Olá amigos! Como havia dito, estou lendo o livro Fundamentos em Ecologia (3ªed) e publicando resumos para vocês. No ultimo post Resumo do Livro Fundamentos em Ecologia (3ª ed) - Parte 1 vimos o que é ecologia, o que os ecólogos estudam e como eles podem prever eventos nas populações dos organismos, bem como podem estudá-las e manejá-las.
Continuarei o capítulo 1. Vamos lá!
CAPÍTULO 1 - A ECOLOGIA E COMO ESTUDÁ-LA
1. Escalas, diversidade e rigor
Vimos no resumo anterior que a ecologia é uma ciência com vários problemas a serem resolvidos e que nem sempre os problemas não solucionados representam uma debilidade numa ciência, pelo contrário, podem representar a saúde dela. Citei também que a ecologia é muito complexa pois busca compreender as relações das milhões de espécies, bilhões de indivíduos geneticamente modificados que vivem num mundo constantemente modificado.
Relembrando deste conteúdo, os autores citam a importância do estabelecimento de áreas e subdivisões dentro da ecologia no estudo dos organismos, como os padrões que auxiliam a prever, manejar e controlar, destacando três pontos principais:
- Os fenômenos ecológicos ocorrem em escalas
- A evidência ecológica provém de uma variedade de fontes diferentes
- A ecologia conta com a evidência verdadeiramente científica e a aplicação da estatística
1.1. Questões de Escalas
A ecologia atua numa variedade de escalas, nas escalas temporais, espaciais e biológicas. É extremamente importante que os ecólogos saibam avaliar o tamanho destas escalas e como elas se relacionam entre si.
O mundo biológico é referido como uma hierarquia biológica, que começa com partículas subcelulares e continua com células, tecidos, órgãos, sistemas e organismos. A ecologia se ocupa de 3 níveis hierárquicos, são eles:
- Organismos individuais
- Populações (indivíduos de uma mesma espécie)
- Comunidades (conjunto de populações de espécies diferentes)
Quando ao nível de organismo, a ecologia busca entender como os indivíduos são afetados pelas características de seu ambiente e como eles o afetam. Já ao nível de população ela busca a presença ou ausência de espécies determinadas, da sua abundância ou raridade e das variações em seus números. A ecologia de comunidade tem uma amplitude maior e busca compreender a composição ou a estrutura de comunidades ecológicas.
Unindo estes três grandes níveis hierárquicos podemos também incluir um quarto, o Ecossistema. Esse nível engloba as relações de movimento de energias e matéria através de elementos vivos e não vivos e compreende a comunidade junto com seu ambiente físico.
Neste sentido, Likens (1992) estende a definição de ecologia como "as interações entre organismos bem como a transformação e fluxo de energia e matéria". Porém, em consenso geral, as "interações" na definição atual da ecologia está se referindo também ao fluxo de energia e matéria.
Em todo o mundo vivo não há uma área tão pequena que não contenha uma ecologia. Como uma macroescala, temos os problemas do aquecimento global, problemas estes que são estudados na ecologia. Estes problemas abrangem alterações nas relações entre correntes oceânicas e atividades pesqueiras ou entre padrões de distribuição de desertos e de florestas pluviais tropicais. Por outro lado temos ainda uma célula individual pode ser o estágio em que duas populações de patógenos competem pelos seus recursos. Temos ainda, em outra escala espacial, a riqueza de espécies que vivem no intestino dos cupins, como várias espécies de bactérias e protozoários. Neste padrão espacial os ecólogos podem estudar também as interações entre uma pulga e seu hospedeiro, ou uma população de pulgões se alimentando da seiva de um indivíduo vegetal, ou até mesmo a diversidade de aves em um fragmento florestal.
Além destas escalas especiais, os ecólogos também trabalham com as escalas temporais. A "sucessão ecológica" ou seja, o surgimento e desaparecimento de espécies vegetais e animais ao longo da revegetação de uma área, é uma escala temporal. A mudança do clima desde a última glaciação até agora e em diante ou, a deposição de esterco de um herbívoro até toda a sua decomposição no solo, também são valores medidos em uma escala temporal.
A migração das borboletas podem ser estudadas em alguns dias enquanto podemos observar árvores migrando lentamente para os locais degelados.
Em relação aos estudos em escalas temporais, os autores dizem que muitos estudos possuem a necessidade de serem longos, enquanto outros não, porém os estudos longos envolvem muito mais recursos e por isso são mais difíceis de serem realizados. É interessante observar que, nos estudos em escalas temporais, nem sempre o primeiro resultado demonstra ser o que realmente está ocorrendo. Por exemplo, um estudo de monitoramento, durante 1 ano, de uma espécie de rato em uma floresta revela que a densidade populacional reduziu drasticamente, os pesquisadores podem então pensar que algum recurso ou fator limitante para o estabelecimento da espécie nesta floresta foi removido, ou algum potencial predador pode ter chegado até a floresta, enfim, várias possibilidades. Porém, esta espécie de rato pode apresentar padrões reprodutivos diferenciado, e então, ao longo de ciclos durante os anos as populações aumentam e reduzem muito. Para observar esse efeito na população, o estudo teria de ser realizado por pelo menos 3 anos, e então os pesquisadores veriam que as flutuações no número de indivíduos faz parte da espécie.
Á partir dessas variações nas interpretações de um possível resultado, a ecologia utiliza de uma ciência o tempo todo, a matemática. As duas caminham firmemente unidas. É através de modelos matemáticos que vários experimentos são realizados em laboratório ou até mesmo em campo. Estes modelos possibilitam uma possível imitação do ambiente, porém os pesquisadores podem controlar as suas condições, variáveis, e modelá-lo para cada organismo estudado. Eles são construídos e manipulados de acordo com o que o ecólogo tem em mente.
Os modelos matemáticos devem lançar uma luz para representar o ambiente natural, o funcionamento dos ecossistemas naturais, pois eles são um meio para atingir um fim, nunca um fim em si mesmo.
1.2. Estatística e Rigor Científico
Como disse anteriormente, a matemática caminha junto com a ecologia e além dos modelos matemáticos nós temos também a estatística, ou bioestatística, que auxilia o pesquisador a entender seus dados.
Muitos dizem que com a matemática nós podemos provar tudo, porém isso não é verdade. Os autores enfatizam que devemos sempre ter cuidado com as interpretações dos dados estatísticos porque nem sempre as pessoas os usam de boa fé. Destacam ainda que a estatística não pode provar nada, pelo contrário, o objetivo dela não é esse. A estatística tem a importância de trazer confiabilidade nos dados e torná-los ainda mais científicos e confiáveis, aumentando o nível de confiança nas conclusões da pesquisa.
As análises estatísticas são executadas após a coleta de dados auxiliando na sua interpretação, porém não se deve sair coletando dados à esmo e depois esperar o que a estatística irá dizer. Muito pelo contrário, qualquer pesquisador deve planejar muito bem sua pesquisa e coleta de dados, deve ter um plano do antes, durante e depois da pesquisa e ainda assim ter em mente basicamente os possíveis resultados que serão obtidos, posteriormente a estatística complementa o que já foi obtido, tornando então, o resultado que o pesquisador já previa encontrar, confiável.
Pode parecer óbvio que os ecólogos devam saber isso, porém, além de pensarem durante e depois, precisam planejar muito bem o que irão coletar, como e qual a quantidade suficiente para obter resultados significativos.
Vejamos então alguns testes estatísticos utilizados pelos ecólogos.
Aspectos Quantitativos
Interpretando probabilidades
1 - Valores de P: Ao final de um teste estatístico o termo mais utilizado para medir a força das conclusões extraídas é o Valor de P ou Nível de Probabilidade, representado pela letra P. Resumindo, o Valor de P é a probabilidade, que outros estudos semelhantes terão, de apresentarem os mesmos resultados obtidos na sua pesquisa. Por exemplo, se após um estudo sobre a associação da abundância de insetos com a temperatura da primavera o valor for de P > 0,05, significa que o valor obtido é fraco, o que indica a necessidade de serem feitas mais coletas. Porém, se o resultado indicar P < 0,05 e quanto mais próximo de 0,01, menos provável de outros trabalhos registrarem os mesmos dados que você, e então, seus dados são fortes.
2 - Hipótese Nula: Antes de iniciar os testes estatísticos precisamos de uma hipótese nula, ou seja, afirmamos que não existe associação entre a abundância de insetos e a temperatura de primavera.
Suponhamos que a pesquisa tenha gerado um valor de P = 0,05, isso significa que há 50% de chance, se não houver associação, de outros estudos apresentarem os mesmos resultados ou até mesmo mais distantes da hipótese nula. Porém se os testes apontarem P = 0,01 (0,1%) significa que estes dados podem ser esperados em apenas 0,1% de estudos semelhantes se realmente não houver associação. Ou seja, de algum modo esse valor indica que houve associação entre abundância de insetos e a temperatura.
3 - Teste de Significância: Para determinar a imporância dos dados obtidos, os cientistas estipularam um valor de significância. Assim, se P é menor que 0,05 (5%), lê-se P < 0,05, então os resultados obtidos são significativos e a confiança pode ser colocada no caso da associação entre abundância de insetos e temperatura. Ou, se P > 0,05, os resultados não são significativos e não há uma base estatística para afirmar que o efeito da associação entre abundância e temperatura seja verídico. E numa elaboração posterior, os cientistas descrevem P < 0,01 como altamente significativo.
4 - Erros Padrão e Intervalo de Confiança: O EP - Erro Padrão é uma faixa ao redor da média estimada, ao redor de um valor obtido, dentro da qual a verdadeira média se encontra, com uma probabilidade determinada. Existe um valor de 95% de probabilidade que indica que a verdadeira média se encontre dentro de dois EP, isso é chamado Intervalo de Confiança.
1.3. Ecologia na prática
Vimos nas sessões anteriores o quanto a ecologia é importante e como, através de cálculos matemáticos e estatísticos, os ecólogos podem prever, manejar e controlar. Veremos agora neste tópico um caso interessante.
1.3.1 A truta Marrom na Nova Zelândia: efeitos sobre indivíduos, populações, comunidades e ecossistemas: É extremamente raro um estudo abranger todos os níveis ecológicos (indivíduos, populações, comunidades e ecossistemas), porém o estudo da truta marrom foi diferente. Esse peixe foi introduzido na Nova Zelândia em 1867 e causou algns impactos nos ambientes que ocupava, como riachos, rios e lagos.
Ainda são poucas as informações que revelam as alterações na ecologia das espécies nativas após a introdução da espécie invasora, por isso, podemos aprender muito comparando a ecologia atual dos riachos contendo truta e dos que contém peixes nativos muito comuns, do gênero Galaxias.
As ninfas de efemerópteras se alimentam constantemente de algas microscópicas que se desenvolvem nos leitos dos riachos da Nova Zelândia, porém existem diferenças notáveis nos seus ritmos de atividades, dependendo se as ninfas estão em um ambiente com truta ou Galaxias.
Resumindo o estudo, pois ele é muito grande, os pesquisadores descobriram que a truta causada um grande problema onde se encontrava, a sua presença influenciava a distribuição de Galaxias e das ninfas efemerópteras. As trutas são grandes predadores e os resultados apontaram que durante o dia elas eram muito mais ativas pois confiavam na visão para caçar suas presas, enquanto Galaxias conta com estruturas mecânicas. Deste modo, as populações de ninfas de efemerópteros corriam muito mais risco durante o dia, o que justifica a observação destes invertebrados em maiores quantidades durante a noite.
Outro importante fator observado nesta pesquisa é que os pesquisadores conseguiram relacionar a demanda de alimento necessário para truta e Galaxias com a quantidade de alimento (ninfas disponíveis) disponíveis nos riachos estudados. A diferença foi extremamente brusca, pois para Galaxias a disponibilidade de invertebrados efemerópteros é muito maior do que a demanda necessária. Já para as trutas, a demanda delas é extremamente elevada e a produção de invertebrados é baixíssima, o que consequentemente implica numa predação constante de ninfas pelas trutas, diminuindo a disponibilidade de alimento de Galaxias, influenciando no tamanho populacional deste peixe bem como nos efemerópteros, e consequentemente temos um aumento da quantidade de algas (já que os efemerópteros se alimentam delas).
Nos próximos resumos veremos:
- Sucessões em campos abandonados em Minesota: um estudo no tempo e no espaço
- Um modelo de estudo: descobrir porque abutres asiáticos estão em via de extinção
- Capítulo 2 - A base Evolutiva da Ecologia
Espero que tenha gostado!
