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Intervalos de tolerância das espécies

Fatores abióticos (não vivos) que influenciam onde uma espécie pode viver.
Encontramos vida em quase todos os lugares na Terra, mas ela não é distribuída uniformemente no planeta. Espécies diferentes são encontradas em diferentes áreas; algumas espécies se sobrepõem e outras não. Cada espécie tem um conjunto de condições ambientais dentro das quais consegue sobreviver e se reproduzir. Não nos surpreende que são estas as condições para as que estão melhor adaptadas. Muitos diferentes fatores físicos, abióticos (não vivos) influenciam a vida das espécies, incluindo temperatura, umidade, química do solo, pH, salinidade e níveis de oxigênio.
Da mesma forma que as espécies possuem distribuições geográficas, elas também possuem limites de tolerância para condições ambientais abióticas. Em outras palavras, elas podem tolerar (ou sobreviver em) um certo intervalo de um determinado fator, mas não podem sobreviver se houver muito ou pouco de um fator. Vejamos a temperatura, por exemplo. Ursos polares sobrevivem muito bem em temperaturas baixas, mas morreriam de superaquecimento nos trópicos.
Por outro lado, uma girafa vive muito bem no calor da savana africana, mas congelaria rapidamente até a morte nos árticos. Este exemplo destaca um importante aspecto dos limites de tolerância – tipos diferentes de organismos possuem diferentes limites de tolerância ao mesmo fator. E, na verdade, o limite de tolerância de um único indivíduo pode mudar ao longo do tempo; indivíduos de uma certa espécie de salmão, por exemplo, começam a vida em uma corrente de água doce, migram para o mar aberto e, depois, voltam para a corrente de água doce para se reproduzir. O salmão tolera grandes mudanças de salinidade (concentração de sal) nas diversas águas que passa durante sua jornada, além de experimentar muitas mudanças na temperatura da água.
Outro aspecto importante é que todos os organismos possuem limites de tolerância – micróbios, fungos, plantas e animais, incluindo seres humanos. Enquanto a tecnologia tem permitido que os humanos vivam e trabalhem em ambientes extremos, os seres humanos ainda congelam até a morte, morrem de insolação, se afogam, sufocam e morrem com a exposição a ácidos ou por falta de água doce para beber. Nossa tecnologia de proteção e nossa tolerância para um pouco mais ou um pouco menos destes fatores só vai até um limite – além do limite de de tolerância não podemos e não sobrevivemos.
Biólogos estão frequentemente interessados em estudar e entender os limites de tolerância de diferentes espécies para diferentes fatores ambientais. Se você desenhar um gráfico de quantos indivíduos em uma população vivem abaixo de cada parte dos intervalos de qualquer fator, você quase sempre terá uma curva em formato de sino. Dê uma olhada nas duas curvas de limites de tolerância mostradas abaixo. O eixo horizontal poderia ser qualquer fator abiótico (condições ambientais), mas por ora, vamos dizer que é para o nível de oxigênio em lagos de água doce. Se você está estudando uma espécie de peixe em particular, digamos blackstripe topminnow (Fundulus notatus), você poderia sair e medir o nível de oxigênio de cada lago em que você encontra essa espécie de fundulídeo e também contar quantos desses peixes estão em cada lago. Quando você fizer um gráfico com seus dados, ele deveria se parecer com o Gráfico 1. O gráfico está dizendo que a maioria dos peixes vive na parte média do nível de oxigênio, onde a curva é mais alta. Quando você passa da parte do meio para os níveis mais baixos de oxigênio (para a esquerda) ou para os níveis mais altos (para a direita), a curva não é tão alta – há menos indivíduos que vivem em lagos que tem as concentrações mais altas ou mais baixas de oxigênio. E se o nível de oxigênio for extremamente baixo ou alto, está além do limite de tolerância da espécie e nenhum fundulídeo vive nesses lagos.
Agora dê uma olhada no gráfico 2, que representa a curva do limite de tolerância de oxigênio para uma espécie diferente de peixe, neste caso o ciprinídeo de cauda negra (Cyprinella venusta).
O que o Gráfico 2 nos mostra sobre ciprinídeos em comparação aos fundulídeos? Ciprinídeos têm uma faixa de tolerância para oxigênio muito mais estreita do que os fundulídeos. O ciprinídeo só pode sobreviver e prosperar em um curto intervalo de níveis de oxigênio, então seria de se esperar que a sua distribuição geográfica fosse mais restrita; ele não seria tão amplamente distribuído quanto o fundulídeo, já que não se daria bem com lagos estagnados com baixos níveis de oxigênio, por exemplo. Se você observar de perto, ainda poderá notar que o pico da curva para o ciprinídeo está um pouco à direita do pico para o fundulídeo. Isto nos diz que, comparados aos fundulídeos, os ciprinídeos se dão melhor em águas ligeiramente mais oxigenadas.
Tanto o Gráfico 1 quanto o Gráfico 2 são curvas em formato de sino. Esta é a curva normal ou típica que é obtida quando se grafam limites de tolerância. Interessantemente, curvas com este formato são referidas como uma distribuição normal. De certa forma, pode-se dizer que ela é a "curva de Goldilocks" – ela mostra onde as condições são exatamente corretas para uma espécie: nem muito quente, nem muito frio; nem muito salgado, nem insuficientemente salgado; nem muito úmido, nem muito seco. Estas preferências e necessidades para certos tipos de condições influenciam fortemente a distribuição das espécies no planeta, e pode se tornar bastante complexo quando consideramos que múltiplos fatores abióticos estão influenciando simultaneamente qualquer indivíduo e espécie.