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44: Ecologia e a Biosfera - Biologia

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44: Ecologia e a Biosfera

Ecologia e a Biosfera

Figura 1: O (a) carrapato de cervo carrega a bactéria que produz a doença de Lyme em humanos, frequentemente evidente em (b) uma erupção cutânea em olho de boi sintomática. O (c) camundongo de patas brancas é um conhecido hospedeiro de carrapatos de cervos portadores da bactéria da doença de Lyme. (crédito a: modificação da obra de Scott Bauer, USDA ARS crédito b: modificação da obra de James Gathany, CDC crédito c: modificação da obra de Rob Ireton. & # 8220 esta imagem & # 8221 pela OpenStax é licenciada sob CC BY 4.0)

Por que estudar ecologia? Talvez você esteja interessado em aprender sobre o mundo natural e como os seres vivos se adaptaram às condições físicas de seu ambiente. Ou talvez você seja um futuro médico que busca entender a conexão entre saúde humana e ecologia.

Os seres humanos são parte da paisagem ecológica e a saúde humana é uma parte importante da interação humana com nosso ambiente físico e de vida. A doença de Lyme, por exemplo, serve como um exemplo moderno da conexão entre nossa saúde e o mundo natural (Figura 1). Mais formalmente conhecida como borreliose de Lyme, a doença de Lyme é uma infecção bacteriana que pode ser transmitida aos humanos quando eles são picados pelo carrapato do veado (Ixodes scapularis), que é o principal vetor desta doença. No entanto, nem todos os carrapatos de cervos carregam a bactéria que causará a doença de Lyme em humanos, e I. scapularis pode ter outros hospedeiros além de veados. Na verdade, verifica-se que a probabilidade de infecção depende do tipo de hospedeiro no qual o carrapato se desenvolve: uma proporção maior de carrapatos que vivem em camundongos de pés brancos carrega a bactéria do que carrapatos que vivem em veados. O conhecimento sobre os ambientes e densidades populacionais em que as espécies hospedeiras são abundantes ajudaria um médico ou um epidemiologista a entender melhor como a doença de Lyme é transmitida e como sua incidência poderia ser reduzida.


44: Ecologia e a Biosfera - Biologia

Por que estudar ecologia? Talvez você esteja interessado em aprender sobre o mundo natural e como os seres vivos se adaptaram às condições físicas de seu ambiente. Ou talvez você seja um futuro médico que busca entender a conexão entre saúde humana e ecologia.

Figura 1. O (a) carrapato de cervo carrega a bactéria que produz a doença de Lyme em humanos, frequentemente evidente em (b) uma erupção cutânea em olho de boi sintomática. O (c) camundongo de patas brancas é um conhecido hospedeiro de carrapatos de cervos portadores da bactéria da doença de Lyme. (crédito a: modificação da obra de Scott Bauer, USDA ARS crédito b: modificação da obra de James Gathany, CDC crédito c: modificação da obra de Rob Ireton)

Os seres humanos são parte da paisagem ecológica e a saúde humana é uma parte importante da interação humana com nosso ambiente físico e de vida. A doença de Lyme, por exemplo, serve como um exemplo moderno da conexão entre nossa saúde e o mundo natural (Figura 1). Mais formalmente conhecida como borreliose de Lyme, a doença de Lyme é uma infecção bacteriana que pode ser transmitida aos humanos quando eles são picados pelo carrapato do veado (Ixodes scapularis), que é o principal vetor desta doença. No entanto, nem todos os carrapatos de cervos carregam a bactéria que causará a doença de Lyme em humanos, e I. scapularis pode ter outros hospedeiros além de veados. Na verdade, verifica-se que a probabilidade de infecção depende do tipo de hospedeiro no qual o carrapato se desenvolve: uma proporção maior de carrapatos que vivem em camundongos de pés brancos carrega a bactéria do que carrapatos que vivem em veados. O conhecimento sobre os ambientes e densidades populacionais em que as espécies hospedeiras são abundantes ajudaria um médico ou um epidemiologista a entender melhor como a doença de Lyme é transmitida e como sua incidência poderia ser reduzida.


Ecologia populacional

Por exemplo, ecologistas populacionais estão particularmente interessados ​​em contar a borboleta azul Karner porque ela é classificada como uma espécie em extinção federal. No entanto, a distribuição e densidade desta espécie é altamente influenciada pela distribuição e abundância do tremoço selvagem e pelo ambiente biofísico ao seu redor. Os pesquisadores podem fazer perguntas sobre os fatores que levam ao declínio do tremoço selvagem e como eles afetam as borboletas azuis de Karner. Por exemplo, os ecologistas sabem que o tremoço selvagem prospera em áreas abertas onde árvores e arbustos estão praticamente ausentes. Em ambientes naturais, incêndios florestais intermitentes removem regularmente árvores e arbustos, ajudando a manter as áreas abertas exigidas pelo tremoço selvagem. Modelos matemáticos podem ser usados ​​para entender como a supressão de incêndios florestais por humanos levou ao declínio desta planta importante para a borboleta azul Karner.


Fontes de energia

A energia do sol é capturada por plantas verdes, algas, cianobactérias e protistas fotossintéticos. Esses organismos convertem a energia solar em energia química necessária a todos os seres vivos. A disponibilidade de luz pode ser uma força importante que afeta diretamente a evolução das adaptações nos fotossintetizadores. Por exemplo, as plantas no sub-bosque de uma floresta temperada são sombreadas quando as árvores acima delas no dossel estão completamente fechadas no final da primavera. Não surpreendentemente, as plantas do sub-bosque têm adaptações para capturar com sucesso a luz disponível. Uma dessas adaptações é o rápido crescimento de plantas efêmeras da primavera, como a beleza da primavera (Figura). Essas flores da primavera atingem grande parte de seu crescimento e terminam seu ciclo de vida (se reproduzem) no início da estação, antes que as árvores no dossel desenvolvam folhas.

A beleza da primavera é uma planta efêmera que floresce no início da primavera para evitar competir com as árvores maiores da floresta pela luz solar. (crédito: John Beetham)

Em ecossistemas aquáticos, a disponibilidade de luz pode ser limitada porque a luz solar é absorvida pela água, plantas, partículas suspensas e microrganismos residentes. Perto do fundo de um lago, lagoa ou oceano, existe uma zona que a luz não pode alcançar. A fotossíntese não pode ocorrer lá e, como resultado, uma série de adaptações evoluíram que permitem que os seres vivos sobrevivam sem luz. Por exemplo, as plantas aquáticas têm tecido fotossintético próximo à superfície da água, por exemplo, pense nas folhas largas e flutuantes de um nenúfar - os nenúfares não podem sobreviver sem luz. Em ambientes como fontes hidrotermais, algumas bactérias extraem energia de produtos químicos inorgânicos porque não há luz para a fotossíntese.

A disponibilidade de nutrientes nos sistemas aquáticos também é um aspecto importante da energia ou fotossíntese. Muitos organismos afundam no fundo do oceano quando morrem em águas abertas. Quando isso ocorre, a energia encontrada naquele organismo vivo é sequestrada por algum tempo, a menos que ocorra a ressurgência do oceano. Ressurgência do oceano é a subida das águas profundas do oceano que ocorre quando os ventos predominantes sopram ao longo das águas superficiais perto de uma linha costeira (Figura). À medida que o vento empurra as águas do oceano para longe da costa, a água do fundo do oceano sobe para substituir essa água. Como resultado, os nutrientes antes contidos nos organismos mortos tornam-se disponíveis para reutilização por outros organismos vivos.

A ressurgência oceânica é um processo importante que recicla nutrientes e energia no oceano. Conforme o vento (setas verdes) empurra a costa, faz com que a água do fundo do oceano (setas vermelhas) se mova para a superfície, trazendo nutrientes das profundezas do oceano.

Art Connection

As mudanças na primavera e no outono são processos importantes em lagos de água doce que atuam para mover os nutrientes e o oxigênio do fundo dos lagos profundos para o topo. A rotatividade ocorre porque a água tem uma densidade máxima de 4 ° C. A temperatura da água superficial muda com o progresso das estações e a água mais densa afunda.

Como pode a rotatividade em lagos tropicais diferir da rotatividade em lagos que existem em regiões temperadas?

Na primavera, as temperaturas do ar aumentam e o gelo da superfície derrete. Quando a temperatura da água superficial começa a atingir 4 ° C, a água fica mais pesada e afunda. A água do fundo do lago é então deslocada pelas águas superficiais mais pesadas e, assim, sobe para o topo. À medida que a água sobe para o topo, os sedimentos e nutrientes do fundo do lago são trazidos junto com ela. Durante os meses de verão, a água do lago estratifica, ou forma camadas, com a água mais quente na superfície do lago.

À medida que a temperatura do ar cai no outono, a temperatura da água do lago esfria para 4 ° C, portanto, isso causa o movimento de queda, pois a água fria pesada afunda e desloca a água no fundo. A água rica em oxigênio na superfície do lago então se move para o fundo do lago, enquanto os nutrientes no fundo do lago sobem para a superfície (Figura). Durante o inverno, o oxigênio no fundo do lago é usado por decompositores e outros organismos que requerem oxigênio, como peixes.


Start Quiz: Biology 44 Ecology and the Biosphere MCQ Quiz

Esta imagem da NASA é uma composição de várias vistas da Terra baseadas em satélite. Para fazer a imagem da Terra inteira, os cientistas da NASA combinam observações de diferentes partes do planeta. (crédito: NASA / GSFC / NOAA / USGS)

Vista do espaço, a Terra não oferece pistas sobre a diversidade de formas de vida que ali residem. Acredita-se que as primeiras formas de vida na Terra tenham sido microorganismos que existiram por bilhões de anos no oceano antes do aparecimento de plantas e animais. Os mamíferos, pássaros e flores tão familiares para nós são todos relativamente recentes, originados 130 a 200 milhões de anos atrás. Os humanos habitaram este planeta apenas nos últimos 2,5 milhões de anos, e apenas nos últimos 200.000 anos os humanos começaram a ter a aparência que temos hoje.

Capítulo 44: Ecologia e a Biosfera MCQ Multiple Choices Questions Quiz Banco de Teste

44.5 Clima e os efeitos da mudança climática global

Nome: Biologia 44 Ecologia e a Biosfera MCQ
URL de download: Baixe o e-book em PDF do questionário MCQ
Tamanho do livro: 10 páginas
Data de direitos autorais: 2015
Idioma: inglês dos EUA
Categorias: Materiais Educacionais

Pergunta: Qual dos seguintes é um fator biótico?

Pergunta: Qual dos biomas a seguir é caracterizado por recursos hídricos abundantes?

Pergunta: Qual dos biomas a seguir é caracterizado por temporadas curtas de cultivo?

Pergunta: Onde você esperaria encontrar mais fotossíntese em um bioma oceânico?

Pergunta: Uma característica fundamental dos estuários é:

condições de pouca luz e alta produtividade

água salgada e água doce

Pergunta: Um ecologista escalando uma montanha pode notar diferentes biomas ao longo do caminho devido a mudanças em todos os seguintes, exceto:

Pergunta: Qual das seguintes forças naturais é responsável pela liberação de dióxido de carbono e outros gases atmosféricos?

Pergunta: Qual das opções a seguir é um exemplo de evento climático?

A temporada de furacões vai de 1º de junho a 30 de novembro.

A quantidade de CO2 atmosférico aumentou constantemente durante o século passado.

Uma tempestade de vento derrubou árvores na área de canoa de Boundary Waters em Minnesota em 4 de julho de 1999.

Os desertos são geralmente ecossistemas secos com muito pouca chuva.

Pergunta: Plantas de sub-bosque em uma floresta temperada têm adaptações para capturar ________ limitado.

Pergunta: O estudo da ciclagem de nutrientes pelo meio ambiente é um exemplo de qual das seguintes opções?


Chaparral

O chaparral também é chamada de floresta de arbustos e é encontrada na Califórnia, ao longo do Mar Mediterrâneo e ao longo da costa sul da Austrália (Figura). A precipitação anual neste bioma varia de 65 cm a 75 cm (25,6-29,5 pol.), E a maior parte da chuva cai no inverno. Os verões são muito secos e muitas plantas chaparrais estão dormentes durante o verão. A vegetação chaparral, mostrada na Figura, é dominada por arbustos adaptados a fogos periódicos, com algumas plantas produzindo sementes que só germinam após um fogo quente. As cinzas deixadas para trás após um incêndio são ricas em nutrientes como nitrogênio, que fertilizam o solo e promovem o crescimento das plantas.

O chaparral é dominado por arbustos. (crédito: Miguel Vieira)


Introdução

O (a) carrapato de cervo carrega a bactéria que produz a doença de Lyme em humanos, frequentemente evidente em (b) uma erupção cutânea em olho de boi sintomática. O (c) camundongo de patas brancas é um conhecido hospedeiro de carrapatos de cervos portadores da bactéria da doença de Lyme. (crédito a: modificação da obra de Scott Bauer, USDA ARS crédito b: modificação da obra de James Gathany, CDC crédito c: modificação da obra de Rob Ireton)

Por que estudar ecologia? Talvez você esteja interessado em aprender sobre o mundo natural e como os seres vivos se adaptaram às condições físicas de seu ambiente. Ou talvez você seja um futuro médico que busca entender a conexão entre saúde humana e ecologia.

Os seres humanos são parte da paisagem ecológica e a saúde humana é uma parte importante da interação humana com nosso ambiente físico e de vida. A doença de Lyme, por exemplo, serve como um exemplo moderno da conexão entre nossa saúde e o mundo natural (Figura). Mais formalmente conhecida como borreliose de Lyme, a doença de Lyme é uma infecção bacteriana que pode ser transmitida aos humanos quando eles são picados pelo carrapato do veado (Ixodes scapularis), que é o principal vetor desta doença. No entanto, nem todos os carrapatos de cervos carregam a bactéria que causará a doença de Lyme em humanos, e I. scapularis pode ter outros hospedeiros além de veados. Na verdade, verifica-se que a probabilidade de infecção depende do tipo de hospedeiro no qual o carrapato se desenvolve: uma proporção maior de carrapatos que vivem em camundongos de pés brancos carrega a bactéria do que carrapatos que vivem em veados. O conhecimento sobre os ambientes e densidades populacionais em que as espécies hospedeiras são abundantes ajudaria um médico ou um epidemiologista a entender melhor como a doença de Lyme é transmitida e como sua incidência poderia ser reduzida.


Rios e córregos

Rios e riachos são corpos d'água em movimento contínuo que transportam grandes quantidades de água da fonte, ou cabeceira, para um lago ou oceano. Os maiores rios incluem o Rio Nilo na África, o Rio Amazonas na América do Sul e o Rio Mississippi na América do Norte.

A água em movimento rápido resulta em acúmulo mínimo de sedimentos no fundo do rio ou riacho, portanto, a água é límpida. A fotossíntese aqui é atribuída principalmente a algas que estão crescendo nas rochas, a corrente rápida inibe o crescimento do fitoplâncton. Uma entrada adicional de energia pode vir de folhas ou outro material orgânico que cai no rio ou riacho de árvores e outras plantas que fazem fronteira com a água. Quando as folhas se decompõem, o material orgânico e os nutrientes das folhas são devolvidos à água. Plantas e animais se adaptaram a essa água que se move rapidamente. Por exemplo, sanguessugas (filo Annelida) têm corpos alongados e ventosas em ambas as extremidades. Essas ventosas se fixam ao substrato, mantendo a sanguessuga ancorada no lugar. As espécies de trutas de água doce (filo Chordata) são um predador importante nesses rios e riachos de movimento rápido.

À medida que o rio ou riacho flui para longe da fonte, a largura do canal aumenta gradualmente e a corrente desacelera. Essa água lenta, causada pela diminuição do gradiente e pelo aumento do volume à medida que os afluentes se unem, tem mais sedimentação. O fitoplâncton também pode ser suspenso em água de movimento lento. Portanto, a água não será tão clara quanto está perto da fonte. A água também está mais quente. Vermes (filo Annelida) e insetos (filo Arthropoda) podem ser encontrados enterrando-se na lama. Os vertebrados predadores de ordem superior (filo Chordata) incluem aves aquáticas, sapos e peixes. Esses predadores devem encontrar comida nessas águas lentas, às vezes turvas, e, ao contrário da truta nas águas da fonte, esses vertebrados podem não ser capazes de usar a visão como seu principal sentido para encontrar comida. Em vez disso, é mais provável que usem dicas de sabor ou produtos químicos para encontrar a presa.


44: Ecologia e a Biosfera - Biologia

Data de publicação: 06 de fevereiro de 2018

Isenção de responsabilidade:
Esta dissertação foi escrita e apresentada por alunos e não é um exemplo do nosso trabalho. Clique neste link para ver exemplos de nosso trabalho profissional escritos por nossos redatores profissionais de dissertação. Quaisquer opiniões, descobertas, conclusões ou recomendações expressas neste material são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente as opiniões da EssayCompany.

CH. 50 (Introdução à Ecologia e a Biosfera)

I. Ecologia é o estudo científico das interações entre os organismos e o meio ambiente.

    1. Os eventos que ocorrem na estrutura do tempo ecológico se traduzem em efeitos em uma escala mais longa de tempo evolutivo.
    2. O ambiente de qualquer organismo inclui dois componentes.
      1. Componentes abióticos ou não vivos - fatores químicos e físicos como temperatura, luz, água e nutrientes.
      2. Componentes bióticos ou vivos - todos os organismos, ou a biota, que fazem parte do ambiente do indivíduo.
      1. Ecologia Organismal:
        1. Pode ser subdividido nas disciplinas de ecologia fisiológica, ecologia evolutiva e ecologia comportamental.
        2. Refere-se a como a estrutura, fisiologia e comportamento de um organismo atendem aos desafios impostos pelo meio ambiente
        1. Concentra-se principalmente em fatores que afetam quantos indivíduos de uma determinada espécie vivem em uma área.
        2. População - grupo de indivíduos da mesma espécie vivendo em uma determinada área geográfica.
        1. Lida com toda a gama de espécies interagindo em uma comunidade.
        2. Comunidade - todos os organismos de todas as espécies que habitam uma determinada área
        1. A ênfase nesta ecologia está no fluxo de energia e no ciclo químico entre os vários componentes bióticos e abióticos.
        2. Ecossistema - todos os fatores abióticos além de toda a comunidade de espécies que existem em uma determinada área.
        1. Lida com matrizes de ecossistemas e como eles são organizados em uma região geográfica.
          1. Patchiness é uma característica ambiental em que uma paisagem ou paisagem marinha consiste em um mosaico de diferentes tipos de manchas.

          II. As interações entre os organismos e o meio ambiente limitam a distribuição das espécies

            1. Biogeografia é o estudo da distribuição passada e presente de espécies individuais, no contexto da teoria da evolução.
              1. Ele fornece um bom ponto de partida para entender o que limita a distribuição geográfica de uma espécie.
                1. Os fatores que limitam a distribuição de uma espécie podem incluir:
                  1. Dispersão.
                  2. Comportamento.
                  3. Fatores bióticos.
                  4. Fatores abióticos.
                  1. Uma maneira de determinar se a dispersão é um fator-chave que limita a distribuição é observar os resultados dos transplantes de uma espécie
                    1. Para que um transplante seja considerado bem-sucedido, os organismos devem sobreviver e se reproduzir na nova área
                    2. Se for bem-sucedido, o alcance potencial da espécie é maior do que seu alcance real.
                    1. As plantas podem selecionar seus habitats produzindo sementes que germinam apenas sob um conjunto restrito de condições ambientais
                    2. Mosquitos fêmeas selecionam habitats específicos para oviposição ou depósito de ovos
                    1. Predação
                    2. Doença
                    3. Parasitismo
                    4. Concorrência
                    1. A temperatura ambiental é um fator importante na distribuição dos organismos devido ao seu efeito nos processos biológicos
                      1. As células podem se romper se a água que contêm congelar
                      2. As proteínas da maioria dos organismos desnaturam a temperaturas acima de 45 graus C.
                      1. Os organismos marinhos e de água doce vivem submersos em ambientes aquáticos.
                      2. Os organismos terrestres enfrentam uma ameaça quase constante de dessecação
                      1. Também contribui para a perda de água nos organismos, aumentando a taxa de resfriamento evaporativo e transpiração
                      1. Padrões climáticos globais:
                        1. A forma curva da Terra causa variação latitudinal na intensidade da luz solar
                          1. A luz solar atinge os trópicos mais diretamente, e a maior parte do calor e da luz são entregues lá
                          1. Solstício de junho - hemisfério norte inclina-se em direção ao sol, o verão começa
                          2. Equinócio de março - equador enfrenta o sol diretamente 12 horas de luz do dia e escuridão
                          3. Solstício de dezembro - Hemisfério Norte se afasta do sol, o inverno começa
                          4. Equinócio de setembro - equador enfrenta o sol diretamente
                          1. As correntes oceânicas influenciam o clima ao longo das costas dos continentes, aquecendo ou resfriando as massas de ar sobrepostas, que podem então atravessar a terra.
                          2. As montanhas têm um efeito significativo na quantidade de luz solar que atinge uma área, bem como na temperatura local e na precipitação.
                          3. Além das mudanças globais na duração do dia, radiação solar e temperatura, a mudança do ângulo do sol afeta os ambientes locais
                            1. Durante o verão e inverno, muitos lagos em regiões temperadas são estratificados termicamente ou em camadas verticalmente de acordo com a temperatura
                            2. Os lagos passam por uma mistura semestral de suas águas como resultado da mudança dos perfis de temperatura, um processo chamado turnover.
                                1. Microclima são padrões muito finos, como aqueles encontrados por uma comunidade debaixo de um tronco
                                  1. Muitas características do ambiente influenciam os microclimas lançando sombras, afetando a evaporação do solo e alterando os padrões do vento.

                                  III. Fatores abióticos e bióticos influenciam a estrutura e dinâmica dos biomas aquáticos

                                    1. Biomas são os principais tipos de associações ecológicas que ocupam amplas regiões geográficas de terra ou água
                                    2. Os biomas aquáticos respondem pela maior parte da biosfera.
                                      1. Esses biomas são estratificados física e quimicamente
                                        1. Há luz suficiente para a fotossíntese na zona fótica superior
                                        2. Pouca luz penetra na zona afótica inferior
                                        3. Na parte inferior, o subtrato é chamado de zona bentônica
                                          1. É composta por areia e sedimentos orgânicos e inorgânicos
                                          2. É ocupada por comunidades de organismos chamados coletivamente de bentos
                                            1. A principal fonte de alimento para o bentos é a matéria orgânica morta chamada detrito
                                            1. No oceano e na maioria dos lagos, uma camada estreita de rápida mudança de temperatura chamada termoclina separa a camada superior mais uniformemente quente das águas mais profundas uniformemente frias
                                            1. Os lagos são corpos d'água parados que cobrem milhares de quilômetros quadrados
                                              1. Os lagos oligotróficos são pobres em nutrientes e geralmente ricos em oxigênio
                                              2. Os lagos eutróficos são ricos em nutrientes e muitas vezes sem oxigênio se cobertos de gelo no inverno e na zona mais profunda durante o verão
                                                1. A zona litorânea são as águas rasas e bem iluminadas próximas à costa
                                                2. A zona limnética está mais longe da costa e é muito profunda para suportar plantas aquáticas enraizadas
                                                      1. A característica física mais proeminente de riachos e rios é a corrente
                                                        1. Os córregos das cabeceiras são geralmente frios, claros, turbulentos e rápidos
                                                        2. Os rios são geralmente mais quentes e mais turvos, pois carregam mais sedimentos do que suas cabeceiras.
                                                        1. Eles têm padrões de fluxo muito complexos
                                                        1. Um recife de coral, que é formado em grande parte pelos esqueletos de carbonato de cálcio dos corais, se desenvolve ao longo de um longo tempo nas ilhas oceânicas
                                                        1. Organismos na zona bentônica ou abissal muito profunda estão adaptados ao frio contínuo e pressão de água extremamente alta

                                                        4. O clima determina em grande parte a distribuição e estrutura dos biomas terrestres

                                                          1. Um climógrafo é um gráfico da temperatura e precipitação em uma determinada região
                                                          2. A estratificação vertical é uma característica importante dos biomas terrestres
                                                            1. Em muitas florestas, as camadas consistem no dossel superior, no estrato de árvores baixas, no sub-bosque arbustivo, na camada de solo de plantas herbáceas, no solo da floresta e na camada de raiz
                                                            2. Biomas terrestres geralmente se misturam, sem limites nítidos
                                                              1. A área de intergradação é chamada de ecótono e pode ser ampla ou estreita
                                                              1. Nas florestas tropicais, a precipitação é relativamente constante, e nas florestas tropicais secas, a precipitação é altamente sazonal
                                                                1. As florestas tropicais são estratificadas
                                                                1. A precipitação é baixa e altamente variável
                                                                2. A temperatura é variável sazonalmente e diariamente
                                                                1. É dominado por arbustos e pequenas árvores, juntamente com uma grande diversidade de gramíneas e ervas.
                                                                1. As plantas dominantes são gramíneas e forbes
                                                                1. A precipitação varia de 30 a 70 cm, e secas periódicas são comuns
                                                                2. Árvores com cones dominam essas florestas
                                                                1. Uma camada de solo permanentemente congelada chamada permafrost geralmente impede a infiltração de água.

                                                                CH. 51 (Ecologia Comportamental)

                                                                I. A ecologia comportamental estende as observações do comportamento animal ao estudar como esse comportamento é controlado e como se desenvolve, evolui e contribui para a sobrevivência e o sucesso reprodutivo.

                                                                II. Os ecologistas comportamentais distinguem entre as causas imediatas e últimas do comportamento.

                                                                  1. Traços de comportamento também fazem parte do fenótipo de um animal
                                                                    1. Inclui atividades musculares e não musculares
                                                                      1. É tudo o que um animal faz e como o faz.
                                                                      1. Estas são perguntas & quothow & quot
                                                                      1. Estas são questões de & quotwhy & quot
                                                                      1. Tindenbergen sugeriu quatro perguntas que devem ser respondidas para compreender totalmente qualquer comportamento
                                                                        1. Qual é a base mecanicista do comportamento, incluindo mecanismos químicos, anatômicos e fisiológicos?
                                                                        2. Como o desenvolvimento do animal, do zigoto ao indivíduo maduro, influencia o comportamento?
                                                                        3. Qual é a história evolutiva do comportamento?
                                                                        4. Como o comportamento contribui para a sobrevivência e reprodução?
                                                                        1. Um FAP é desencadeado por um estímulo sensorial externo conhecido como um estímulo de sinal
                                                                        1. Um período sensível é uma fase limitada no desenvolvimento de um animal que é o único momento em que certos comportamentos podem ser aprendidos

                                                                        III. Muitos comportamentos têm um forte componente genético.

                                                                          1. Os biólogos estudam as maneiras como os genes e o ambiente influenciam o desenvolvimento de fenótipos comportamentais.
                                                                            1. Natureza e criação
                                                                              1. Comportamentos inatos são comportamentos fixos no desenvolvimento e estão sob forte influência genética
                                                                                1. Kinesis é uma mudança simples na atividade ou taxa de rotação
                                                                                2. Táxis é um movimento orientado para ou para longe de algum estímulo.
                                                                                  1. As trutas nadam ou se orientam automaticamente em direção a montante, exibindo reotaxia
                                                                                  2. A migração de pássaros está parcialmente sob controle genético.
                                                                                  1. Um sinal é um comportamento que causa uma mudança no comportamento de outro animal
                                                                                  2. É um elemento essencial das interações entre os indivíduos
                                                                                  3. Muitos animais que se comunicam através de odores emitem substâncias químicas chamadas feromônios
                                                                                    1. Eles são normalmente muito concentrados
                                                                                    1. A pesquisa revelou a base genética e neural para o acasalamento e comportamento dos pais de ratos-do-campo machos.

                                                                                    4. O ambiente, interagindo com a composição genética de um animal, influencia o desenvolvimento de comportamentos.

                                                                                      1. Experimentos de laboratório demonstraram que o tipo de alimento ingerido durante o desenvolvimento larval influencia fortemente a seleção posterior de parceiros por fêmeas de Drosophila mojavensis.
                                                                                      2. Estudos de promoção cruzada de camundongos da Califórnia e camundongos de pés brancos descobriram uma influência do ambiente social no comportamento agressivo e parental dos camundongos.
                                                                                      3. Aprender é a modificação do comportamento com base em experiências específicas.
                                                                                        1. Aprendizagem especial é a modificação do comportamento com base na experiência com a estrutura especial do ambiente
                                                                                          1. Isso faz uso de pontos de referência ou indicadores de localização
                                                                                          1. O condicionamento clássico é um tipo de aprendizagem associativa em que um estímulo arbitrário é associado a uma recompensa ou punição
                                                                                          2. o condicionamento operante é chamado de aprendizagem por tentativa e erro
                                                                                          1. O estudo da cognição animal, denominado etologia cognitiva, examina a conexão entre o sistema nervoso de um animal e seu comportamento.

                                                                                          V. Traços comportamentais podem evoluir por seleção natural.

                                                                                            1. Quando a variação comportamental dentro de uma espécie corresponde à variação nas condições ambientais, pode ser uma evidência de evolução passada
                                                                                              1. Um exemplo de variação com base genética no comportamento dentro de uma espécie é a seleção pela cobra liga Thamnophis elegans
                                                                                              2. A coleta é um comportamento associado ao reconhecimento, busca, captura e consumo de alimentos
                                                                                              1. D. melangogaster vivendo em baixa densidade populacional seguiu um caminho de forrageamento mais curto do que D. melanogaster vivendo em alta densidade populacional

                                                                                              VI. A seleção natural favorece comportamentos que aumentam a sobrevivência e o sucesso reprodutivo.

                                                                                                1. A teoria de forrageamento ideal afirma que a seleção natural deve favorecer o comportamento de forrageamento que minimiza os custos de forrageamento e maximiza os benefícios.
                                                                                                2. Como a escolha do parceiro aumenta o sucesso reprodutivo varia, dependendo do sistema de acasalamento da espécie.
                                                                                                  1. No acasalamento promíscuo, não existem fortes laços de casal ou relacionamentos duradouros
                                                                                                  2. No acasalamento monogâmico, um macho acasala com uma fêmea
                                                                                                  3. No acasalamento polígamo, um indivíduo de um sexo acasala com vários do outro
                                                                                                    1. Na poliginia, um macho acasala com muitas fêmeas
                                                                                                    2. Na poliandria, uma fêmea acasala com vários machos
                                                                                                    1. o comportamento agonístico é uma competição frequentemente ritualizada que determina qual competidor ganha acesso a um recurso, como comida ou companheiros

                                                                                                    VII. O conceito de aptidão inclusiva pode ser responsável pela maioria do comportamento social altruísta.

                                                                                                      1. Ocasionalmente, os animais se comportam de maneiras altruístas que reduzem sua aptidão individual, mas aumentam a aptidão do receptor do comportamento.
                                                                                                        1. Por exemplo, se um esquilo vê a abordagem de um predador, o esquilo emite um alarme, alertando indivíduos desavisados, mas aumentando o risco para si mesmo
                                                                                                        2. Este comportamento pode ser explicado pelo conceito de aptidão inclusiva
                                                                                                          1. É o efeito total que um indivíduo tem na proliferação de seus genes, produzindo seus próprios descendentes e fornecendo ajuda que permite que outros parentes próximos produzam descendentes
                                                                                                          1. A regra de Hamilton afirma que rB & ampgt C
                                                                                                          1. A cópia da escolha masculina é um comportamento no qual os indivíduos em uma população copiam a escolha do parceiro de outros
                                                                                                          2. A cultura humana está relacionada à teoria da evolução na disciplina de sociobiologia, cuja premissa principal é que certas características de comportamento existem porque são expressões de genes que foram perpetuados pela seleção natural.

                                                                                                          CH. 52

                                                                                                          I. A ecologia populacional é o estudo das populações em relação ao meio ambiente, incluindo as influências ambientais na densidade e distribuição populacional.

                                                                                                          II. Os processos biológicos dinâmicos influenciam a densidade, dispersão e demografia da população.

                                                                                                            1. A densidade populacional, o número de indivíduos por área ou volume, resulta da combinação de nascimentos, mortes, imigração e emigração.
                                                                                                            2. A dispersão é o padrão de espaçamento entre os indivíduos dentro dos limites da população
                                                                                                              1. Fatores ambientais e sociais influenciam o espaçamento dos indivíduos
                                                                                                                1. Em padrões agrupados, os indivíduos são agregados em manchas
                                                                                                                2. Em padrões uniformes, os indivíduos são espaçados uniformemente
                                                                                                                  1. Os animais costumam exibir dispersão uniforme como resultado de interações sociais antagônicas, como a territorialidade, a defesa de um espaço físico delimitado contra a invasão de outros indivíduos
                                                                                                                  1. Isso ocorre na ausência de forte atração ou repulsão entre os indivíduos de uma população
                                                                                                                  1. A imigração é o influxo de novos indivíduos de outras áreas
                                                                                                                  2. A emigração é o movimento de indivíduos para fora de uma população
                                                                                                                  1. De particular interesse para os demógrafos são as taxas de natalidade e como elas variam entre os indivíduos e as taxas de mortalidade
                                                                                                                  2. As tábuas de vida são resumos específicos da idade do padrão de sobrevivência de uma população
                                                                                                                    1. a melhor maneira de construir um é seguir o destino de uma coorte, um grupo de indivíduos da mesma idade, desde o nascimento até que todos estejam mortos
                                                                                                                    2. Uma curva de sobrevivência é um gráfico da proporção ou números em uma coorte ainda viva em cada idade
                                                                                                                      1. Curvas de sobrevivência idealizadas:
                                                                                                                        1. A curva do tipo I é plana no início, refletindo baixas taxas de mortalidade durante o início e a meia-idade, e então cai drasticamente conforme as taxas de mortalidade aumentam entre os grupos de idade mais avançada
                                                                                                                                  1. As curvas do tipo II são intermediárias, com uma taxa de mortalidade constante ao longo da vida do organismo
                                                                                                                                  2. A curva do tipo III cai drasticamente no início, refletindo taxas de mortalidade muito altas para os jovens, mas se estabiliza à medida que as taxas de mortalidade diminuem para aqueles indivíduos que sobreviveram até uma idade crítica

                                                                                                                                  III. As características que afetam o cronograma de reprodução e sobrevivência de um organismo, desde o nascimento, passando pela reprodução até a morte, constituem sua história de vida.

                                                                                                                                    1. Eles são resultados evolutivos refletidos no desenvolvimento, fisiologia e comportamento de um organismo.
                                                                                                                                    2. Organismos semíparos se reproduzem uma única vez e morrem.
                                                                                                                                      1. Quando a taxa de sobrevivência da prole é baixa, como em ambientes altamente variáveis ​​ou imprevisíveis, isso é favorecido
                                                                                                                                      1. Quando os ambientes são confiáveis ​​e onde a competição por recursos pode ser intensa, isso é favorecido.

                                                                                                                                      4. O modelo exponencial descreve o crescimento populacional em um ambiente idealizado e ilimitado.

                                                                                                                                        1. A taxa de natalidade per capita (b) é o número de descendentes produzidos por unidade de tempo por um membro médio da população
                                                                                                                                        2. A taxa de mortalidade per capita (m) é o número de indivíduos de uma população que morrem por unidade de tempo
                                                                                                                                        3. A taxa de aumento per capita (r), ou taxa de crescimento da população, é igual à taxa de natalidade menos a taxa de mortalidade.
                                                                                                                                          1. R = b - m
                                                                                                                                          2. O crescimento ocorre quando r & ampgt0 e o declínio ocorre quando r & amplt0
                                                                                                                                          3. O crescimento populacional zero ocorre quando as taxas de natalidade e mortalidade per capita são iguais (r = 0)
                                                                                                                                          1. Nessas condições, a taxa de aumento per capita pode assumir a taxa máxima para a espécie, chamada de taxa intrínseca de aumento e denotada como rmax.
                                                                                                                                          2. A equação de crescimento exponencial dN / dt = rmaxN representa o crescimento potencial de uma população em um ambiente ilimitado. dN denota mudança na população, enquanto dt denota mudança no tempo

                                                                                                                                          V. O modelo de crescimento logístico inclui o conceito de capacidade de carga.

                                                                                                                                            1. A capacidade de carga (K) é o tamanho máximo da população que um determinado ambiente pode suportar
                                                                                                                                              1. Não é fixo, mas varia no espaço e no tempo com a abundância de recursos limitantes
                                                                                                                                              1. Um modelo populacional mais realista limita o crescimento ao incorporar a capacidade de suporte
                                                                                                                                              2. De acordo com a equação logística dN / dt = rmaxN (K - N) / K, o crescimento se estabiliza conforme o tamanho da população se aproxima da capacidade de suporte.
                                                                                                                                                1. O modelo logístico se ajusta a poucas populações reais, mas é útil para estimar um possível crescimento.
                                                                                                                                                2. A seleção K é uma seleção dependente da densidade
                                                                                                                                                3. a seleção r é uma seleção independente da densidade

                                                                                                                                                VI. As populações são reguladas por uma complexa interação de influências bióticas e abióticas.

                                                                                                                                                  1. Na regulação da população dependente da densidade, as taxas de mortalidade aumentam e as taxas de natalidade diminuem com o aumento da densidade
                                                                                                                                                  2. Na regulação independente da densidade, as taxas de natalidade e mortalidade não mudam com o aumento da densidade.
                                                                                                                                                  3. Mudanças dependentes da densidade nas taxas de natalidade e mortalidade restringem o aumento populacional por meio de feedback negativo e podem estabilizar uma população perto de sua capacidade de suporte.
                                                                                                                                                    1. Os fatores limitantes incluem competição intraespecífica por comida ou espaço limitado, aumento da predação, doenças, estresse devido à aglomeração e acúmulo de toxinas.
                                                                                                                                                    2. Because changing environmental conditions periodically disrupt them, all populations exhibit some size fluctuations.
                                                                                                                                                    1. Immigration and emigration influences populations more when a group of populations is linked, forming a metapopulation.

                                                                                                                                                    VII. Human population growth has slowed after centuries of exponential increase

                                                                                                                                                      1. Since 1650, the global human population has grown exponentially, but within the last 40 years, the rate of growth has fallen by nearly 50%
                                                                                                                                                        1. Currently the global population numbers over 6 billion
                                                                                                                                                        2. It is increasing by about 73 million each year
                                                                                                                                                        3. Two possible configurations for a stable population are:
                                                                                                                                                          1. Zero population growth = high birth rate - high death rate
                                                                                                                                                          2. Zero population growth = low birth rate - low death rate
                                                                                                                                                            1. The movement toward the second state is called the demographic transition
                                                                                                                                                              1. Differences in age structure show that while some nations are growing rapidly, others are stable or declining in size.
                                                                                                                                                                1. One important demographic variable in present and future growth trends is a country's age structure, the relative number of individuals of each age
                                                                                                                                                                2. Infant mortality is the number of infant deaths per 1000 live births and life expectancy at birth, the predicted average length of life at birth, vary widely among human populations
                                                                                                                                                                1. The ecological capacity is the actual resource base of each country
                                                                                                                                                                  1. The U.S. is already above carrying capacity

                                                                                                                                                                  CH. 53 (Community Ecology)

                                                                                                                                                                  I. A community is an assemblage of populations of various species living close enough for potential interaction is called a biological community.

                                                                                                                                                                  II. A community's interactions include competition, predation, herbivory, symbiosis, and disease.

                                                                                                                                                                    1. Populations are linked by interspecific interactions that affect the survival and reproduction of the species engaged in the interaction.
                                                                                                                                                                      1. Interspecific competition occurs when species compete for a particular resource that is in short supply.
                                                                                                                                                                        1. Strong competition can lead to the local elimination of one of the two competing species, a process called competitive exclusion
                                                                                                                                                                        1. The niche concept can be used to restate the competitive exclusion principles into "two species cannot coexist in a community if their niches are identical"
                                                                                                                                                                        2. The differentiation of niches that enables similar species to coexist in a community is called resource partitioning
                                                                                                                                                                          1. The tendency for characteristics to be more divergent in sympatric (geographically overlapping) populations of two species than in allopatric (geographically separate) populations of the same two species is called character displacement
                                                                                                                                                                          1. Cryptic coloration, or camouflage, makes prey difficult to spot and is a morphological and physiological defensive adaptation.
                                                                                                                                                                          2. Animals with effective chemical defenses often exhibit bright warning coloration, or aposematic coloration.
                                                                                                                                                                          3. Mimicry is another example of defensive adaptations
                                                                                                                                                                            1. In Batesian mimicry, a palatable or harmless species mimics an unpalatable or harmful model
                                                                                                                                                                            2. In Mullerian mimicry, two or more unpalatable species resemble each other
                                                                                                                                                                            1. Parasites that live within the body of their host are called endoparasites
                                                                                                                                                                            2. Parasites that feed on the external surface of a host are called ectoparasites
                                                                                                                                                                            3. In parasitoidism, insects lay eggs on or in living hosts
                                                                                                                                                                            1. There are few cases of pure commensalisms.
                                                                                                                                                                            1. Coevolution is reciprocal evolutionary adaptations of two interacting species
                                                                                                                                                                              1. This linkage of adaptations requires that genetic change in one of the interacting populations of the two species be tied to genetic change in the other population.

                                                                                                                                                                              III. Dominant and keystone species exert strong controls on community structure.

                                                                                                                                                                                1. The species diversity, which is the variety of different kinds of organisms that make up the community, has two components
                                                                                                                                                                                  1. Species richness is the total number of different species in the community
                                                                                                                                                                                  2. Relative abundance is the proportion each species represents of the total individuals in the community
                                                                                                                                                                                    1. A community with an even species abundance is more diverse than one in which one or two species are abundant and the remainder rare.
                                                                                                                                                                                    1. Food chains link the trophic levels from producers to top carnivores.
                                                                                                                                                                                      1. A chain is comprised of several trophic levels:
                                                                                                                                                                                        1. Photosynthetic organisms (primary producers)
                                                                                                                                                                                        2. Herbivores (primary consumers)
                                                                                                                                                                                        3. Carnivores (secondary and tertiary consumers)
                                                                                                                                                                                        4. Decompositores
                                                                                                                                                                                        1. The energetic hypothesis suggests that the length of a food chain is limited by the inefficiency of energy transfer along the chain and predicts that food chains should be relatively longer in habitats of higher photosynthetic productivity
                                                                                                                                                                                        2. The dynamic stability hypothesis proposes that long food chains are less stable than short chains and predicts that food chains should be shorter in unpredictable environments
                                                                                                                                                                                          1. Dominant species and keystone species exert strong controls on community structure.
                                                                                                                                                                                            1. Dominant species are the most abundant species in a community, and their dominance is achieved by having high competitive ability.
                                                                                                                                                                                              1. They have the highest biomass, which is the total mass of all individuals in a population
                                                                                                                                                                                              2. Invasive species, species that take hold outside their native range can attain high biomass in environments lacking their natural predators and pathogens.
                                                                                                                                                                                              1. Ecosystem engineers, also called foundation species, exert influence on community structure through their effects on the physical environment.
                                                                                                                                                                                                1. By altering the structure or dynamics of the environment, foundation species act as facilitators that have positive effects on the survival and reproduction of some of the other species in the community
                                                                                                                                                                                                1. Because many freshwater lake communities seem to be structured according to this model, ecologists have a potential means of improving water quality
                                                                                                                                                                                                  1. This strategy, called biomanipulation, changes the abundance of the top consumer so that other organisms lower down the trophic food chain can clear the pollution

                                                                                                                                                                                                  4. Disturbance influences species diversity and composition.

                                                                                                                                                                                                    1. Evidence suggests that disturbance and nonequilibrium rather than stability and equilibrium are the norm for most communities
                                                                                                                                                                                                      1. The nonequilibrium model describes communities as constantly changing after being buffeted by disturbances
                                                                                                                                                                                                        1. Ecological succession is the sequence of community and ecosystem changes after a disturbance.
                                                                                                                                                                                                          1. Primary succession occurs where no soil exists when succession begins.
                                                                                                                                                                                                          2. Secondary succession begins in an area where soil remains after a disturbance.
                                                                                                                                                                                                          3. Mechanisms producing community change during succession include facilitation and inhibition.
                                                                                                                                                                                                            1. Early arrivals may facilitate the appearance of the later species by increasing the fertility of the soil
                                                                                                                                                                                                            2. Early arrivals may inhibit the appearance of the later species
                                                                                                                                                                                                            3. Early arrivals may be completely independent of the later of the later species, which tolerate conditions created

                                                                                                                                                                                                            V. Biogeographic factors affect community biodiversity.

                                                                                                                                                                                                              1. Species richness generally declines along an equatorial polar gradient and is especially great in the tropics.
                                                                                                                                                                                                                1. Climate is likely the primary cause of the latitudinal gradient in biodiversity
                                                                                                                                                                                                                  1. A community's rate of evapotranspiration is the evaporation of water from soil plus the transpiration of water from plants
                                                                                                                                                                                                                    1. Actual evapotranspiration is determined by the amount of solar radiation, temperature, and water availability
                                                                                                                                                                                                                    2. Potential evapotranspiration is a measure of energy availability but not water availability and is determined by the amount of solar radiation and temperature
                                                                                                                                                                                                                    1. Species richness on islands depends on island size and distance from the mainland.
                                                                                                                                                                                                                      1. The equilibrium model of island biogeography maintains that species richness on an ecological island levels off at some dynamic equilibrium point, where new immigrations are balanced by extinctions.

                                                                                                                                                                                                                      VI. Contrasting views of community structure are the subject of continuing debate.

                                                                                                                                                                                                                        1. The integrated hypothesis states that the species within a community are locked into particular biotic interactions.
                                                                                                                                                                                                                          1. The rivet model suggests that all the species in a community are linked together in a tight web of interactions, so that the loss of even a single species has strong repercussions for the community.
                                                                                                                                                                                                                          1. The redundancy model proposes that most of the species in a community are not tightly associated with one another and that if a species is lost from a community, other species will fill the gap.

                                                                                                                                                                                                                          CH. 54 (Ecosystems)

                                                                                                                                                                                                                          I. Ecosystem ecology emphasizes energy flow and chemical cycling.

                                                                                                                                                                                                                            1. An ecosystem consists of all the organisms in a community and all the abiotic factors with which they interact.
                                                                                                                                                                                                                            2. The laws of physics and chemistry apply to ecosystems, particularly in regard to the flow of energy.
                                                                                                                                                                                                                              1. The principle of conservation of energy states that energy cannot be created or destroyed but only transformed
                                                                                                                                                                                                                              2. The second law of thermodynamics is that energy conversions cannot be completely efficient, as some energy is always lost as heat in any conversion process
                                                                                                                                                                                                                                1. Energy flows through an ecosystem, entering as light and exiting as heat
                                                                                                                                                                                                                                2. Nutrients cycle within an ecosystem
                                                                                                                                                                                                                                1. Primary producers are the trophic level that ultimately supports all others (autotrophs)
                                                                                                                                                                                                                                  1. Primary consumers (herbivores that eat autotrophs)
                                                                                                                                                                                                                                  2. Secondary consumers (carnivores that eat herbivores)
                                                                                                                                                                                                                                  3. Tertiary consumers (carnivores that eat carnivores)
                                                                                                                                                                                                                                  1. Detrivores, or decomposers, mainly bacteria and fungi, recycle essential chemical elements by decomposing detritus, which is dead organic material, and returning elements to inorganic reservoirs.

                                                                                                                                                                                                                                  II. Physical and chemical factors limit primary production in ecosystems.

                                                                                                                                                                                                                                    1. The energy assimilated during photosynthesis is a tiny fraction of the solar radiation reaching earth, but primary production sets the spending limit for the global energy budget.
                                                                                                                                                                                                                                      1. Primary production is the amount of light energy converted to chemical energy by autotrophs during a given time period
                                                                                                                                                                                                                                        1. Gross primary production is the total energy assimilated by an ecosystem in a given time period.
                                                                                                                                                                                                                                        2. Net primary production, the energy accumulated in autotroph biomass, equals gross primary production minus the energy used by the primary producers for respiration.
                                                                                                                                                                                                                                        1. net primary production per unit area is relatively low
                                                                                                                                                                                                                                          1. In marine and freshwater ecosystems, light and nutrients limit primary production.
                                                                                                                                                                                                                                            1. A limiting nutrient is the element that must be added in order for production to increase in a particular area
                                                                                                                                                                                                                                              1. Within the photic zone, the factor that most often limits primary production is a nutrient such as nitrogen, phosphorus or iron.
                                                                                                                                                                                                                                              1. A soil nutrient is often the limiting factor in primary production.

                                                                                                                                                                                                                                              III. Energy transfer between trophic levels is usually less than 20% efficient.

                                                                                                                                                                                                                                                1. Net secondary production is the energy stored in biomass represented by growth and reproduction.
                                                                                                                                                                                                                                                  1. Production efficiency is the fraction of energy stored in food that is not used for respiration
                                                                                                                                                                                                                                                  1. The percentage of energy transferred from one trophic level to the next, called trophic efficiency, is generally 5-20%.
                                                                                                                                                                                                                                                  1. Plants have defenses against herbivores
                                                                                                                                                                                                                                                  2. Nutrients, not energy supply, usually limit herbivores
                                                                                                                                                                                                                                                  3. Abiotic factors limit herbivores
                                                                                                                                                                                                                                                  4. Intraspecific competition can limit herbivore numbers
                                                                                                                                                                                                                                                  5. Interspecific interactions keep herbivore densities in check

                                                                                                                                                                                                                                                  4. Biological and geochemical processes move nutrients between organic and inorganic parts of the ecosystem.

                                                                                                                                                                                                                                                    1. Gaseous forms of carbon, oxygen, sulfur, and nitrogen occur in the atmosphere and cycle globally.
                                                                                                                                                                                                                                                    2. Other less mobile elements, including phosphorus, potassium, and calcium, cycle on a more localized scale, at least over the short term.
                                                                                                                                                                                                                                                      1. Biogeochemical cycles:
                                                                                                                                                                                                                                                        1. Water moves in a global cycle driven by solar energy.
                                                                                                                                                                                                                                                        2. The carbon cycle primarily reflects the reciprocal processes of photosynthesis and cellular respiration.
                                                                                                                                                                                                                                                        3. Nitrogen enters ecosystems through atmospheric deposition and nitrogen fixation by prokaryotes, but most of the nitrogen cycling in natural ecosystems involves local cycles between organisms and soil or water.

                                                                                                                                                                                                                                                        V. The human population is disrupting chemical cycles throughout the biosphere

                                                                                                                                                                                                                                                          1. Agriculture constantly removes nutrients from ecosystems, so large supplements are continually required.
                                                                                                                                                                                                                                                            1. Considerable amounts of the nutrients in fertilizer pollute groundwater and surface-water aquatic ecosystems, where they can stimulate excess algal growth, a process called cultural eutrophication.
                                                                                                                                                                                                                                                            2. Critical load is the amount of added nutrient that can be absorbed by plants without damaging ecosystem integrity
                                                                                                                                                                                                                                                            1. North American and European ecosystems downwind from industrial regions have been damaged by rain and snow containing nitric acid and sulfuric acid.
                                                                                                                                                                                                                                                            1. The release of toxic wastes has polluted the environment with harmful substances that often persist for long periods of time and become concentrated along the food chain by biological magnification.
                                                                                                                                                                                                                                                            1. The ultimate effects may include significant warming and other climate change due to the greenhouse effect
                                                                                                                                                                                                                                                              1. The process by which carbon dioxide and water vapor in the atmosphere intercept and absorb much of the reflected infrared radiation from the sun, re-reflecting some of it back toward Earth, resulting in the retention of some of the solar heat, is called the greenhouse effect
                                                                                                                                                                                                                                                              1. Human activities, including release of chlorine containing pollutants, are eroding the ozone layer, with dangerous results.

                                                                                                                                                                                                                                                              CH. 55 (Conservation Biology and Restoration Ecology)

                                                                                                                                                                                                                                                              I. Conservation biology integrates ecology, physiology, molecular biology, genetics, and evolutionary biology to conserve biological diversity at all levels.

                                                                                                                                                                                                                                                              II. Restoration ecology applies ecological principles in an effort to return degraded ecosystem to conditions as similar as possible to their natural predegraded state.

                                                                                                                                                                                                                                                              III. Human activities threaten Earth's biodiversity.

                                                                                                                                                                                                                                                                1. Biodiversity consists of the varied ecosystems in the biosphere, the species richness within those ecosystems, and the genetic variation within and among populations of each species.
                                                                                                                                                                                                                                                                  1. The U.S. Endangered Species Act defines an endangered species as one that is in danger of extinction throughout all or a significant portion of its range
                                                                                                                                                                                                                                                                  2. Threatened species are those thatare considered likely to become endangered in the foreseeable future
                                                                                                                                                                                                                                                                  1. Ecosystem services encompass all the processes through which natural ecosystems and the species they contain help sustain human life on earth.
                                                                                                                                                                                                                                                                    1. Some ecosystem services:
                                                                                                                                                                                                                                                                      1. Purification of air and water
                                                                                                                                                                                                                                                                      2. Reduction of the severity of droughts and floods
                                                                                                                                                                                                                                                                      3. Generation and preservation of fertile soils
                                                                                                                                                                                                                                                                      4. Detoxification and decompositions of wastes
                                                                                                                                                                                                                                                                      1. Habitat destruction is the single greatest threat to biodiversity throughout the biosphere
                                                                                                                                                                                                                                                                      2. Introduced species, also called invasive, nonnative, or exotic species
                                                                                                                                                                                                                                                                      3. Overexploitation refers generally to the human harvesting of wild plants or animals at rates exceeding the ability of populations
                                                                                                                                                                                                                                                                      4. Disruption of interaction networks

                                                                                                                                                                                                                                                                      4. Population conservation focuses on population size, genetic diversity, and critical habitat.

                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Conservation biologists who adopt the small population approach study the processes that can cause very small populations finally to become extinct
                                                                                                                                                                                                                                                                        2. When a population drops below a minimum viable population (MVP) size, its loss of genetic variation due to nonrandom mating and genetic drift can trap it in an extinction vortex.
                                                                                                                                                                                                                                                                          1. The minimum viable population of a population is factored into what is called a population viability analysis, the objective of which is to reasonably predict a population's chances for survival
                                                                                                                                                                                                                                                                          2. A meaningful estimate of MVP requires the researcher to determine the effective population size, which is based on the breeding potential of the population.
                                                                                                                                                                                                                                                                          1. Steps for analyzing declining populations and determining interventions are useful even in complex cases:
                                                                                                                                                                                                                                                                            1. Asses population trends and distribution to confirm that the species is presently in decline or that it was formerly more widely distributed or more abundant
                                                                                                                                                                                                                                                                            2. Study the natural history of this and related species, including reviewing the research literature, to determine the species' environmental requirements
                                                                                                                                                                                                                                                                            3. Develop hypotheses for all possible causes of the decline, including human activities and natural events, and list the predictions of each hypothesis
                                                                                                                                                                                                                                                                            4. Because many factors may be correlated with the decline, test the most likely hypothesis first.
                                                                                                                                                                                                                                                                            5. Apply the results of the diagnosis to management of the threatened species and monitor recovery

                                                                                                                                                                                                                                                                            V. Landscape and regional conservation aim to sustain entire biotas.

                                                                                                                                                                                                                                                                              1. One goal of landscape ecology is to understand past, present, and future patterns of landscape use and to make biodiversity conservation part of land-use planning
                                                                                                                                                                                                                                                                              2. The structure of a landscape can strongly influence biodiversity.
                                                                                                                                                                                                                                                                                1. As habitat fragmentation increases and edges become more extensive, biodiversity tends to increase.
                                                                                                                                                                                                                                                                                2. Movement corridors can promote dispersal and help sustain populations.
                                                                                                                                                                                                                                                                                  1. a movement corridor is a narrow strip or series of small clumps of quality habitat connecting otherwise isolated patches
                                                                                                                                                                                                                                                                                  1. Sustaining biodiversity in parks and reserves requires management to ensure that human activities in the surrounding landscape do not harm the protected habitats.
                                                                                                                                                                                                                                                                                  2. The zoned reserve model recognizes that conservation efforts often involve working in landscapes that are largely human dominated.
                                                                                                                                                                                                                                                                                    1. A zoned reserve is an extensive region of land that includes one or more areas undisturbed by humans surrounded by lands that have been changed by human activity and are used for economic gain

                                                                                                                                                                                                                                                                                    VI. Restoration ecology attempts to restore degraded ecosystems to a more natural state.

                                                                                                                                                                                                                                                                                      1. In bioremediation, restoration ecologists are harnessing living organisms to detoxify polluted ecosystems.
                                                                                                                                                                                                                                                                                      2. In biological augmentation, ecologists also use organisms to add essential materials to ecosystems.
                                                                                                                                                                                                                                                                                      3. The newness and complexity of restoration ecology require scientists to consider alternative solutions and adjust approaches based on experience.

                                                                                                                                                                                                                                                                                      VII. Sustainable development seeks to improve the human condition while conserving biodiversity.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. The goal of the Sustainable Biosphere Initiative is to acquire the ecological information needed for the development, management, and conservation of Earth's resources.
                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Costa Rica's success in conserving tropical biodiversity has involved partnerships between government, other organizations, and private citizens.
                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. Our innate sense of connection to nature may eventually motivate a realignment of our environmental priorities.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept checks

                                                                                                                                                                                                                                                                                        CH. 50

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 50.1

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Ecology is the scientific study of the interactions between organisms and the environment, whereas environmentalism is advocating for the protection or preservation of the natural environment. Ecology provides the understanding necessary to address environmental problems.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. An event that occurs on the ecological time scale can affect events that occur on an evolutionary time scale by altering the gene pool of organisms.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. In population ecology, an ecologist might study the distribution and abundance of red kangaroos in Australia. In community ecology, an ecologist might study changes in which plant species are most abundant in a forest following a wildfire.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 50.2

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Human actions that could expand a species' distribution by changing its dispersal would be the transplanting of species. Human actions that could expand a species' distribution by changing its biotic interactions would be the removal or predators or the addition of prey.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. The sun's unequal heating of Earth's surface influence global climate patterns by distributing heat unevenly across the earth, resulting in varying temperatures and amount of light. In addition to that, it could initiate a global pattern of air circulation and precipitation.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 50.3

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Stoneflies are more likely to live in oligotrophic lakes, due to the high concentrations of oxygen.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Phytoplankton, and not benthic algae or rooted aquatic plants, are the dominant photosynthetic organisms of the oceanic pelagic biome because the benthic zone is too deep for light to effectively reach, resulting in a lower or absent rate of photosynthesis in the benthic zone.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Deserts typically have a higher annual average temperature than dry tundra.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. The natural biome in which I live is a desert. The temperature varies, ranging from very hot at noon to very cold at night. There are a variety of animals and plants, but most of the plants are dry and there is not an abundance of them. However, these do not reflect my actual surroundings, as I live in house, which maintains an environment separate from the outside environment.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        CH. 51

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.1

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. How does the squirrel make that brief, loud call? (proximate) How does development influence this call? (proximate) Why does the squirrel make the sound? (ultimate) Why does this increase the squirrels' survival and fitness? (ultimate)

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. This behavior is an example of fixed action pattern. A proximate explanation is that the rolling of the egg acts as a sign stimulus that causes the mother to nudge the egg back into the nest. An ultimate explanation is that it will increase the specie's fitness, if more offspring survive.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.2

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Both nature and nurture have great influence on thee development of behaviors, and neither exerts dominance over the other as they work in unison.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. An example of how researchers study whether a particular behavior has a strong genetic component is the lacewing species experiment. Scientists took two morphologically identical species of lacewings that sing different courtship songs and cross-bred them. The hybrid offspring sung a song similar to both parents, suggesting that the songs are under genetic control.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.3

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Cognitive maps can increase an animal's capacity to learn spatial relationships by allowing animals to develop an internal representation of the spatial relationships between objects in the animal's surrounding.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Three ways in which an animal's environment can influence the development of its behavior are its diet, society, and learning.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. Associative learning might explain why unrelated distasteful or stinging insects because due to learning, predators would avoid insects with the colors associated with bad taste or a sting. Natural selection would favor those insects with those colors, while other insects would be eaten, even though they themselves have a bad taste or sting, because predators did not form the association.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.4

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Geographic variation in garter snake foraging behavior might demonstrate that the behavior evolved by natural selection because depending on food availability, natural selection would select for individuals that utilized the available food. In coastal regions, where banana slugs were available, natural selection would select for snakes that would eat the slugs.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Hedrick and Riechert examined behavioral variation between populations of both laboratory-raised spiders and wild ones to show that their differences in aggressiveness are due to genetic differences between the populations, and not the environment alone.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. The conclusions that Berhold and his colleagues drew from their studies of blackcap migratory patterns are that migratory orientation in blackcaps has a genetic basis, since laboratory-raised offspring of both British and German blackcaps showed different migratory orientations.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.5

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Male parental care is more likely to evolve among species with external fertilization than among species with internal fertilization because certainty of paternity is higher with external fertilization.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Optimal foraging theory explains why mule deer spend more time foragi

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Request Removal

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