UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRODepartamento de Ciências BiológicasDISCIPLINA: Ecologia & EvoluçãoProf. Afonso Pelli

Apostila abordando os aspectos considerados de maior relevância da disciplina Ecologia e Evolução. Para maior clareza consulte os livros texto citados no programa da disciplina.

O conteúdo não está na íntegra. Essa apostila não dispensa o conteúdo apresentado nas aulas.

Textos destacados com sublinhado indicam apenas complemento.

SUJEITA A REVISÕES

SETEMBRO DE 2006

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NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO

Animais e plantas – Diferenças: fontes de energia; superfície para troca (planta é a folha, homem pulmão 100 m2 e intestino). Crescimento alométrico X modular e clonagem nas plantas.

Conceito de habitat ou hábitat x diversidade

Escala de tempo e espaço – para nós dia e noite ao longo de um ano. Em um inverno podemos ter um dia quente. Freqüência e severidade são relativos. Folha pulgão e comedor de folhas. Árvores e insetos x incêndios.

Ecologia é uma ciência, uma área de conhecimento.

1. Conhecimento. 2. Saber que se adquire pela

leitura e meditação; instrução, erudição, sabedoria.

3. Conjunto de conhecimentos socialmente adquiridos ou produzidos, historicamente acumulados, dotados de universalidade e objetividade que permitem sua transmissão, e estruturados com métodos, teorias e linguagens próprias, que visam compreender e orientar a natureza e as atividades humanas.

4. Campo circunscrito, dentro da ciência, concernente a determinada parte ou aspecto da natureza ou das atividades humanas, como, p. ex., a química, a sociologia, etc.

5. A soma dos conhecimentos humanos considerados em conjunto.

Ecologia é teoria independente do

objeto de estudo.1 – observação e descrição de ambientes, sistemas e fenômenos; distribuição e abundância; relação organismos e fatores e padrões.2 – Desenvolvimento de hipóteses e explicação3 – Testes dessas hipóteses4 – Aplicação do conhecimento geral para resolver problemas específicos

Ecologia HumanaSomos mais de 6 bilhões. Nosso

padrão de vida resultou em consumo de

recursos e energia acima do esperado pelos padrões biológicos, o que resulta em produção de rejeitos que levam a:

1 – impacto ambiental - interrupção de processos ecológicos, e extinção de espécies

2 – deterioração do ambiente humanoEx.1: Explosão populacional mais tecnologia de pescaLago Vitória no leste da África, perca do Nilo onde peixes endêmicos da família Cichlidae eram dominantes. A carne da perca oleosa e defumação e não secagem ao sol. As percas são maiores e a rede dos pescadores de subsistência não era adequada, após convivência tradicional por milhares de anosEx. 2: Lontra do mar da Califórnia – desde Japão até califórnia.

Entre 1700 e 1800 quase extinção – em 1980 mais de 1.500 e pescadores irritados, pois comem peixe abalone, ouriços do mar e lagostas; mas comendo ouriços, bancos de algas crescem e estas além de serem boas para larvas de peixes são utilizadas na indústria de fertilizantes

Os ricos ou ¼ da população mundial gastam a maior parte da energia e detêm 80% da riqueza do mundo, usam a maioria dos recursos naturais e geram a maior quantidade de dejetos; enquanto isso ¾ da população possuem menos de ¼ da riqueza do mundo.

É possível satisfazer as necessidades das 6 bilhões de pessoas que vivem hoje no mundo sem comprometer a capacidade que gerações futuras, até mesmo mais populosas, terão de ter para satisfazer às suas próprias necessidades?

A magnitude e o ritmo das mudanças dependerá da decisão da sociedade de agir para desacelerar o aumento atmosférico de dióxido de carbono e de outros gases, reverter o desflorestamento e cortar a emissão de poluentes.

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O que é vivo? Nos sistemas físicos, as transformações de energia sempre seguem o caminho de menor resistência, ao contrário dos sistemas biológicos onde corpos são mais quentes que o meio e plantas absorvem nutrientes contra gradientes do solo.

A opinião de Cristovam Buarque sobre a Internacionalizacao da Amazonia (O Globo (23/10/2000) – Opinião / O mundo para todos.)

Durante debate recente, nos Estados Unidos, fui questionado sobre o que pensava da internacionalização da Amazônia. O jovem introduziu sua pergunta dizendo que esperava a resposta de um humanista e não de um brasileiro.

Foi a primeira vez que um debatedor determinou a ótica humanista como o ponto de partida para uma resposta minha.

De fato, como brasileiro eu simplesmente falaria contra a internacionalização da Amazônia. Por mais que nossos governos não tenham o devido cuidado com esse patrimônio, ele é nosso.

Respondi que, como humanista, sentindo o risco da degradação ambiental que sofre a Amazônia, podia imaginar a sua internacionalização, como também de tudo o mais que tem importância para a Humanidade.

Se a Amazônia, sob uma ótica humanista, deve ser internacionalizada, internacionalizemos também as reservas de petróleo do mundo inteiro. O petróleo é tão importante para o bem-estar da humanidade quanto a Amazônia para o nosso futuro. Apesar disso, os donos das reservas sentem-se no direito de aumentar ou diminuir a extração de petróleo e subir ou não o seu preço. Os ricos do mundo, no direito de queimar esse imenso patrimônio da Humanidade.

Da mesma forma, o capital financeiro dos países ricos deveria ser internacionalizado. Se a Amazônia é uma reserva para todos os seres humanos, ela não pode ser queimada pela vontade de um dono, ou de um país. Queimar a Amazônia

é tão grave quanto o desemprego provocado pelas decisões arbitrárias dos especuladores globais. Não podemos deixar que as reservas financeiras sirvam para queimar países inteiros na volúpia da especulação.

Antes mesmo da Amazônia, eu gostaria de ver a internacionalização de todos os grandes museus do mundo . O Louvre não deve pertencer apenas á frança. Cada museu do mundo e quardião das mais belas peças produzidas pelo gênio humano. Não se pode deixar esse patrimônio cultural, como o patrimônio natural amazônico, seja manipulado e destruído pelo gosto de, a um proprietário ou de um pais. Não faz muito, um milionário japonês, decidiu enterrar com ele um quadro e de um grande mestre. Antes disso, aquele quadro deveria ter sido internacionalizado . Durante o encontro em que recebi a pergunta, as Nações Unidas reuniam o Fórum do Milênio, mas alguns presidentes de países tiveram dificuldades em comparecer por constrangimentos na fronteira dos o EUA. Por isso, eu disse que Nova York, como sede das Nações Unidas, deveria ser internacionalizada. Pelo menos Manhatan deveria pertencer a toda a Humanidade. Assim como Paris, Veneza, Roma, Londres, Rio de Janeiro, Brasília, Recife, cada cidade, com sua beleza especifica, sua história do mundo, deveria pertencer ao mundo inteiro.

Se os EUA querem internacionalizar a Amazônia, pelo risco de deixá-la nas mãos de brasileiros, internacionalizemos todos os arsenais nucleares dos EUA. Até porque eles já demonstraram que são capazes de usar essas armas, provocando uma destruição milhares de vezes maior do que as lamentáveis queimadas feitas nas florestas do Brasil. Nos seus debates, os atuais candidatos à presidência dos EUA têm defendido a idéia de internacionalizar as reservas florestais do mundo em troca da dívida. Comecemos usando essa dívida para garantir que cada criança do mundo tenha possibilidade de ir à escola. Internacionalizemos as crianças tratando-

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as, todas elas, não importando o pais onde nasceram, como patrimônio que merece cuidados do mundo inteiro. Ainda mais do que merece a Amazônia.

Quando os dirigentes tratarem as crianças pobres do mundo como um patrimônio da Humanidade, eles não deixarão que elas trabalhem quando deveriam estudar; que morram quando deveriam viver. Como humanista, aceito defender a internacionalização do mundo. Mas, enquanto o mundo me tratar como brasileiro, lutarei para que a Amazônia seja nossa. Só nossa.

O QUE DETERMINA A DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES?

Espécie ausente por causa de: Dispersão (?) - simnão → Pode ser por Comportamento (?) - simnão → pode ser por Predação, competição, parasitismo, alelopatia, doenças (?) -simParâmetros físicos e químicos (?) - simFatores físicos = temperatura, luz, estrutura do solo, fogo, correntes, etc.Parâmetros químicos = água, oxigênio, salinidade, pH, nutrienes do solo, etc.

Por que dispersar? A dispersão é uma forma de colonizar novas áreas, assegurando assim maior sobrevivência dos descendentes. Darwin observou que em ilhas oceânicas muitas espécies de aves e insetos abandonaram essa estratégia. Também Carlquist (1974) relatou redução da habilidade de dispersão para plantas em ilhas. Ao contrário, outras espécies se dedicam inteiramente a dispersão, sendo denominadas por fugitivas. Se especializam em colonizar ambientes perturbados e temporários, reproduzem, deixam descendentes e dispersam. As espécies “pragas” normalmente são espécies fugitivas.

A ocorrência de espécies não parece, em escala local, ser determinada pela dispersão, mas sim por outros fatores.

Algumas espécies simplesmente preferem viver em alguns locais determinados, em função do comportamento “deliberado de escolher”

determinados habitats específicos. Além do mais, áreas similares para humanos podem ser bem diferentes para insetos ou peixes; ou ambientes diferentes para nós podem ser semelhantes para aves!

Algumas espécies de insetos apresentam um comportamento estereotipado, e as fêmeas de libélulas escolhem onde ovipor e com quais machos copular.

Sub-espécies diferentes podem apresentar habitats diferentes, assim um pequeno roedor Peromyscus maniculatus apresenta uma sub-esopécie adapatada a ambientes florestais com cauda longa e outra de cauda curta adaptada aos campos. Um indivíduo de cauda curta pode viver em florestas, mas escolhe os campos e o inverso também é verdade.

O meio físico varia sobre a terra, assim temperatura, luz, substrato, umidade e salinidade podem determinar a distribuição e abundância dos organismos. As zonas climáticas variam dentro do cerrado, e dentro do cerrado variam tambéma geologia e fatores abióticos.

A estrutura do habitat está diretamente relacionada a riqueza de espécies, assim em ambientes diferentes encontramos faunas e floras típicas de cada região.

Sabemos que a região tropical é mais úmida, não por possuir mais água, mas sim em função da maior quantidade de energia disponível para o ciclo da água que recicla mais rapidamente. Assim o ar quente tropical retém mais água.

No hemisfério norte as chuvas são menos intensas que no hemisfério sul. O fato é que no hemisfério sul os lagos e oceanos correspondem a 81% da superfície enquanto que no hemisfério norte as superfícies cobertas por água correspondem a 61%.

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A circulação global determina a ocorrência de grande desertos como o Árabe (Saara), os Africanos (Kalahari e Namíbia), o Atacama na América do Sul, o Australiano e os norte americanos. Além desses a “sombra de chuva” determina a ocorrência do deserto de Gobis na Ásia e o deserto da Grande Bacia nos EUA.

Outro padrão geral quanto a precipitação se refere a maior estabilidade térmica dos corpos d´água, assim as bordas continentais são mais estáveis quanto as oscilações de temperatura e apresntam maior preciptação que o interior do continente.

FATORES ABIÓTICOS - ÁGUAÁgua - essencial para manutenção e preservação de funções vitais; é o solvente universal; responsável pelo movimento da água nas planta sendo o ganho ou perda pelas células e tecidos, contribuindo para a translocação de solutos. É responsável pela estabilidade térmica das plantasUmidade relativa (UR) - capacidade do ar de reter água duplica a cada 11o C.p. ex. o ar saturado 100% a 20o C perde 50% da água, por condensação, se esfriado a 9o C.1. Psicômetro – termômetro seco e úmido2. Higrógrafo – cabelo humano ou de

crina de cavaloFlorestas tropicais = 80%, desertos = 10% e Brasília = 40%.Se UR alta, teremos baixa taxa de evaporação e transpiração, consequentemente, o vapor de água reduz fotossíntese e transpiração, retardando crescimento.Plantas higrófitas – são adaptadas a ambientes com elevados teores de UR. Ex. samambaias no interior de florestas

Musgos (briófitas) e líquens (fungo + algas azuis) absorvem vapor de água, mesmo sem condensação prévia.

Orquidáceas e bromeliáceas somente se UR superior a 85%.Plantas Hidrófitas – plantas aquáticas ou que crescem em solos encharcadosPlantas xerófitas – plantas de habitats secos ou que crescem em substratos que se

esgotam de água facilmente ( p. ex. epífitas)Mesófitas – plantas que crescem em ambientes mais ou menos úmidosAdaptações de plantas xerófitas (xeromorfismo)Estas adaptações podem ser morfológicas ou fisiológicas.Adaptações morfológicas:1. Redução do tamanho do caule2. Aumento do tamanho do sistema de

raízes3. Células pequenas nas folhas que

resultam em folhas pequenas , estômatos pequenos e bem juntos, diminuição das nervuras e mais pêlos por unidade de área

4. Cutícula e parede celular grossas, com mais lipídeos ( cera ) nas superfícies de transpiração

5. Estômato em cripta e com pêlos6. suculênciaAdaptações fisiológicas:1. taxa fotossintética maior por unidade

de área2. grande resistência a seca3. florescimento e frutificação precoce4. grande longevidade5. aumenta a percentagem de água

vertiginosamente por unidade de peso seco dos tecidos (raiz capta água rapidamente e acumula)

Formas em que a água se apresenta no solo1) Gravitacional2) Capilar – preenche os poros entre as

partículas do solo; é a principal fonte de água para as plantas

3) Água higroscópica – água ligada superficialmente as partículas do solo; quanto menor a quantidade de água, maior será a força de atração (é um tipo de água pouco disponível para as plantas)

4) Água combinada – ligações químicas fortes como a minerais

5) Vapor de água – preenche a porção do poro que não é ocupada pela água líquida.

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Podemos ter, basicamente, três tipos principais de chuva.1- Precipitação frontal ou ciclônica é

causada por redemoinhos de ar quente de centenas de quilômetros de diâmetro. Essa massa de ar ascendente se mistura com ar frio e provoca chuvas.

2- Precipitação orográfica ocorre quando uma massa de ar com muita umidade encontra uma barreira geográfica de 200 a 3.000 m de altitude.

3- Chuvas de fim de tarde características do verão.A água é um fator tão importante que

pode determinar germinação, abertura de frutos, ocorrência de agentes patogênicos e mesmo distribuição geofráfica das espécies.

Capacidade de campo pode ser definida como a quantidade de água retida em um solo, medida depois de 24 horas, quando praticamente cessa a percolação após a saturação por excesso de água de chuva ou de irrigação, expressa em percentagem de peso de solo seco, a 150o C. É um parâmetro importante, pois uma irrigação mal feita pode determinar salinização, compactação, erosão e desertificação.

TemperaturaA temperatura é um fator decisivo

para desenvolvimento e distribuição dos organismos.

As plantas vasculares terrestres são euritérmicas, suportando ampla variação de temperatura. Algumas plantas aquáticas são estenotérmicas, ou seja, se desenvolvem em uma pequena faixa, mas por vezes extrema.

Toda espécie possui uma “temperatura ótima”, mas a qual processo estamos nos referindo. O ótimo para germinação provavelmente será diferente do ótimo para frutificação ou fotossíntese.

SoloSolo é a coleção de corpos naturais

que contém matéria viva, compõe a superfície da Terra, sendo resultado da ação do clima e dos fatores bióticos

atuantes sobre a rocha, suportando ou sendo capaz de suportar a vegetação. Atua como reservatório de nutrientes permitindo a reciclagem adequada para sustentação de fauna e flora.Macronutrientes → nitrogênio, potássio, fósforo. Macronutrientes secundários → magnésio, cálcio e enxofre e “ferro” e Micronutrientes → zinco, iodo, cobre, molibdênio, manganês, boro, cloro e colbalto; além de alguns elementos importantes para alguns grupos em especial como sílica para as diatomáceas, vanádio para os tunicados (Urochordata como ascídeas) e selênio para bactérias fixadoras de nitrogênio.

Para que a fotossíntese ocorra naturalmente, é necessário além de CO2, água, luz e calor que os elementos estejam na proporção adequada. Caso um destes estiver ausente ou presente em menores proporções, ele limitará o crescimento das plantas mesmo que os restantes estejam em quantidades adequadas. Esta é a lei do mínimo de Justus Von Liebig de 1840.

As rochas são sólidas, não armazenam água e oferecem impedimento físico a penetração de raízes. O solo se forma pelo intemperismo da rocha mãe. O intemperismo é a destruição física e decomposição química do substrato (dia-noite; inverno-verão; insolação-preciptação; erosão eólica ou hídrica; cristalização de sais nas fendas; sub produtos de seres biológicos como ácidos orgânicos e nitratos...)

Pero Vaz de Caminha disse a primeira grande mentira do Brasil.....Em se plantando tudo dá!...

E as queimadas promovem perda de M.O., N e S.

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Biologia do Solo

As comunidades de organismos micro e macroscópicos que habitam o solo, realizam atividades imprescindíveis para a manutenção e sobrevivência das comunidades vegetais e animais. No solo as principais atividades dos organismos são, a decomposição da matéria orgânica, produção de húmus, ciclagem de nutrientes e energia, fixação de nitrogênio atmosférico, produção de compostos complexos que causam agregação do solo, decomposição de xenobióticos e controle biológico de pragas e doenças, proporcionando assim, condições ideais para uma biodiversidade extremamente elevada.

Com base em seu tamanho, a biota do solo pode ser dividida em microorganismos, micro, meso e macro, tanto de fauna e flora. A densidade de todos os grupos de organismos varia em função de características edáficas e climáticas específicas de cada ambiente. As bactérias representam o grupo mais numeroso. Os fungos, bactérias e minhocas são aqueles que geralmente apresentam maior biomassa. Em termos de biomassa os organismos do solo podem exercer mais de 10 toneladas por hectare, quantidade esta equivalente ou até maior que as melhores produções de certas culturas agrícolas.

A atividade biológica do solo é uma denominação genérica para a ação dos organismos vivos do solo, tanto animais quanto vegetais. Esses organismos têm forte influência na gênese e manutenção da organização dos constituintes do solo, principalmente nos horizontes superficiais. As raízes das plantas, por exemplo, alteram o pH do solo ao seu redor e, ao morrer e se decompor, deixam canais. Formigas,

cupins e minhocas manipulam, ingerem e excretam material de solo formando microagregados e construindo poros.

Os microorganismos são as bactérias, fungos e algas. A microfauna são protozoários, rotíferos, nematóides. A mesofauna é constituída pelos ácaros, Collembolas e outros. A macrofauna é representada por minhocas, cupins, formigas, coleópteros, arachnídeos, Myriapoda, entre outros.

Os prinicpais fatores que afetam os microorganismos do solo são: substratos e fontes de energia, fatores de crescimento, nutrientes minerais, composição e força iônica da solução do solo, pH, composição e pressão atmosférica, umidade, potencial redox, temperatura e radiação solar, profundidade e cobertura vegetal, interações entre organismos e impactos antropogênicos.

A diversidade biológica é definida como a variabilidade entre os organismos vivos. Os organismos edáficos apresentam alta diversidade metabólica e fisiológica o que os torna extremamente versáteis para ocupação dos diversos nichos ecológicos. Dependendo da fonte de carbono utilizada (CO2 ou substâncias orgânicas), da fonte de energia (luminosa ou química) e fonte de elétrons (inorgânica, orgânica ou água), os organismos são classificados em:

• Autotróficos e heterotróficos, respectivamente organismos que assimilam carbono de fontes inorgânicas ou orgânicas;

• Fototróficos e quimiotróficos respectivamente organismos que obtém energia da luz solar ou, da oxidação de moléculas orgânicas ou inorgânicas;

• Litotróficos e organotróficos, respectivamente organismos que derivam equivalentes de materiais inorgânicos ou orgânicos.

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Os organismos do solo podem ser:Biófagos

Organismos biófagos alimentam-se de seres vivos, constituindo uma das bases do controle biológico - a predação. São classificados em:

• Microbióvoros (que se alimentam de micróbios) tendo como exemplo amebas, ácaros, nematóides).

• Fungívoros (que se alimentam de fungos) tendo como exemplos ácaros, nematóides.• Fitófagos (que se alimentam de plantas) tendo como exemplos insetos e, com

destaque, nematóides que são importantes parasitas vegetais) e carnívoros (nematóides, aranhas).

SaprófagosOrganismos saprófagos alimentam-se de matéria orgânica morta. Também podem ser

chamados de onívoros, ou seja, que alimentam-se de tudo. Os saprófagos formam a base da quimiorganotrofia, como já mencionado, relacionada com a decomposição da matéria orgânica e podem ser classificados em:

• Detritívoros - se alimentam de detritos vegetais em vários estágios de decomposição (vários tipos de organismos macro e microscópicos).

• Cadaverícolas - se alimentam de carne podre/animais mortos (larvas de insetos).• Coprófagos - se alimentam de excrementos (bactérias, fungos e pequenos

artrópodes).Simbiotróficos

Organismos simbiotróficos se nutrem de substâncias oriundas da simbiose com organismos vivos. As simbioses se dividem em mutualistas e parasísticas. No primeiro caso, os dois organismos são beneficiados e no segundo um deles é beneficiado e o outro prejudicado. Importantes organismos simbiotróficos são os rizóbios e os fungos micorrízicos.

Microambiente do solo é uma situação físico-química na qual a célula, populações ou comunidades microbianas em particular se encontram num dado momento. Diversos fatores físicos e químicos atuam, simultaneamente determinando as condições ambientais que não são estáticas, mais dinâmicas, devido à interação dos diversos fatores. Para entender melhor a biologia do solo é importante ressaltar alguns dogmas:

• A comunidade reflete seu hábitat.• Um organismo se multiplica até que limitações bióticas ou abióticas sejam impostas

contrabalançando a taxa de crescimento.• Quanto maior a complexidade da comunidade biológica maior é sua estabilidade.• Para qualquer mudança de um fator, um ótimo diferente passa a existir para todos os

outros fatores.O equilíbrio biológico de um ecossistema é baseado nas seguintes premissas: uma

elevada complexidade biológica garante relações diversas, as quais limitam a explosão populacional gerando assim, condições de equilíbrio biológico do sistema. Uma comunidade em equilíbrio com seu ambiente sofre menor efeito de fatores externos e está sob estado denominado tampão biológico. Por outro lado, solos com comunidade diversa de organismos são mais resilientes, ou seja, se recuperam melhor dos estresses.

A presença de um microorganismo em determinado solo é função das condições ambientais dominantes e dos limites da sua bagagem genética. O sucesso de um organismo em qualquer hábitat é função da extensão e rapidez de suas respostas fisiológicas às condições ambientais extremas de salinidade, temperatura, pressão e pH sendo, portanto, encontrados em quase todos os ecossistemas terrestres, incluindo solos.

Os microorganismos, por sua vez, participam da gênese do hábitat onde vivem. Nos estágios iniciais de formação do solo, carbono e nitrogênio são elementos deficientes, deste modo, espécies fotossintéticas e fixadoras de nitrogênio (cianobactérias, líquens) são importantes colonizadoras primárias de rochas.

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Luz

Fontes de luz – sol, lua, estrelas e organismos luminescentes. A luz intervém em numerosos fenômenos fisiológicos, dos quais a fotossíntese é o mais importante.

Seu papel ecológico reside na manutenção de ritmos biológicos de períodos variáveis, como diários, lunares ou estacionários.

O espectro da radiação emitido pelo sol é composto por ondas de comprimento inferior a 1 nm até ondas de comprimento superiores a centenas de metros, de raio x de alta energia até ondas de rádio de baixa energia. A maior parte consiste das regiões ultravioleta (10%), infravermelho (45%) e visível (45%).

A maior parte do conteúdo ultravioleta é absorvida pelo ozônio. A região ultravioleta é constituída por comprimentos de onda inferiores a 3800 Ao

(ou 400 nm - violeta). A região do infravermelho é composta por comprimentos de ondas superiores a 7.600 Ao (ou 800 nm - vermelho). A região visível, constitui a parte do espectro de radiação eletromagnética que fica entre 3.800 e 7.600 Ao, esta é a fonte de energia utilizada pelas plantas e animais.

A eficiência fotossintética de um vegetal recebe influência de três propriedades da luz: intensidade, duração e espectro. Para as plantas, a luz determina a orientação, o ritmo estacional ou diário de crescimento vegetal, o período de floração, além de outros fatores.

A clorofila é o pigmento responsável pela captura da energia luminosa necessária para que ocorra a fotossíntese. Existem vários outros pigmentos não envolvidos na transformação de energia, como p. ex.:- o fitocromo está relacionado com a

permeabilidade da membrana e com a ativação ou regressão dos genes – chave que influenciam a síntese de proteínas relacionadas com a floração.

- as flavinas e carotenóides se relacionam com o fototropismo pelo azul.

- a riboflavina e β - caroteno são anti oxidantes impedindo a fotodestruição da clorofila em intensidades excessivas de luz.

- as antocianinas ocorrem na época do ano relacionado ao amadurecimento dos frutos

Tropismo são movimentos orientados que ocorrem em partes da planta, resultantes do crescimento desigual, como resposta ao estímulo. Geralmente, as partes aéreas exibem fototropismo positivo e as partes subterrâneas fototropismo negativo. As respostas nem sempre são simples. Coleóptilos exibem fototropismo positivo a 0,1 J/m2, negativo a 10 J/m2 e novamente positivo a 100 J/m2. Após a decaptação uma nova área no final do coleóptilo torna-se sensível à luz e forma-se novo ápice fisiológico.

As plantas podem ser:- heliófila – é a planta que se desenvolve

normalmente ao sol.- umbrófila – são vegetais que vivem à

sombra ou luz difusa (como nas florestas), podendo não tolerar o sol (obrigatória) ou podem ser facultativas.

Em alguns insetos a luz determina o ciclo circadiano. A Periplaneta americana inicia suas atividades uma hora após o sol se por, apresenta um pico com três horas e depois cai atividade com 6 horas. Alguns insetos obedecem ritmos lunares, com maior atividade na lua nova e minguante. O pulgão Megoura viciae produz formas sexuadas em dias longos. A luz também influencia a emergência em Ephemeroptera e o dimorfismo sexual na borboleta européia Araschnia levana, que produz forma clara em dias curtos e forma escura em dias longos. Em alguns grupos de insetos determina fertilidade, longevidade, dispersão e reprodução (vaga-lume).

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sol

topo da atmosfera

2 cal / cm2 / minuto 6% bate no topo da atmosfera e se perde para espaço

17% são absorvidos pela atmosfera e permanecem na forma de calor latente23% passa da atmosfera para o espaço16% provenientes da atmosfera e 31% que vem do sol

representam energia convertida em calor (*)

1,34 cal cm2 / min. 7% é refletido pelo chão

verão, dia claro, sem nuvem e ao meio dia lago

36% são perdidos para o espaço ( 6 + 7 + 23 )

(*) alguns autores sugerem que 22% seja absorção da radiação solar direta e 25% absorção do clima difuso e radiação das nuvens.

PEIXES ABISSAISNo fundo do oceano, a 4000 metros, onde a luz do sol não desce e a temperatura

média é de 2 graus, vivem estranhas espécies de peixes escuros e de aspecto horroroso aos olhos humanos, que fascinam porém os cientistas por sua adaptação a vida sob pressões praticamente insuportáveis, pouco alimento e reprodução difícil.

São os peixes abissais, formas de vida extremamente peculiares. Alguns têm boca e estômago capazes de engolir e digerir presas com o dobro do seu tamanho. Nas condições do que seja talvez o mais inóspito dos ambientes, por sinal o maior hábitat do mundo, muitos desses peixes desenvolveram bioluminescência para atrair as presas: possuem luzes no próprio corpo, que acendem e apagam como lanternas quando necessário.

Para pescarem usam frequentemente as suas hastes luminosas. Estes órgãos produtores de luz são na verdade uma espécie de lâmpada: uma glândula de pele que compreende uma lente, um refletor e duas substâncias químicas, a luciferina (o combustível) e a luciferase (o catalisador), que aí são lançadas, provocando uma combustão e a libertação de uma viva luz fria. É a emissão de luz sem produção de calor.

Hoje se sabe que essa classe de vertebrados, a mais antiga que existe, vive em qualquer lugar onde haja água - dos tenebrosos abismos oceânicos até a superfície do mar aberto. Não existe limite de profundidade para a vida. Há peixes que nadam a 300 ou 400 metros, mas também mergulham em profundidades de 4000 metros ou mais ainda. Há cerca de vinte anos, os cientistas que estudavam um hábitat submarino nas ilhas Virgens, no Caribe, ficaram surpresos ao ver, numa noite escura, o que parecia um grupo de peixes piscando sem parar no meio de um recife de corais. Descobriu-se que eles pertenciam à família dos ceratióides, chamados pelos americanos lanterneye fishes (peixes-de-olho-de-lanterna) porque possuem embaixo do olho uma cavidade que abriga bactérias fosforescentes. Durante o dia, esses peixes mergulham a grandes profundidades.

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A noite, ausente a luz solar, sobem à superfície para se alimentar de plâncton, microorganismos que vivem em suspensão na água. Os cientistas observaram desde então que tais espécies inventaram sistemas próprios de iluminação absolutamente únicos. O Kryptophanaron, que vive nas águas do Caribe, tem sob os olhos uma cavidade que emite luz e que fica coberta por um tipo de persiana escura quando não deseja ser visto. Outras espécies, Anomalops e Photoblepharo, têm uma forma de haste com um farol na ponta, que projetam para a frente e para trás da cabeça e também escondem embaixo do olho.

O Pachystomias, um peixe predador chamado peixe-dragão, faz jus ao nome. Não solta fogo, é claro, mas tem uma série de células fosforescentes espalhadas na boca, ao longo do corpo e debaixo do olho. Muitos desses peixes nunca foram encontrados no Oceano Atlântico. Os peixes abissais não costumam cair nas redes dos pescadores e as missões científicas nacionais trabalham mais nas águas rasas da plataforma continental.

Mesmo assim, existe no Museu de Zoologia da USP um exemplar de peixe-dragão encontrado na costa do Rio Grande do Sul a cerca de 800 metros de profundidade. Possui o que os ictiólogos chamam barbilhão, um fio que sai por baixo da mandíbula do peixe, com um farol na ponta. Outra espécie conhecida, a dos Chauliodus, ou peixes víboras, tem uma haste que é uma extensão dos primeiros raios da nadadeira dorsal e também luzes dentro da boca para atrair a presa direto ao estômago.

Os dragões-pretos têm a peculiaridade de emitir luz vermelha. Como a maioria dos peixes não enxergam essa cor, tais membros da espécie Pachistomias microdon usam as suas lanterninhas vermelhas para se aproximar sem serem percebidos dos animais que lhes servirão de alimento. Outros peixes se distinguem pelos olhos projetados para a frente, o que lhes permite aproveitar toda a pouca luz existente. Estima-se que essas criaturas são capazes de enxergar no lusco-fusco de quinze a vinte vezes melhor do que os humanos. Os olhos tubulares do Asgyropelecas, assim como do Stentoptyx, do Gigantura e ainda do Stylephora, sempre voltados para cima, enxergam contra a luz que vem da superfície a silhueta de seus inimigos e da refeição em potencial. O Asgyropelecus paciftecus emite luz verde e azul na mesma intensidade da iluminação procedente da superfície; portanto tornam-se invisíveis.

O hábitat desempenha um papel importante na cor dos peixes. Os que vivem mais perto da superfície apresentam um tom azulado ou esverdeado. Os que vivem no fundo são em geral escuros no dorso e nos lados. Os camarões das profundezas e os peixes da família dos Rondeletiidae são vermelhos porque essa cor não aparece nas águas abissais. Mas, além da cor, também a forma e a estrutura desses peixes são influenciadas pelo meio e pelo tipo de alimento. Muitos se dirigem à noite à superfície para apanhar plânctons. Filtrando grandes quantidades de água através da boca e das brânquias, os órgãos da respiração. Outros, carnívoros, desenvolveram dentes avantajados, boca articulada e enorme estômago para o seu pequeno tamanho, finos e compridos, não crescem mais de 30 centímetros. Os peixes da espécie Saccopharynx, parecidos com serpentes, têm a cabeça grande e uma boca que abre e fecha como uma tampa de lixo para engolir a presa. Há pequenos tubarões com grandes dentes embaixo da boca e pequenos em cima.

No mundo aquático, a reprodução costuma ser simples: quando chega o momento, basta que o macho e a fêmea soltem esperma e ovos na água para que, da combinação desses elementos, resulte a fecundação. Mas os peixes-pescadores de profundidade são relativamente raros e muito distribuídos por todos os oceanos. Estima-se que, para cada fêmea sexualmente amadurecida existam de quinze a vinte machos. Portanto, não é de estranhar que vivam menos e tenham praticamente uma única função em toda a sua existência: encontrar uma fêmea e fertilizá-la. Estes solteirões afoitos têm olhos especiais para captar a luz das companheiras a distância. Supõe-se também que, dotados de grandes órgãos olfativos, sejam capazes de seguí-las pelo feromônio, o cheiro que elas emitem nas correntes marítimas.

Ao encontrar uma fêmea, o macho da espécie Linophryne inica, vinte vezes menor, a ela se liga pela boca. Seus corpos se fundem, a circulação torna-se comum aos dois e o macho

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fica reduzido à condição de escravo sexual vivendo exclusivamente para produzir e armazenar esperma a serviço da companheira.

Essa incrível simbiose atrai o interesse dos pesquisadores não apenas por tratar-se de uma exótica técnica de reprodução, mas porque talvez venha a ter grande utilidade nos negócios humanos no tratamento da rejeição em transplantes. O sexo no fundo do mar não cessa de surpreender, em certos casos, a masculinidade ou a feminilidade é apenas uma questão de idade. Entre os Gonostoma gracile, o indivíduo amadurece sexualmente como macho com um ano. Mas em dado momento do segundo ano de vida transforma-se em fêmea. Na família dos Paralepidídeos, os indivíduos são hermafroditas, com ovários e testículos ao mesmo tempo. Quando não encontram um parceiro, fecundam-se a si mesmos.

Os peixes abissais podem parecer grotescos, bizarros. Alguns são imbatíveis em matéria de feiúra. Finos, pequenos, gelatinosos, não têm nenhuma armadura de proteção, como escamas, e freqüentemente se desfazem quando estudados. Comendo pouco, gastam também pouca energia e nadam apenas ao sabor das correntes.

Tudo indica que seriam seres primitivos, que não evoluíram durante milhares de anos. A estrutura óssea desses peixes estão no auge da evolução. Como outras espécies, que passaram a viver em praias rasas, ou em baías lamacentas, rios caudalosos ou lagoas, estas mudaram-se da superfície dos mares, seu hábitat original, por motivos desconhecidos. Nos abismos profundos onde foram parar, desenvolveram as estranhas características que os transformaram em senhores das trevas.

Sabemos que existem padrões distintos de bioluminescência que permitem o reconhecimento da espécie e do sexo. No caso dos peixes ceratióides (Melanocetus johnstonii), apenas as fêmeas apresentam a isca bioluminescente, que parece ser usada também para atrair machos da mesma espécie durante o período reprodutivo. Como na região batipelágica a luz é praticamente ausente, esta estrutura se torna de grande importância nessas ocasiões.

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