Todos os organismos consomem energia e recursos para viver, crescer e reproduzir-se. Estas transformações de energia alimentam a produção biológica e apoiam os processos do ecossistema que são fundamentais para a nossa vida, como a produção de alimentos e de oxigénio. O grupo de Ecologia Funcional tem como objetivo compreender de que forma o ambiente (contexto ecológico) regula a taxa de utilização de energia pelos organismos e identificar regras gerais para a forma como os processos dos organismos são escalonados para determinar o funcionamento dos ecossistemas.
O grupo trabalha com o fitoplâncton como sistema modelo porque estas algas minúsculas são intervenientes fundamentais na produtividade marinha e na absorção de carbono. Ao combinar manipulações experimentais de comunidades multi-espécies com fenotipagem metabólica e métodos da biologia evolutiva, o grupo aborda três questões principais:
1. Como é que podemos explicar a recorrência de padrões de escala em escalas biológicas?
Em muitas espécies, o metabolismo dos organismos é escalonado de forma previsível com o tamanho. Padrões de escala semelhantes também ocorrem em comunidades inteiras, mas a sua origem permanece obscura. Estudamos a plasticidade metabólica em organismos individuais e a sua regulação da densidade para explicar os padrões de escala metabólica e de crescimento em comunidades inteiras.
2. Podemos prever como é que as características metabólicas evoluem nas comunidades?
As interacções entre espécies afectam a forma como os organismos absorvem e gastam os recursos, mas os resultados evolutivos das alterações metabólicas em comunidades multi-espécies permanecem pouco claros. Estudamos se a coevolução com múltiplas espécies afecta previsivelmente o uso de energia dos organismos e as suas consequências para a coexistência de espécies (partição de nichos) e a produtividade da comunidade.
3. Quais são os mecanismos que estão na base das alterações metabólicas?
O fitoplâncton interage estreitamente com outras células do fitoplâncton e com as bactérias a que está associado. O contacto célula-a-célula e as associações fitoplâncton-bactéria são alguns dos mecanismos que podem afetar a capacidade competitiva e as taxas de utilização de energia de outras células fitoplanctónicas. Estudamos as consequências ecológicas e evolutivas destes mecanismos no metabolismo do fitoplâncton e a forma como são influenciados pela diversidade de espécies e pela variabilidade ambiental.
Através destas questões que abordam a mudança a três níveis de organização biológica – comunidades, populações e indivíduos – o grupo estuda a relação entre o funcionamento dos ecossistemas, as características das espécies e os mecanismos que afectam os fluxos de energia a estas diferentes escalas.