A Ecologia Como Ciência

A ecologia é geralmente considerada um ramo da biologia, a ciência geral que estuda organismos vivos. A ecologia é uma ciência multidisciplinar.

O ambiente de um organismo inclui ambas as propriedades físicas, que podem ser descritas como a soma de fatores abióticos locais, como insolação (luz do sol), clima e geologia, bem como os outros organismos que compartilham seu habitat.

Os organismos podem ser estudados em muitos níveis diferentes, desde proteínas e ácidos nucléicos (em bioquímica e biologia molecular), a células (em biologia celular), a indivíduos (em botânica, zoologia e outras disciplinas similares) e, finalmente, a nível de populações, comunidades e ecossistemas, para a biosfera como um todo; esses últimos estratos são os principais temas das investigações ecológicas.

Dinâmica da Ecologia

Por causa de seu foco nos níveis mais altos da organização da vida na Terra e nas inter-relações entre os organismos e seu ambiente, a ecologia se baseia em muitos outros ramos da ciência, especialmente geologia e geografia, meteorologia, pedologia, química e física.

Assim, a ecologia é considerada por alguns como uma ciência holística, que ultrapassa as disciplinas mais antigas, como a biologia, que nesta visão se tornam sub-disciplinas que contribuem para o conhecimento ecológico.

Ecologia como Ciência

Ecologia é o estudo das relações dos organismos com outros organismos e com seu ambiente físico. A ecologia também inclui o estudo da estrutura e funções dos sistemas naturais. A palavra ecologia foi usada pela primeira vez por um biólogo alemão que baseou-se nas palavras gregas oikos, que significa “família”, e logos,significando “estudo”. Embora a ecologia moderna tenha menos de cem anos de existência como ciência, ela rapidamente se diversificou em várias subdisciplinas, cada uma com diferentes conceitos e métodos de pesquisa.

Algumas subdisciplinas podem ser descritas pelo organismo (ecologia vegetal, ecologia animal) ou pelo habitat (ecologia terrestre, ecologia marinha). Outras formas de ecologia refletem o uso aplicado da ciência, como na ecologia de restauração ou agroecologia. Nesta entrada, a ecologia será descrita em termos da escala e orientação dos cientistas que trabalham em questões ecológicas. Comum a todas as perspectivas ecológicas é o papel da evolução e da mudança histórica, os impactos das atividades humanas nos organismos e ambientes e o uso de modelos para representar interações complexas.

Ecologia Comunitária

Alguns dos primeiros trabalhos foram feitos por ecologistas comunitários que estudam padrões e processos em grupos de espécies, fazendo perguntas sobre a diversidade e complexidade das espécies. Uma comunidade pode ser definida de várias maneiras: como os residentes de um lugar localizado, a presença histórica de espécies em uma área, uma coleção de populações coexistentes, ou como as interações coletivas de membros de espécies que se deslocam por um lugar.

Ecologia Comunitária concentra-se em relações de espécies e abundância em lugares específicos, como uma lavagem do deserto, uma turfeira ou uma praia arenosa. Uma pesquisa típica examina padrões de mudança ao longo do tempo, como a sucessão de plantas após um incêndio. Os cientistas também estudam a distribuição de espécies de acordo com as condições do solo e do clima e as estratégias usadas para lidar com essas condições. Os métodos analíticos incluem análise de gradiente , mapeamento de diversidade e modelagem computacional.

Ecologia da População

Os ecologistas da população examinam como e por que o tamanho das populações muda com o tempo e o lugar. Eles consideram fatores ambientais, como temperatura e precipitação, bem como interações biológicas, como a predação. Taxa de crescimento, densidade, taxa de reprodução e mortalidade são fundamentais para entender o fluxo populacional.

Modelos de população mostram coisas como mudanças nas classes de idade ao longo do tempo ou variabilidade nos ciclos predador-presa. Fatores de regulação populacional são importantes no manejo de safras de caça e pragas agrícolas, bem como na proteção de espécies ameaçadas . Os ecologistas da população contam com dados de campo, estudos experimentais e modelagem computacional para mapear a dinâmica populacional.

Ecologia Comportamental

Os ecologistas comportamentais concentram-se em comportamentos adaptativos em animais que tiveram sucesso na sobrevivência e reprodução. Diferentemente da ecologia da comunidade e da população, que aborda amplos grupos de organismos, a ecologia comportamental examina o indivíduo e como seus comportamentos evoluíram para servir à aptidão do indivíduo. As estratégias da história de vida refletem as compensações que os animais fazem entre sobrevivência e reprodução.

Com base em observações de campo, bem como testes experimentais, os ecologistas comportamentais usam modelos de custo-benefício e teoria dos jogos para propor explicações para os comportamentos dos animais. Como um animal busca alimento, escolhe um parceiro ou cria seus filhotes, revela algo sobre os contextos ecológicos nos quais a espécie evoluiu.

Ecologia Fisiológica

Ecologistas fisiológicos examinam as restrições bioquímicas que definem se um organismo sobrevive ou não. A variação nos fatores ambientais, como temperatura do habitat, disponibilidade de nutrientes e nível de luz, pode ser ótima ou estressante, dependendo da tolerância do indivíduo. Abaixo do congelamento, as células vegetais sensíveis podem estourar; famintos por oxigênio, peixes em um lago poluído podem morrer. A termorregulação e outros mecanismos de homeostase ajudam a estabilizar os organismos em resposta às mudanças nas condições abióticas.

Para descrever as dimensões do nicho ecológico de uma espécie, os ecologistas fisiológicos medem a química metabólica, o uso de energia e as taxas de crescimento. Instrumentos de radiotelemetria são usados ​​para coletar dados sobre freqüência cardíaca, temperatura corporal e condições ambientais de animais como baleias de mergulho profundo ou lobos de longo alcance. No campo relacionado da ecotoxicologia, os cientistas rastreiam os impactos de produtos químicos produzidos pelo homem, como o DDT e a dioxina.

Ecologia do Ecossistema

A ecologia do ecossistema, juntamente com a ecologia da paisagem, é uma das subdisciplinas mais recentes a surgir na ciência da ecologia. O objetivo da ecologia do ecossistema é entender o movimento da energia e da matéria à medida que eles circulam pelos organismos e pelo ambiente. Estudos de ciclagem de nutrientes em um ecossistema fazem perguntas sobre padrões de fluxo, variação sazonal e produtividade biológica.

À medida que as atividades humanas aceleram a degradação das funções do ecossistema, a atenção crescente tem se concentrado na resiliência e sustentabilidade do ecossistema. Muitas questões de nível de ecossistema são originadas no campo, com informações integradas em modelos sofisticados usando análises estatísticas e diagramas de fluxo. Tanto a restauração de ecossistemas danificados quanto a limpeza de contaminantes tóxicos se baseiam na base de conhecimento da ecologia do ecossistema.

Ecologia da Paisagem

A ecologia da paisagem examina padrões de escala ambiental ainda mais amplos. Estudos em nível de paisagem se concentram em mosaicos de fragmentos de habitat para entender as causas e conseqüências da mudança histórica de longo prazo. Incêndios claros ou incêndios florestais, por exemplo, estabelecem dinâmicas ecológicas que podem mudar a forma da paisagem de várias maneiras.

Da mesma forma, mudanças no clima ou na superfície da Terra através da construção de montanhas ou erosão afetam a composição de espécies e a distribuição de habitat. Fotografias aéreas são usadas para coletar informações em larga escala, que são então armazenadas em sistemas informatizados de informação geográfica. Ecologistas paisagistas envolvem questões de gerenciamento de terras de viabilidade de patch e conectividade de habitat, usando mapas e modelos complexos para comparar os impactos de diferentes políticas de uso da terra.

A Ecologia do Futuro

As teorias ecológicas mudaram significativamente ao longo do último século, à medida que os ecologistas fazem perguntas diferentes e usam ferramentas diferentes para coletar e processar informações. Da tradicional observação de história natural à moderna modelagem computacional moderna, a ecologia fez enormes avanços. Idéias da natureza também mudaram e influenciaram o desenvolvimento e a aplicação de teorias ecológicas.

Visões anteriores de comunidades clímax como resultado inevitável da competição foram substituídas por visões mais dinâmicas da natureza. O papel dos agentes humanos na mudança do ecossistema tornou-se mais amplamente incluído na análise ecológica.

Embora muito da pesquisa inicial tenha sido orientada para metas de manejo e produção, os ecologistas modernos são motivados pelo desejo de proteger e restaurar a diversidade biológica.e saúde do ecossistema. Como a população e o consumo humano continuam a impactar o meio ambiente, a ciência da ecologia terá um papel crítico a desempenhar na liderança em direção a um futuro sustentável.