Mudança de nicho ontogenética - Ontogenetic niche shift
Mudança de nicho ontogenética (abreviado ONS ) é um fenômeno ecológico onde um organismo (geralmente um animal) muda sua dieta ou habitat durante a ontogenia (seu desenvolvimento). Durante a mudança de nicho ontogenético, o nicho ecológico de um indivíduo muda sua amplitude e posição. Os representantes mais conhecidos de taxa que exibem algum tipo de mudança de nicho ontogenético são peixes (por exemplo, a migração dos chamados peixes diádromos entre água salgada e água doce para fins de reprodução), insetos (por exemplo, metamorfoseentre diferentes fases da vida; como larva , pupa e imago ) e anfíbios (por exemplo, metamorfose de girino em sapo adulto). Acredita-se que a mudança de nicho seja determinada geneticamente , embora também seja irreversível. Um aspecto importante do ONS é o fato de que indivíduos de diferentes estágios da população (por exemplo, de várias idades ou tamanhos) utilizam diferentes tipos de recursos e habitats. O termo foi introduzido em um artigo de 1984 pelos biólogos Earl E. Werner e James F. Gilliam .
Características
Acredita-se que a mudança de nicho seja determinada geneticamente , embora também seja irreversível. Em sistemas naturais complexos, o ONS acontece várias vezes ao longo da vida de um indivíduo (em alguns exemplos, a mudança de nicho ontogenética pode ocorrer continuamente). A mudança de nicho ontogenética varia entre as espécies; em alguns é dificilmente visível e gradual (por exemplo, mudança na dieta ou no tamanho em mamíferos e répteis ), enquanto em outros é óbvio e abrupto (metamorfose de insetos, que muitas vezes resulta em mudança de habitat, dieta e outras condições ecológicas) . Um dos estudos sugere que as diferenças no ONS entre as espécies podem ser (pelo menos em algum grau) explicadas pela diversidade de características e papéis funcionais de uma espécie. Como consequência, acredita-se que as diferenças na mudança de nicho ontogenética sigam alguns padrões gerais.
Importância
Para comunidades
Pensa-se que quase todo organismo mostra algum tipo de mudança de nicho ontogenético. O ONS, que é responsável por causar variação fenotípica perceptível entre indivíduos da mesma espécie, desempenha um papel importante na estruturação de comunidades e influenciando sua dinâmica interna. Em alguns casos, os indivíduos submetidos ao ONS, no qual mudam seu habitat, tornam-se um elo (móvel) entre duas comunidades diferentes (por exemplo, por meio do fluxo de energia , matéria e nutrientes ). A estrutura de estágios de uma população pode resultar em vários estágios interagindo com diferentes representantes de uma comunidade ou mesmo com indivíduos de outras comunidades, tendo assim papel ecológico distinto de outros estágios da história de vida da mesma população. Modelos teóricos, onde as comunidades são estruturadas em estágios, propõem que a mudança de nicho ontogenética dos organismos estudados está influenciando toda a comunidade (especialmente sua resiliência e respostas a distúrbios).
Para população
A conseqüência mais aparente da mudança de nicho ontogenético é a redução da competição entre os diferentes estágios da mesma população. Por causa do ONS, indivíduos de diferentes idades ou tamanhos não competem por alimentos, materiais e outros recursos de habitat. Diferentes estágios da mesma população também têm diferentes efeitos tróficos na cadeia alimentar de uma comunidade. A divisão de uma população em fases distintas da história de vida é útil e evidente, quando há falta de recursos para uma fase (por exemplo, quando os jovens não obtêm recursos suficientes para si). Nesse caso, a falta de estágio terá maior taxa de mortalidade .
O ONS é de grande importância para a sobrevivência da população. Os pesquisadores notaram que muitas espécies exibem nichos ontogenéticos mudando em momentos diferentes e em muitos exemplos o ONS ocorreu como uma resposta a vários fatores ambientais abióticos e bióticos . No entanto, a mudança de nicho ontogenético pode ser uma resposta adaptativa às mudanças nas condições do habitat do indivíduo. Os autores da teoria da história de vida previram que os organismos podem afetar o tempo de mudança de seu nicho ontogenético. Enquanto os indivíduos que vivem em condições favoráveis geralmente atrasam seu ONS para sucessivos nichos ecológicos, os organismos que vivem em nichos com condições precárias normalmente avançam para nichos posteriores.
Compreender a mudança de nicho ontogenética em diferentes espécies e seu impacto em toda a comunidade é importante quando se estuda a biodiversidade e o funcionamento do ecossistema . Acredita-se que seja útil ao lidar com populações ameaçadas por distúrbios antrópicos e mudanças ambientais .
Táxons representativos
Embora a ocorrência de mudança de nicho ontogenética seja considerada amplamente distribuída, os táxons representativos mais conhecidos com ONS extensivamente estudados são insetos e alguns grupos de vertebrados , especialmente peixes e anfíbios, onde os indivíduos freqüentemente mudam seu habitat , bem como muitos outros aspectos de seu nicho durante o desenvolvimento. Mudanças de nicho ontogenéticas menos pronunciadas podem ser vistas em muitos outros taxa, onde o habitat permanece o mesmo. Normalmente o ONS nessas espécies é evidente, quando se olha para os recursos sendo usados por organismos da mesma espécie, mas com várias idades ou classes de tamanho (por exemplo, mudança em sua dieta).
Invertebrados
A mudança ontogenética de nicho, que está ligada a mudanças extremas de habitat, pode ser observada entre os insetos . Os indivíduos do táxon Insecta são conhecidos por exibir um dos vários tipos de metamorfose , sendo o mais estudado o hemimetabolismo (onde o inseto passa por três estágios de vida; ovo , ninfa e imago ) e holometabolismo (caracterizado com quatro estágios de vida de um inseto; ovo, larva , pupa e imago). A metamorfose do inseto é uma das muitas mudanças de nicho ontogenéticas conhecidas. Os nichos nutricionais e suas mudanças durante a ontogenia podem ser medidos com precisão usando a assinatura isotópica estável dos animais. Esse método tem sido usado no estudo de ONS em gastrópodes , como lesmas do campo .
Vertebrados
ONS semelhante ao que ocorre entre os insetos ocorre em táxons de anfíbios, os mais conhecidos são os sapos , que começam como um ovo e depois eclodem no estágio larval chamado girino . Os girinos apresentam muitas diferenças que os distinguem do estágio adulto de uma rã; a maioria dos girinos das espécies são aquáticos , geralmente possuem guelras externas e se alimentam principalmente de material vegetal (embora haja algumas exceções que consomem carne de animal morto ou dieta mista). Outro exemplo bem estudado de ONS ocorre em peixes, que apresentam comportamento diádromo . As espécies de peixes diádromos mudam drasticamente de habitat, ao partirem do mar (água salgada) para os rios (água doce) e vice-versa. Muitas espécies de peixes de água doce apresentam ONS em sua dieta, quando passam de predar no plâncton para a bentivoria .
O ONS pode não ser tão visível em répteis , embora esses vertebrados o utilizem. O deslocamento de nicho ontogenético foi estudado em crocodilos americanos ( Alligator mississippiensis ), o que é ideal para estudar aspectos ecológicos do ONS por causa de muitos estágios de tamanho distintos em uma população. Os crocodilos estavam trocando seu nicho de habitat entre zonas úmidas sazonais e hidrologicamente isoladas e sistemas ribeirinhos. O estudo mostrou que os sistemas ribeirinhos eram povoados principalmente por adultos e subadultos de ambos os sexos , que usavam a área como habitat sem nidificação. Por outro lado, os juvenis e as fêmeas adultas foram encontrados em zonas húmidas sazonais, que serviram como berçário e locais de nidificação, respectivamente.
Um bom exemplo de ONS em pássaros são as grandes aves marinhas , como os albatrozes , que passam parte de seu tempo como aves totalmente oceânicas e, quando são sexualmente maduras, começam a visitar os criadouros . Os juvenis imaturos geralmente ficam em águas subtropicais, onde ocupam níveis tróficos elevados . Os pesquisadores notaram que os pássaros jovens dirigem-se progressivamente para posições tróficas inferiores quando se aproximam da maturidade sexual. Depois de algum tempo, eles assumem um nicho isotópico de um pássaro adulto.
A mudança de nicho ontogenética é um conceito amplamente estudado em paleontologia e paleozoologia . Sabe-se que grandes dinossauros não-aviários exibiram uma das mais intensas mudanças de nicho ontogenético, pois nasceram de um ovo e tiveram que passar por grandes mudanças de tamanho durante sua ontogenia. Um dos problemas, relacionado com a compreensão da fauna de dinossauros do Mesozóico, era a falta dos chamados mesocarnívoros . Prevê-se que a mudança de nicho ontogenético é uma solução, porque os dinossauros carnívoros começaram como pequenos filhotes e progrediram para o tamanho adulto, ocupando diferentes nichos sucessivos e limitando a diversidade de espécies tróficas. Indivíduos jovens de megatheropods são pensadas para ocupar mesocarnivore nicho.
Plantas
A mudança de nicho ontogenética é estudada principalmente em animais, mas existem alguns estudos que lidam com ONS em plantas . Um dos ONSs estudados em plantas está mudando o nicho de regeneração. Os autores do artigo notaram que, durante a regeneração da ontogenia, o nicho de regeneração do Acer opalus encolheu. Pensa-se que essa mudança de nicho ontogenético foi principalmente uma consequência da herbivoria , da profundidade da camada de serapilheira e da presença de outras plantas (especialmente árvores e arbustos adultos).