das outras na composição química e na estrutura molecular, ainda que cumpram, em comum, três funções: regulação do volume celular, determinação da forma celular e proteção mecânica ao delicado protoplasto contra ataques bioquímicos e físicos. As paredes celulares das plantas adquiriram funções adicionais não evidentes nas paredes celulares de outros organismos, e essas diversas funções se refletem na sua complexidade estrutural e diversidade de composição e forma.

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Capítulo 9 - Fotossíntese: Considerações Fisiológicas e Ecológicas

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

9

Fotossíntese:

Considerações

Fisiológicas e

Ecológicas

A

conversão da energia solar em energia química de compostos orgânicos é um processo complexo que inclui transporte de elétrons e metabolismo do carbono fotossintético (ver Capítulos 7 e 8). Este capítulo trata de algumas das respostas fotossintéticas da folha intacta a seu ambiente. As respostas fotossintéticas adicionais aos diferentes tipos de estresse são estudadas no Capítulo 24. Quando for discutida a fotossíntese neste capítulo, será referida a taxa fotossintética líquida, ou seja, a diferença entre a assimilação fotossintética de carbono e a perda de CO2 via respiração mitocondrial.

O impacto do ambiente sobre a fotossíntese é de interesse amplo, em especial para fisiologistas, ecólogos, biólogos evolucionistas, especialistas em mudanças climáticas e agrônomos. Do ponto de vista fisiológico, há interesse em compreender as respostas diretas da fotossíntese a fatores ambientais como luz, concentrações de CO2 do ambiente e temperatura, assim como as respostas indiretas (mediadas por efeitos do controle estomático) a fatores como umidade do ar e umidade do solo. A dependência de processos fotossintéticos em relação às condições ambientais é também importante para os agrônomos, pois a produtividade vegetal e, em consequência, a produtividade das culturas agrícolas dependem muito das taxas fotossintéticas prevalecentes em um ambiente dinâmico. Para o ecólogo, a variação fotossintética entre ambientes diferentes é de grande interesse em termos de adaptação e evolução.

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Capítulo 7. Fisiologia dos Movimentos

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 7

Fisiologia dos Movimentos

7.1 Conceitos fundamentais da fisiologia dos estímulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

485

7.2 Movimentos livres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

486

7.2.1 Taxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1.1 Quimiotaxia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1.2 Fototaxia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1.3 Outras taxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.2 Movimentos intracelulares. . . . . . . . . . . . . . . . . .

488

488

490

493

494

7.3 Movimentos de órgãos vivos . . . . . . . . . . . . .

7.3.1 Tropismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3.1.1 Fototropismo e escototropismo . . . . . . . . . . . . . . .

499

505

506

506

506

507

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Capítulo 22 - Senescência Vegetal e Morte Celular

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22

Senescência Vegetal e

Morte Celular

A

cada outono, as pessoas que vivem em climas temperados desfrutam as espetaculares mudanças de cores que podem preceder a perda de folhas de árvores decíduas (Figura 22.1). Tradicionalmente, os poetas têm utilizado a coloração e a queda das folhas de outono como recordações pungentes, como nas linhas iniciais do soneto 73 de Shakespeare:

That time of year thou mayst in me behold,

When yellow leaves, or nome, or few, do hang

Upon those boughs which shake against the cold,

Bare ruined choirs, where late the sweet birds sang.

Folhas outonais tornam-se amarelas, alaranjadas ou vermelhas e caem de seus ramos em resposta a comprimentos de dia mais curtos e temperaturas mais baixas, que desencadeiam dois processos do desenvolvimento relacionados: senescência e abscisão. Embora a senescência leve finalmente

à morte dos tecidos-alvo, ela é distinta do termo relacionado necrose. Senescência é um processo autolítico (autodigestivo) dependente de energia que é controlado pela interação de fatores ambientais com programas de desenvolvimento geneticamente controlados. Embora tenha alguma sobreposição com a senescência, a necrose em geral é definida como a morte causada diretamente por dano físico, toxinas (como herbicidas) ou outros agentes externos. A abscisão refere-se à separação de camadas de células que ocorre nas bases de folhas, partes florais e frutos, a qual permite que se desprendam facilmente sem danificar a planta.

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Capítulo 25. Ecologia global

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25

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 25.1 

Os elementos químicos, em uma escala global, movemse entre seus reservatórios geológicos, atmosféricos, oceânicos e biológicos.

CONCEITO 25.2  A Terra está aquecendo devido às emissões antropogênicas de gases do efeito estufa.

CONCEITO 25.3  Emissões antropogênicas de enxofre e nitrogênio causam deposição

ácida, alteram a química do solo e afetam a saúde dos ecossistemas.

CONCEITO 25.4  A redução do ozônio na estratosfera e seu aumento na troposfera representam riscos para os organismos.

Ecologia global

Épicas tempestades de poeira: Estudo de Caso

Poeira geralmente é um aborrecimento sutil para a maioria dos habitantes urbanos, um sinal de negligência e de donos de casa relaxados. Vivendo em ilhas de asfalto e concreto, a maioria dos habitantes urbanos vê pouco solo nu, muito menos nuvens de poeira cruzando os céus. No entanto, ao fim da primavera de 1934, uma massiva tempestade de poeira encobriu as cidades norte-americanas de Chicago e Nova Iorque em uma névoa escura nunca vista antes por seus moradores. As pessoas engasgavam-se com a poeira, e ela fazia arder os olhos. Doze milhões de toneladas de poeira caíram sobre Chicago – cerca de 1.800 g para cada morador – e foi estimado que 350 milhões de toneladas de poeira foram carregadas pela tempestade para o Oceano

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