unid_1 ecossistema exccxc biodiversidade

7/26/2019 Unid_1 Ecossistema eXCCXC Biodiversidade

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Fundamentos de Ecologia:

Ecossistema e Biodiversidade

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Autora: Profa. Claudia Ferreira dos Santos Ruiz FigueiredoColaboradora: Profa. Ana Paula Zaccaria dos Santos

Fundamentos de Ecologia:

Ecossistema e Biodiversidade


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Professora conteudista: Claudia Ferreira dos Santos Ruiz Figueiredo

Claudia Ferreira dos Santos Ruiz Figueiredo graduada pela Universidade Ibirapuera, onde concluiu o Curso deCincias Biolgicas Licenciatura e Bacharelado em 2005.

Ainda na graduao, fez iniciao cientfica no Laboratrio de Neuroanatomia do Instituto de Cincias Biomdicasda Universidade de So Paulo. Nessa passagem pelo instituto, conheceu e frequentou tambm o Laboratrio deFisiologia Renal, de onde recebeu o convite para prestar a prova que lhe admitiria no mestrado.

Concluiu o mestrado em 2008 e o doutorado em maio de 2012, ambos no Instituto de Cincias Biomdicas daUniversidade de So Paulo. Em agosto de 2012, foi admitida na Universidade Paulista (UNIP), onde hoje ministra aulaspara os cursos de Enfermagem, Nutrio, Fisioterapia e Gesto Ambiental.

No ano de 2013, foi convidada a escrever um material tcnico para o curso de Enfermagem do Ensino a Distncia(EAD) da UNIP com outra professora. O material foi muito bem aceito e, ento, lhe chamaram posteriormente a escrevereste livro para a disciplina de Fundamentos de Ecologia: Ecossistema e Biodiversidadepara o Ensino a Distncia do

Curso de Gesto Ambiental.

Atualmente, professora da UNIP, conteudista do EAD e lder das disciplinas de Fundamentos de Ecologia:Ecossistema e Biodiversidade, Gesto de Recursos Naturais e Climatologia, todas do curso de Gesto Ambiental.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ouquaisquer meios (eletrnico, incluindo fotocpia e gravao) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem

permisso escrita da Universidade Paulista.

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

F475f Figueiredo, Claudia Ferreira dos Santos Ruiz.

Fundamentos de ecologia: ecossistema e biodiversidade. / ClaudiaFerreira dos Santos Ruiz Figueiredo. So Paulo: Editora Sol, 2014.

160 p., il.

Nota: este volume est publicado nos Cadernos de Estudos ePesquisas da UNIP, Srie Didtica, ano XIX, n. 2-068/14, ISSN 1517-9230.

1. Fundamentos de ecologia. 2. Ecossistema. 3. Biodiversidade. I. Ttulo.

CDU 577.4


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Prof. Dr. Joo Carlos Di GenioReitor

Prof. Fbio Romeu de CarvalhoVice-Reitor de Planejamento, Administrao e Finanas

Profa. Melnia Dalla TorreVice-Reitora de Unidades Universitrias

Prof. Dr. Yugo OkidaVice-Reitor de Ps-Graduao e Pesquisa

Profa. Dra. Marlia Ancona-LopezVice-Reitora de Graduao

Unip Interativa EaD

Profa. Elisabete Brihy

Prof. Marcelo Souza

Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar

Prof. Ivan Daliberto Frugoli

Material Didtico EaD

Comisso editorial:Dra. Anglica L. Carlini (UNIP)

Dra. Divane Alves da Silva (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Ktia Mosorov Alonso (UFMT) Dra. Valria de Carvalho (UNIP)

Apoio: Profa. Cludia Regina Baptista EaD Profa. Betisa Malaman Comisso de Qualificao e Avaliao de Cursos

Projeto grfico: Prof. Alexandre Ponzetto

Reviso: Mariana Cascadan Cristina Z. Fraracio Lucas Ricardi


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Sumrio

Fundamentos de Ecologia: Ecossistema e BiodiversidadeAPRESENTAO ......................................................................................................................................................7

INTRODUO ...........................................................................................................................................................7

Unidade I

1 ESTRUTURAO DA ECOLOGIA CONCEITOS BSICOS .................................................................111.1 O organismo ........................................................................................................................................... 11

1.2 Populao ................................................................................................................................................ 131.3 Comunidade ...........................................................................................................................................161.4 Ecossistema .............................................................................................................................................211.5 Biosfera ..................................................................................................................................................... 241.6 Hbitat e nicho ecolgico ................................................................................................................. 251.7 Fatores biticos e fatores abiticos .............................................................................................. 26

2 RELAO PRODUTOR-CONSUMIDOR O FLUXO DE ENERGIA E MATRIA ............................292.1 Fluxo de energia: cadeias e teias alimentares ..........................................................................302.2 Fluxo de matria: ciclos biogeoqumicos....................................................................................33

2.3 Ciclo hidrolgico ................................................................................................................................. 342.4 Ciclo do carbono ................................................................................................................................... 382.5 Ciclo do nitrognio ..............................................................................................................................412.6 Ciclo do fsforo ..................................................................................................................................... 442.7 Ciclo do enxofre .................................................................................................................................... 46

Unidade II

3 PRINCPIOS GERAIS ........................................................................................................................................ 543.1 Ecossistemas terrestres .....................................................................................................................55

3.2 Ecossistemas aquticos (marinho, gua doce e manguezal) ............................................. 574 BIOMAS ...............................................................................................................................................................63

4.1 Principais biomas do mundo ...........................................................................................................634.1.1 Tundra ..........................................................................................................................................................644.1.2 Floresta Boreal ..........................................................................................................................................654.1.3 Floresta Temperada Decdua ..............................................................................................................654.1.4 Floresta Tropical .......................................................................................................................................664.1.5 Campos .......................................................................................................................................................674.1.6 Desertos ......................................................................................................................................................68

4.2 Biomas brasileiros ................................................................................................................................. 68


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4.2.1 Floresta Amaznica ................................................................................................................................684.2.2 Caatinga .....................................................................................................................................................704.2.3 Cerrado .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ...................... 714.2.4 Pampas .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ...................... 714.2.5 Mata Atlntica .........................................................................................................................................72

4.2.6 Mata de Araucrias ................................................................................................................................724.2.7 Zona dos Cocais.......................................................................................................................................734.2.8 Pantanal ......................................................................................................................................................734.2.9 Vegetao litornea (Dunas, Mangues e Restinga) ...................... ........................... ................. 73

4.3 Desequilbrios ambientais ................................................................................................................. 744.3.1 Preservao ambiental..........................................................................................................................88

Unidade III

5 DIVERSIDADE DE ESPCIES E DE ECOSSISTEMAS ............................................................................. 95

5.1 Especiao ...............................................................................................................................................975.2 Seleo artificial e engenharia gentica .....................................................................................985.3 Distribuio das espcies ................................................................................................................1015.4 Taxonomia: a classificao dos seres vivos .............................................................................1045.5 Biodiversidade no Brasil...................................................................................................................107

6 AMEAAS BIODIVERSIDADE ................................................................................................................1086.1 Animais introduzidos ........................................................................................................................1106.2 Perda da diversidade biolgica extino ...............................................................................1126.3 Conservao da biodiversidade ....................................................................................................114

Unidade IV

7 ECOLOGIA DA PAISAGEM E DINMICA DE POPULAES ............................................................1277.1 Corredor ecolgico ............................................................................................................................128

8 CORREDOR BIOLGICO NO BRASIL .......................................................................................................1328.1 Amaznia ...............................................................................................................................................1368.2 Mata Atlntica .....................................................................................................................................1388.3 Unidades de Conservao (UCs) ...................................................................................................143


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APRESENTAO

Inserido em uma das linhas editoriais da Universidade Paulista UNIP Interativa , o livro-texto paraa disciplina de Fundamentos de Ecologia: Ecossistema e Biodiversidadetem como objetivo capacitar oaluno a respeito dos conceitos fundamentais da Ecologia (ecossistema e biodiversidade), por meio daanlise e da compreenso dos ciclos biogeoqumicos, facilitando a identificao de potenciais impactosambientais causados por substncias potencialmente perigosas nos ecossistemas, e proporcionandoo entendimento das diversas interaes biticas e abiticas nos sistemas ambientais. Alm disso,pretende-se favorecer o conhecimento da diversidade dos seres vivos e da extino de espcies,direcionando o aluno identificao de aspectos relacionados com a conservao da biodiversidade.

Este material didtico foi elaborado para auxlio no processo de aprendizagem do aluno. Almda estrutura conceitual, acompanha diferentes sugestes de atividades com o intuito ampliar oconhecimento nesta rea. Os diversos temas abordados foram distribudos em quatro unidades

principais: a primeira contm conceitos bsicos, definies e nveis de organizao do campo deestudo da Ecologia; a segunda demonstra os princpios gerais dos sistemas ecolgicos, englobandofatores que determinam a existncia de biomas terrestres e ecossistemas aquticos, bem como asameaas advindas da ao humana e seus reflexos nos desequilbrios ambientais; a terceira realizauma conexo sobre os fatores determinantes da distribuio da diversidade ecolgica de fauna eflora no planeta, e sobre a crescente ameaa da extino de espcies com perda da biodiversidade;e, finalizando o contedo, a quarta unidade insere os padres ecolgicos no panorama atual,por meio da conservao ambiental e estratgias brasileiras para preservao do ambiente e dabiodiversidade.

A Ecologia uma cincia que abrange as relaes entre seres vivos e o ambiente que o cerca.Esperamos que a leitura e o aprendizado sobre ela contribua para aumentar o respeito pela naturezae desperte uma nova conscincia sobre a responsabilidade de restaurao do equilbrio ambiental,garantindo a sustentabilidade do planeta, para que as prximas geraes tambm possam usufruir dosrecursos naturais que temos hoje.

Boa leitura!

INTRODUO

A proteo ambiental um assunto muito discutido na atualidade. Leis so formuladas, campanhasso divulgadas, conferncias so realizadas. Tudo em prol da melhoria das condies do meio ambiente.Mas qual a base dessa preocupao? As catstrofes naturais? A fome mundial? As doenas? O quesignifica ser ecologicamente correto? O que uma economia vivel? E os animais em risco de extino?O que sero deles se no conseguirem se reproduzir em cativeiros? E se eles forem uma pea-chave nasobrevivncia de outras espcies? Toda a cascata deixaria de existir?

As respostas para todas essas perguntas esto na Ecologia. Conhecer seus conceitos entendertodas essas questes e saber respond-las, e estud-la essencial para que se alcance a to discutidasustentabilidade e preservao da natureza. A Ecologia um ramo da biologia que estuda a interao


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entre os seres vivos (animais, plantas e microrganismos) e no vivos (substncias minerais, temperatura,luz, umidade) dentro do ambiente em que coexistem.

A preocupao mundial com a natureza veio aps a Revoluo Industrial, responsvel pelos imensosabusos cometidos devido ausncia de uma legislao direcionada preservao do meio ambiente. Aeconomia mundial cresceu culturalmente sobre a base da explorao dos recursos primrios, e quandoestudiosos comearam a alertar sobre as previses de escassez desses recursos, uma alavanca foiacionada para que a comunidade mundial comeasse a se preocupar com a sustentabilidade do planeta.Alguns avanos j so percebidos, mas ainda so insuficientes para equilibrar o desrespeito ao meioambiente cometido ao longo da histria da humanidade. No Brasil, o Direito Ambiental est garantidopela Constituio Federativa do Brasil desde 1988, onde temos:

Art. 225. Todos tm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado,bem de uso comum do povo e essencial sadia qualidade de vida, impondo-se

ao poder pblico e coletividade o dever de defend-lo e preserv-lo paraas presentes e futuras geraes (BRASIL, 1988).

Atravs da Ecologia, percebemos que os seres vivos dependem da natureza para sua sobrevivncia,e isso inclui a espcie humana.

A humanidade depende da natureza ou da tecnologia? Mesmo em detrimento dos recursos naturais,os homens se esforam para assegurar suas comodidades tecnolgicas. A tecnologia importantee til quando visa o bem comum, mas a busca por inovaes, muitas vezes, so apenas caprichosluxuosos. A demanda por energia crescente, e precisamos dela cada vez mais para manter todos osequipamentos em funcionamento ao mesmo tempo. Construmos hidreltricas, termoeltricas, usinasnucleares, geradores combusto. Alteramos, interferimos, exploramos nosso ambiente, e precisamosnos conscientizar de que no apenas do poder pblico que depende a resoluo dessas questes, mascabe a cada um de ns tomar a iniciativa de proteger o planeta, de modo a garantir a sobrevivncia detodas as espcies. Atravs do conhecimento fornecido pela Ecologia, poderemos, aos poucos, amparar omeio em que vivemos e aprender a respeitar as diferentes espcies que convivem ao nosso redor.

A cincia da Ecologia interativa, isto , ela no se restringe a apenas um campo de estudo, masest ligada a vrias reas do conhecimento, tais como a Geologia que analisa a composio de solos,

rochas, sedimentos, suas propriedades fsicas, a formao de cada minrio e a Paleontologia comanlises de material fossilizado das espcies que viveram em um determinado local e poca e de comoeram as condies ambientais no passado a fim de entender como se deu a adaptao e evoluo dosorganismos frente s variaes ambientais.

As informaes sobre relevo, clima, incidncia solar, vegetao e umidade do ar que envolvema Geografia e a Climatologia interagem com a Botnica, a Zoologia e a Microbiologia na anlisedas espcies existentes em cada canto do planeta. A Ecologia est, ainda, em contato com camposde conhecimento da rea de exatas, como a Estatstica utilizada nos estudos das populaes ,a Fsica e a Qumica para explicar os fenmenos da natureza e a Computao utilizada nosestudos demogrficos e no sensoriamento remoto. A Ecologia subsidia conhecimentos para a rea de


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Sociologia nos estudos das comunidades, da sociedade, das culturas regionais , para o Direito coma formulao de diretrizes e leis direcionadas ao ambiente e para as Engenharias, que necessitam dedados provenientes do meio ao seu redor para desenvolverem suas tarefas com preciso.

A Biologia estuda os aspectos internos e externos dos seres vivos, analisando seus organismos e suainterao com o meio ambiente. Mas eles no vivem sozinhos. Eles formam populaes e convivemem comunidades, sejam elas compostas por organismos de mesma espcie ou no. E, para garantir suanutrio, para conseguir se desenvolver e perpetuar sua espcie, os seres vivos interagem com o meiofsico e orgnico ao seu redor e dependem de um meio ambiente que oferea condies favorveis aoatendimento de suas necessidades bsicas.

para entender e explicar essas relaes de intercmbio que surgiu a Ecologia. A palavra Ecologia de origem grega, onde ECO= oikos, que significa casa, e LOGOSsignifica estudo. Logo, Ecologia oestudo da casa, estudo do meio em que se vive. Os primeiros eclogos surgiram a partir de 1800, quando

cientistas europeus e norte-americanos comearam a dedicar seus estudos para esse novo ramo.


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FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE

Unidade I

1 ESTRUTURAO DA ECOLOGIA CONCEITOS BSICOS

A Ecologia possui um carter multidisciplinar e possibilita anlises em diferentes nveis. Noentanto, tem uma estrutura bsica, partindo de um ponto especfico e seguindo para patamares maisabrangentes. Como discutido anteriormente, a Ecologia parte do organismo e segue para suas interaesentre semelhantes e no semelhantes, bem como suas interaes com o meio ambiente. Essa estruturade organizao mostrada na Figura 1. Comearemos a conceituar cada um dos nveis baseados napremissa de que a unidade bsica da Ecologia o organismo.

Organismo

Populao

Ecossistema

Comunidade

Biosfera

Figura 1 Nveis de estruturao da Ecologia

1.1 O organismo

O organismo um ser vivo e, para ser caracterizado como tal, precisa apresentar algumasparticularidades bsicas que o diferem dos seres no vivos. Quando nos referimos a um organismo,

sempre pensamos em animais tais como um gato, um cachorro ou um homem. No entanto, os vegetaistambm so seres vivos, fazem fotossntese, respiram e podem possuir at um sistema vascular (xilemae floema) e sistema reprodutor. Um organismo pode ser microscpico, possuir apenas uma clula eainda assim ser um organismo. As caractersticas bsicas que descrevem um ser vivo so: a organizao,a excitabilidade, o metabolismo e a reproduo. Quanto organizao, os seres vivos podem serclassificados pela organizao celular procariontes e eucariontes ou pela complexidade celular unicelulares e pluricelulares , como mostra a Figura 2.

Os procariontes so seres simples. Sua clula possui membrana plasmtica, material genticosolto no citoplasma, contm apenas um tipo de organela os ribossomos e apresenta paredecelular. Os seres eucariontes possuem uma clula mais complexa, com membrana plasmtica,


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Unidade I

carioteca, ncleo organizado e vrias organelas como a mitocndria, o complexo de Golgie o citoesqueleto, entre outras. Os eucariontes podem ser unicelulares, como o caso de umabactria ou uma ameba, ou podem ser pluricelulares, possibilitando a formao de tecidos, rgose sistemas, assim como a gerao de seres de pequeno, mdio e grande porte.

Excitabilidade

Procariontes

Unicelulares

Organizao

Metabolismo

Eucariontes

Pluricelulares

Organismo

Reproduo Complexidade

Figura 2 Caractersticas dos seres vivos

A excitabilidade refere-se capacidade dos organismos de responderem a estmulos fsicos (como ocalor e o frio), qumicos (como medicamentos e hormnios) e mecnicos (como o toque e a perfurao).Essa caracterstica a base de todas as formas de comportamento e hbitos que iro determinar seumeio de vida e sua capacidade de adaptao. O metabolismo de cada organismo o diferenciar arespeito da sua capacidade de promover reaes qumicas em busca dos nutrientes necessrios a suasobrevivncia. Existem seres auttrofos, isto , capazes de sintetizar seu prprio alimento como o

caso dos vegetais e das cianofceas, que realizam fotossntese e produzem glicose a partir da energiasolar, da gua absorvida de seu prprio hbitat aqutico ou do solo e do gs carbnico retirado daatmosfera; e h os seres hetertrofos, que precisam retirar o alimento do meio em que vivem, nutrindo-se de outros organismos.

A reproduo a perpetuao da espcie, a capacidade dos seres vivos de originar novosorganismos semelhantes a si. Podemos ter a reproduo assexuada, em que o organismo se divideem dois, e a reproduo sexuada, em que ocorre troca de material gentico. Em alguns organismosmuito simples, no h caractersticas sexuais separando machos e fmeas, mas mesmo assimpode ocorrer troca de genes. A reproduo sexuada muito importante para os seres vivos,porque garante a variabilidade gentica entre semelhantes. referente a essa variabilidadeque a capacidade de mutao importante. Existem casos em que o material gentico sofreuma alterao, e esse organismo com genes diferentes traz uma variabilidade gnica que podeajudar, por exemplo, na adaptao a modificaes ambientais. s vezes, no entanto, a mutao desfavorvel e deletria ao organismo.

A taxonomia, ao longo dos anos, tem classificado os seres vivos de diversas formas, conformesuas caractersticas genticas, anatmicas, morfolgicas, fisiolgicas e embriolgicas. Atualmente, aclassificao inclui diversos itens, mas resumiremos esta diviso mostrando os cinco grandes reinos a

seguir:


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ReinoMonera: constitudo por seres procariontes e unicelulares. Exemplos: bactrias e cianofceas.

Reino Protista: constitudo por seres eucariontes e unicelulares. Exemplos: protozorios e algas.

Reino Fungi: constitudo por seres eucariontes, unicelulares ou pluricelulares, e hetertrofos.Exemplos: fungos e leveduras.

Reino Plantae: constitudo por seres eucariontes, pluricelulares e auttrofos. Exemplos: vegetais(alface, roseira, pinheiro etc.).

Reino Animalia: constitudo por seres eucariontes, pluricelulares e hetertrofos. Exemplos:animais (camaro, coruja, leo etc.).

Dizemos que os organismos capazes de se reproduzir gerando descendentes morfolgica e

fisiologicamente semelhantes, com o mesmo caritipo e capazes de se perpetuar, so organismos damesma espcie.

1.2 Populao

Populao a denominao dada a um agrupamento de indivduos de uma mesma espcieque convivem entre si e dentro de uma rea, como, a populao de patos em uma lagoa oua populao de raposas em uma floresta. As populaes se modificam dinamicamente peloaumento ou diminuio do nmero de componentes, possuem vrias propriedades em comumcom outros sistemas vivos, podem crescer at atingir um equilbrio com o ambiente e podemmanter relaes com outras populaes. O potencial bitico mostra que as populaes crescemem nmero de indivduos graas capacidade de reproduo, e sempre que o ambiente forfavorvel, aumentar indeterminadamente; se no houvesse obstculos naturais para forara adaptao, esse crescimento seria desordenado. Existem espcies que se reproduzem muitorpido, como as bactrias que se dividem a cada 20 minutos denominado crescimentoexponencial , e espcies com reproduo mais lenta, como aves e mamferos que gerammenos de 10 filhotes ao ano. Independentemente do tempo de reproduo, para que ocorraum equilbrio ambiental, devem ocorrer fatores limitantes e existir interaes para modular ocrescimento.

Dentro de uma determinada rea, o crescimento limitado pelo espao disponvel, pelas condiesna obteno de alimentos, ou pela taxa de predao a que esta populao est exposta. O prprio meiooferece resistncia, que leva a populao a um equilbrio dinmico com flutuaes de crescimentoe diminuio do nmero de indivduos dependendo da poca. Podemos visualizar estas variaes deforma grfica na Figura 3.


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Unidade I

Tempo

Tempo

Tempo

Tempo

A

B

C

D

1

4

3

2

5

7

Nde

indivduos

Nde

indivduos

Nde

indivduos

Nde

indivduos

Figura 3 Curvas de crescimento populacional

Nos grficos A, B, C e D, temos curvas de crescimento que utilizam o eixo y para demonstrar onmero de indivduos da populao que pode ser expresso em unidades, centenas, milhares e etc. ,e o eixo x para demonstrar o tempo de crescimento analisado que pode ser expresso em minutos,

horas, dias, meses, anos e etc.

No grfico A, temos uma curva de crescimento exponencial, cujo nmero 1 representa o potencialbitico da populao. Ocorre aumento da populao sem limitaes do meio ambiente, e as condiesso favorveis reproduo (tem espao, alimentao farta, no h predadores e a temperatura tima).

No grfico B, observa-se que a curva no cresce indefinidamente. Ela alcana um patamar e seestabiliza. O nmero 2 mostra um crescimento lento, uma fase de adaptao ao meio, e isso podeocorrer pela mudana de clima, temperatura, escassez de alimento ou outro fator qualquer de cartertemporrio, porque em seguida temos o nmero 3 que indica crescimento rpido, mostrando queocorreram adaptaes necessrias e os organismos conseguiram se recuperar, voltando a se reproduzir.Adiante temos o nmero 4, onde a curva se estabiliza, indicando que houve algum fator limitante queimpediu a progresso de crescimento. Poderia ser, por exemplo, a emigrao de indivduos devido falta de comida: a populao cresce, uma parcela muda de regio e a alimentao mantm quem ficounaquele local.

No grfico C, observamos uma populao que cresce at certo patamar, se estabiliza e sofre flutuaesde desenvolvimento. Esse grfico o que mais se assemelha s condies naturais do meio ambiente. No

nmero 5, encontramos ondas de flutuao. Isso ocorre porque h a presena de algum fator limitante


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capaz de impedir o crescimento, e essa populao comea a diminuir at que o fator em questo noexera mais ameaa e, nesse caso, a populao volta a crescer, e assim sucessivamente. O nmero 6representa o limiar suportvel pelo meio ambiente, o ponto at onde ele suporta o crescimento; acimadisso, a quantidade de gua ou alimento pode ser esgotada.

No grfico D, temos a adaptao, o crescimento, a estabilizao e o decaimento da populao. Onmero 7 mostra que a populao est diminuindo com rapidez: est ocorrendo bitos. Por algum fatorlimitante, a populao no conseguiu se adaptar. Pode ter ocorrido mudana de pH do meio, limitaode espao ou falta de nutrientes sem possibilidades de renovao.

Quando especificamos o tamanho da rea ocupada por uma populao, estamos determinando adensidade populacional, mostrando quantos habitantes existem em uma determinada rea (m2, km2,alqueire, m3etc.). Exemplos: 150 habitantes/km2, 50 camares/m3. Dessa descrio, tiramos a frmulada densidade:

Densidade (unidade de espao) = nmero de indivduos (unidade de medida) espao ocupado

O clculo da densidade populacional um instrumento utilizado por pesquisadores para verificara quantidade de variantes que a populao est sofrendo ao longo dos anos. A entrada e a sada deindivduos so: a taxa de natalidade (novos nascimentos), a taxa de mortalidade (bitos), a taxa deimigrao (indivduos de outros locais que comeam a fazer parte da populao) e a taxa de emigrao(indivduos pertencentes populao que saem dela para fazer parte de outra).

Os vegetais, apesar de imveis, tm suas sementes e plen espalhados para outros locais devido ao de outros animais ou dos ventos. A densidade populacional expressa o tamanho da populao, masno determina a distribuio dos indivduos no meio, podendo existir reas com maior densidade queoutras a exemplo de florestas e reas rurais onde a densidade de vegetais maior, e de lagos, rios emares onde a densidade de seres aquticos maior.

As entradas e sadas de indivduos em uma populao podem ser calculadas:

Taxa de natalidade= nmero de nascimentos

tempo

Taxa de mortalidade= nmero de bitostempo

Existem populaes que apresentam um nmero muito grande de indivduos. Nesses casos, osestudos populacionais usam uma ferramenta chamada de amostragem. Estuda-se uma parcelade indivduos e infere-se que os resultados seriam os mesmos para a totalidade da populaoobjetivo da pesquisa. Quando se opta pelo estudo por amostragem, necessrio estimar o maiornmero possvel de indivduos para compor um grupo representativo de anlise. Inclui-se omtodo de marcao e recaptura, muito uti lizado para os estudos de animais em que se capturam


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Unidade I

indivduos para sua marcao e posterior liberao que sero reintegrados ao grupo. Aps algumtempo, a prtica refeita e os organismos marcados so contados. Infere-se que a porcentagemde animais marcados dentro da segunda amostra seja a porcentagem da amostra significativapara representar a populao total. Estimar o tamanho da amostra em organismos fixos ou demovimentos lentos muito mais fcil que fazer a estimativa de animais que se locomovem commuita rapidez e percorrem reas maiores, ou ento de animais marinhos que tm uma dispersoconforme as mars e a correnteza.

Quando as taxas de natalidade e mortalidade so prximas, pode-se estimar o tamanho dapopulao futura. Mas, em muitas espcies, as taxas de natalidade e mortalidade variam conformea idade dos organismos que a compem, e crescero diferentemente durante o ciclo de vida daespcie. O crescimento maior quando a maior parte da populao est em perodo reprodutivo,e isto exclui os componentes mais jovens e os ancies. Quando o perodo reprodutivo ocorreem uma breve estao do ano, como o caso de algumas aves e peixes, encontram-se muitos

indivduos de idade muito prxima, e percebe-se uma leve estratificao. Mas h espcies cujoperodo reprodutivo contnuo, como ocorre com a espcie humana, fazendo com que no sejapossvel perceber tal estratificao. Nesses casos, divide-se a populao em faixas etrias (por umintervalo de meses, anos etc.).

Sabemos que o crescimento de uma populao est intimamente ligado s condiesambientais. Mas, atualmente, a interferncia humana como o desflorestamento, a construode estradas, as hidreltricas e outras grandes obras da engenharia acaba segmentando o espaoocupado por uma determinada espcie, criando reas territoriais fragmentadas que chamamosde manchas, povoadas por subpopulaes que mantm movimentos ocasionais de organismosentre elas. O conjunto dessas subpopulaes que mantm essa pequena movimentao entreelas chamado de metapopulao. Como as subpopulaes apresentam um nmero reduzidode representantes, a ocorrncia de um desastre natural, ou de catstrofes em geral, pode levar,com muito mais facilidade, extino desse pequeno grupo, deixando a mancha desocupada.Em casos de extino, a taxa de mortalidade maior que a de natalidade. Existe a probabilidadede essa mancha desocupada ser recolonizada, mas para isso necessrio que existam vriassubpopulaes vivendo pelos arredores.

Lembrete

O equilbrio dinmico de uma populao ocorre pela entrada e sadade indivduos, representadas pela natalidade (nascimentos), mortalidade(bitos), imigrao (chegada de novos organismos) e emigrao (sada deorganismos).

1.3 Comunidade

Uma espcie pode ajudar outra a obter alimento, se reproduzir e se defender? Vrias espcies podemconviver juntas, sem se atacar mutuamente? Essas indagaes remetem ao estudo das comunidades.


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Podemos entender como comunidade o conjunto de todas as populaes que coexistem em umadeterminada regio e que interagem entre si, levando em conta todas as espcies presentes.

Alguns estudiosos preferem usar o termo biocenose em vez de comunidade. Podemos citarcomo caractersticas de uma comunidade: a diversidade de espcies, as formas de crescimentodiferenciadas, a composio espacial por estratos ou zonas, a dinmica temporal como ciclosdiurnos, noturnos ou sazonais, as relaes alimentares, as interaes e a interdependncia entreas espcies.

A descrio de uma comunidade inicia-se pela riqueza de espcies que ela apresenta, ou seja, aquantidade de espcies encontradas em determinado ambiente. Quanto maior a riqueza da comunidade,maior a diversidade das espcies. Para mensurar o nmero de espcies de uma comunidade, utiliza-se aamostragem, identificando-se o nmero de espcies diferentes e a quantidade de indivduos da amostra.No entanto, para certificar-se da validade dos resultados, necessrio que ocorram vrias repeties

de anlise de pontos prximos, at que os valores sejam constantes. Existem fatores que dificultam arealizao dessa tarefa, tais como a existncia de organismos que apresentam morfologias diferentesem suas fases de vida muitos insetos apresentam fase larval, pupa e organismo adulto, mas soorganismos de uma mesma espcie e a identificao de espcies litorneas que podem migrar paraa gua e voltar para o litoral, dificultando a determinao do ambiente ao qual elas realmente fazemparte.

Existem outros fatores que podem influenciar na riqueza de espcies de uma regio. A prpriageografia do planeta, com temperaturas mais frias nos polos e mais quentes em regies prximasao Equador, faz com que a riqueza nos trpicos seja maior. A temperatura baixa das regies dealta altitude diminui a oferta de recursos naturais, e consequentemente a riqueza de espcies menor. Em grandes profundidades, a riqueza tambm menor, pois h pouca luz e a temperatura mais baixa.

As espcies no so igualmente distribudas dentro de uma comunidade. Podemos identificardois pontos interessantes nesse sentido: a dominncia e a equitabilidade. Conforme ascaractersticas fisiolgicas das espcies e as condies que o ambiente oferece, podem ocorrerespcies dominantes, isto , em maior nmero de indivduos que outras. As espcies rarasapresentaro um nmero muito pequeno de indivduos. Por outro lado, a equitabilidade ocorre

quando no h uma dominncia significativa na comunidade, e os nmeros de indivduos porespcie so prximos.

O funcionamento de uma comunidade depende de suas interaes, que podem ocorrer entreorganismos da mesma espcie que denominamos de intraespecficas ou homotpicas e entreorganismos de espcies diferentes que denominamos de interespecficas ou heterotpicas.


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Relaesharmnicas

Intraespecficas

Intraespecficas

ColniasSociedades

CooperaoMutualismo

Comensalismo

CanibalismoCompetio

AmensalismoPredatismoParasitismoCompetio

Sinfilia

Interespecficas

Interespecficas

Relaesdesarmnicas

Figura 4 Interaes entre os seres vivos

Na Figura 4, apresentamos as diferentes interaes que uma comunidade pode apresentar. Asinteraes podem envolver aspectos positivos e harmnicos que levam ao beneficiamento dosorganismos envolvidos ou, pelo menos, de algum ou alguns deles. Por outro lado, podem ocorrerinteraes negativas, desarmnicas, em que h prejuzo para uma das partes.

As interaes entre organismos de mesma espcie (intraespecficas) podem ser harmnicas. Nessecontexto, identificamos a formao de colnias e sociedades. Existem seres vivos que se movimentampor seus prprios esforos so os designados seres de vida livre, tais como tubares, aves e aranhas e os organismos que so ssseis vivem fixos em um local, como os corais e as esponjas marinhas.Algumas espcies apresentam um comportamento solitrio, como as onas, gavies e cobras; soorganismos relativamente independentes que s procuram um parceiro na poca de reproduo. Outras,diferentemente, tm o hbito de viver em grupamentos: o caso, por exemplo, dos homens, dos cupinse das caravelas.

As colniasso formadas por grupos de indivduos de mesma espcie, sejam os de vida livre comoas espcies de aves que voam em bando e de peixes que formam cardumes , sejam os organismosssseis como os recifes de corais, em que h uma ligao estrutural entre os membros da comunidade,reproduo por brotamento e ligao dos novos organismos aos seus ancestrais. A formao de colnias

pode oferecer algumas vantagens, como a proteo do grupo enquanto se alimentam ou dormem enquanto uns executam essas atividades, outros atuam como sentinelas para avisar sobre qualquerperigo vista. Grupos de aves e mamferos, geralmente, tm a presena de um organismo em posiode destaque (um lder), seguido por uma escala hierrquica.

Na formao de sociedades, percebemos uma organizao maior. Os indivduos possuem funesespecializadas para o bem-estar do grupo, ocorrendo diviso de trabalho. Identificamos esse tipo decomportamento em alguns invertebrados coloniais (caravelas), em insetos sociais superiores (formigas),em vertebrados e nos homens. A transio do comportamento solitrio para o social aumentou oscuidados com a prole e com os indivduos mais velhos. As abelhas, por exemplo, apresentam uma

organizao social extremamente elevada, pois h grupos de indivduos especializados para cada tarefa:


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a classe das operrias (fmeas estreis), que realizam todos os trabalhos da colmeia, a rainha (fmeafrtil), encarregada da reproduo, e os zanges, cuja funo fecundar a rainha. A integrao entreos animais conseguida por mecanismos sonoros, tcteis, visuais ou qumicos (feromnios). Algumasespcies entre os carnvoros e rpteis marcam seu territrio com odores marcantes, geralmente deexcretas. Os odores, feromnios ou outras substncias, podem ser indicadores de acasalamento ou deperigo.

As relaes harmnicas podem ocorrer entre espcies diferentes tambm. A cooperao, ouprotocooperao, envolve duas espcies que podem viver sozinhas, mas quando mantm uma associao,ambas so beneficiadas, como o caso da associao entre caranguejos eremitas e anmonas do mar.Esses caranguejos no possuem uma proteo para o abdome, abrigando-se em conchas vazias decaramujos. Eles arrastam a concha procura de alimento e procuram conchas maiores medida quecrescem. A anmona, por outro lado, um organismo sssil. Quando conseguem se fixar sobre asconchas carregadas por esses caranguejos, elas obtm alguma mobilidade, o que oferece maior oferta

de alimento, alm da oportunidade de comer os restos de comida do caranguejo. As anmonas possuemtentculos urticantes para sua defesa, e os caranguejos se beneficiam dessa caracterstica afastando desi possveis predadores.

O mutualismo, ou simbiose, se difere da cooperao porque a associao entre as duas espciesgarante a sobrevivncia de ambas uma no conseguiria viver sem a outra. Um exemplo so os liquens,associao entre algas fotossintetizantes e fungos. Tal relao garante a sobrevivncia em locais expostosao sol, regies desrticas, polares, e que seriam inspitas para cada uma das espcies isoladas. As algascrescem em meio dos miclios dos fungos; os fungos oferecem sustentao e retm gua, garantindoumidade; as algas, por sua vez, produzem alimento carboidratos que so absorvidos pelo fungo.

No comensalismo, inquilinismoe epifitismo, temos uma associao que beneficia apenas umadas espcies, ao passo que a outra no beneficiada nem prejudicada. Inquilinismo e comensalismo sotermos geralmente utilizados para animais; um exemplo so as rmonas pequeno peixe com estruturasde fixao , que grudam no corpo dos tubares, alimentando-se das sobras das refeies dos tubares,locomovendo-se sem esforo e no os prejudicando em nenhuma situao. J epifitismo um termomais utilizado para plantas. As epfitas, como as samambaias, bromlias e orqudeas, instalam-se nosgalhos das rvores e beneficiam-se da posio privilegiada que lhes confere maior oferta de luz; comisso, conseguem realizar fotossntese, retirar gua da umidade do ar e produzir seu prprio alimento.

No prejudicam nem favorecem a rvore.

Por outro lado, nas interaes desarmnicas, uma das espcies prejudicada em benefcio da outra.Entre organismos da mesma espcie, temos o canibalismo e a competio. O canibalismo ocorrequando membros de um grupo se alimentam de outros membros de sua prpria espcie. Pode ocorrerem superpopulaes quando h falta de alimento ou, ento, em algumas espcies cuja fmea devorao macho aps a cpula a fim de garantir provimentos para o desenvolvimento dos ovos o casoda aranha viva-negra. A competio intraespecfica importante para o controle do tamanho dapopulao e da densidade. Geralmente, os animais competem por espao e alimento, e os vegetais, porluminosidade, nutrientes e gua. A competio na natureza um fator de seleo natural, prevalecendoos organismos com maior facilidade adaptativa.


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Acompetio interespecficaocorre quando espcies diferentes possuem necessidades semelhantese os mesmos hbitos alimentares, mas os recursos disponveis no so suficientes para suprir todas elas.Nesse caso tambm ocorre seleo natural e, possivelmente, a extino de uma das espcies a que sed o nome de princpio da excluso competitiva.

No amensalismo, ou antibiose, uma espcie se beneficia por liberar substncias que impedem ocrescimento da outra um exemplo a substncia liberada pelo fungo Penicillium, um antibitico queimpede o desenvolvimento de bactrias; alis, dessa substncia que produzimos a penicilina.

Existem espcies que dependem e se alimentam de outra espcie sem necessariamente mat-la o que chamamos de parasitismo. A espcie que se beneficia o parasita, e a espcie que se prejudica o hospedeiro. Um parasita bem adaptado tem de ser modesto em suas necessidades, adaptar-se aoestilo de vida do hospedeiro e garantir que sua prole encontre novos hospedeiros. Uma quantidadeelevada de parasitas em um hospedeiro pode enfraquec-lo e lev-lo morte. Se o parasita vive dentro

do hospedeiro, o caso de um endoparasita como as tnias (solitrias) ; de outro modo, se o parasitavive fora do corpo do hospedeiro, temos um ectoparasita como os piolhos e os carrapatos. As plantastambm podem ser parasitas ou hospedeiros; o que acontece com o cip-chumbo, um vegetal parasitade cor amarelada cujas razes penetram no caule de outras espcies para sugar a seiva nesse caso,temos um holoparasita, isto , um parasita total.

Algumas espcies se beneficiam por capturar e explorar o trabalho e os alimentos da outra espcie. o que denominamos desinfilia, esclavagismo ou escravismo. o caso da relao entre as formigase os pulges. Os pulges se alimentam da seiva de vegetais, rica em carboidratos, e produzem excretasque tambm tm esses compostos em abundncia. As formigas se alimentam das excretas dos pulges;elas carregam esses insetos para dentro do formigueiro, colocam-nos sobre razes de plantas para sugarmais e, com suas antenas, acariciam o seu abdome para que excretem mais. E vo alm: para garantirnovos escravos, cuidam da prole dos pulges.

Quando uma espcie mata a outra para se alimentar, denominamos a ocorrncia de predatismo. Aespcie beneficiada a predadora e a espcie prejudicada a presa. Todos os carnvoros so predadores(onas, tigres, guias). Quando isso ocorre com vegetais, chamamos de herbivorismo, e o predador devoraa planta inteira. Os predadores geralmente so maiores, mais velozes e esto em menor nmero que suaspresas. Eles possuem adaptaes que facilitam a caa e captura do tipo especfico de presa da qual se

alimenta, como os dentes pontiagudos de tubares e caninos e a lngua comprida dos tamandus. Aspresas tambm possuem adaptaes para se defender, como os espinhos do porco-espinho e o cascodas tartarugas. Algumas espcies de animais tentam se confundir com o meio ambiente para despistaro predador o caso da camuflagem e do mimetismo. Na camuflagem, o animal tenta se parecer como meio, como as aves e os insetos de cor verde no meio da vegetao, a arraia da mesma cor da areiano fundo do mar e o camaleo que muda de cor conforme o ambiente em que est. No mimetismo, apresa tenta imitar outro animal mais perigoso, como a cobra falsa-coral e a borboleta coruja, que temnas asas um desenho semelhante aos olhos de uma coruja.

A constante interao entre as espcies de uma comunidade, que sofrem as mesmas presses do meioem que vivem, exigem adaptaes por parte de todas elas. A coevoluo um tipo de evoluo dentro


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da comunidade; nela, a evoluo de uma espcie depender da evoluo da outra com a qual interage.Relaes estreitas, como de plantas e herbvoros, parasitas e hospedeiros e de espcies simbiontes,sofrem a tendncia de se tornarem cada vez mais especficas. No entanto, as comunidades no possuemfronteiras delimitadas que as separem umas das outras, de modo que as espcies de uma comunidadeinteragem entre si e com espcies de outras comunidades.

1.4 Ecossistema

Os organismos que fazem parte de uma populao, que compem uma comunidade, dependemdo meio em que vivem. O Ecossistema, ou sistema ecolgico, estuda a interao entre organismos(parte bitica) e sua relao com o meio fsico (parte abitica), destacando o fluxo de energia e matriaentre as partes. Os organismos precisam de elementos essenciais vida como oxignio, carbono,nitrognio, fsforo, enxofre , que retiram do ar, do solo, das rochas, da vegetao e de outros animais.Assim que ingeridos, ou inalados, uma srie de transformaes qumicas reorganiza esses elementos

conforme as funes do organismo. O estudo dos ecossistemas analisa as atividades dos organismose as transformaes fsicas e qumicas do solo, da gua e da atmosfera. Uma floresta, um jardim e umlago so ecossistemas.

Os ecossistemas se caracterizam por transformaes energticas e, segundo as leis da termodinmica,energia a capacidade de produzir trabalho a energia no pode ser perdida ou criada, mas transformada.No entanto, na realizao do trabalho, a energia degradada e no possvel reaproveita-l. A nossafonte de energia o sol, e apesar de ela ser inesgotvel, os vegetais que incorporam essa energiaatravs da fotossntese necessitam de materiais que, estes sim, so limitados no ambiente e necessitamser reaproveitados nos ciclos biogeoqumicos. Existe um conjunto de elementos que caracterizamum ecossistema, como as substncias inorgnicas (carbono, nitrognio, oxignio etc.), as substnciasorgnicas (carboidratos, lipdios, protenas etc.), os organismos produtores (principalmente vegetais), osorganismos consumidores (herbvoros e carnvoros), o regime climtico (temperatura, vento, umidade,luminosidade etc.) e os organismos decompositores (microrganismos).

As plantas utilizam a luz solar para realizar a fotossntese e produzir carboidrato (glicose); elasprecisam de captao constante de gua e, por isso, possuem razes para garantir esse suprimento;alm das razes, tm folhas largas para captar maior quantidade de luz solar. Servem de alimento paracarnvoros e herbvoros e, quando morrem, servem de alimento para os decompositores os fungos.

Nesse contexto, o papel das bactrias e dos protozorios se reflete na capacidade extraordinria derealizar processos bioqumicos que trazem benefcios a todos os seres vivos, como a fixao do nitrognioe a degradao da celulose.

Interagindo com seu meio fsico, uma comunidade origina um fluxo de energia, modelando umaestrutura trfica, uma diversidade bitica e uma ciclagem de nutrientes, constituindo um ecossistema.Nenhum sistema ecolgico fechado. Existem entradas e sadas de energia, de organismos, de matria,e este movimento mantm um balano, um equilbrio dinmico. As comunidades em um ecossistemamudam atravs dos tempos, em diferentes estaes do ano, em anos, em dcadas, em sculos. Asmudanas podem ser originadas de fatores externos, como movimentos tectnicos e variaes de clima,que denominamos sucesso modificaes fsicas e qumicas que ocorrem no meio, alcanando vrios


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nveis. O fenmeno da sucesso uma interao dinmica e complexa entre a comunidade que habitao ecossistema e os fatores geolgicos determinantes para o fluxo de energia e de matria. A sucessointroduz uma nova dimenso, o tempo, indispensvel para a compreenso do ecossistema.

Uma comunidade pode alterar o meio em que vive, criando condies favorveis para que umanova espcie se estabelea, ou estabelecendo pontos desfavorveis, causando a mortalidade de outrasespcies. O movimento dos organismos por vrios ambientes leva-os a enfrentar variaes ambientais.As espcies terrestres, por exemplo, quanto mais rpido se moverem, mais rapidamente percebero asmudanas. Fenmenos marinhos podem ser pontuais ou abranger milhares de quilmetros, do mesmomodo que podem durar apenas alguns dias ou perdurar por sculos. As perturbaes ambientais criamreas em diferentes fases de desenvolvimento.

Os organismos mudam ao longo do tempo. Eles evoluem, sofrem seleo natural e se adaptam salteraes ambientais, criando novas possibilidades para si prprios e para espcies com as quais interagem

direta ou indiretamente, at alcanarem um estgio em que o ecossistema mantenha ganhos e perdasproporcionalmente equilibrados, trocando energia e matria em um estado estacionrio dinmico.

As mudanas que ocorrem durante a sucesso ecolgica so chamadas de seres, e podem apresentar-se sob dois tipos diferentes, conforme sua origem. Seres primrias so aquelas mudanas ocorridas emlocais nunca antes habitados, como rochas nuas, dunas de areia, campos de lava vulcnica. As seressecundrias so as mudanas que ocorrem em ambientes que j foram habitados anteriormente, comoreas destrudas por queimadas, campos de cultivo abandonados, represas recm-formadas. O estgioseral inicial denominado estgio pioneiro, sendo caracterizado por plantas pioneiras que apresentamalta taxa de crescimento, tamanho reduzido e ciclo de vida curto e produzem uma elevada produode sementes que se dispersam com facilidade. A velocidade da sucesso diminui conforme a vegetaode crescimento lento aparece, proporcionando condies para que a diversidade de espcies aumente,as relaes alimentares fiquem mais complexas e, no estgio terminal, um grau de maturidade sejaalcanado, estabelecendo-se o clmax. A Figura 5 demonstra uma sucesso ecolgica transformandogradualmente um lago em uma floresta um exemplo de sucesso secundria.

Na fase inicial, indicada pela letra A, temos um lago formado com poucos nutrientes e matriaorgnica.Vegetais e animais microscpicos chegam ao lago atravs de sementes e ovos transportadospelas patas de aves e insetos que chegam voando; o fundo do lago nu e a alimentao sustentada

pelo plncton.

Na letra B, ocorre o desenvolvimento de vegetao submersa e deposio de material no fundo enas margens. Aos poucos, o lago vai recebendo essas substncias escoadas pelas guas das chuvas, pelosventos que trazem restos de flores, folhas secas, fezes de animais e restos de materiais em decomposio.

Na letra C, com o aumento de nutrientes e matria orgnica, ocorre crescimento das espcies deorganismos aquticos. A vegetao emergente aflora na superfcie e as plantas crescem na borda dolago parcialmente submersas , retendo matria orgnica entre seus caules e razes, direcionando ocrescimento para o centro do lago e impedindo a penetrao de luz para a vegetao submersa quecomea a desaparecer.


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Na letraD, a continuao do processo de aterro transforma o lago em regio alagadia, proporcionandoum ambiente mais adaptado vegetao de pntano, ocorrendo um gradativo preenchimento vegetaldo lago a partir de suas margens.

Na letra E, que a fase final, a vegetao composta por plantas herbceas e gramneas sucedidaprogressivamente por vegetao de floresta, criando condies favorveis para a colonizao de novasespcies de animais, aumentando a diversidade; as interaes para obteno de espao e alimento ficamento mais complexas, alcanando um estgio de clmax.

Figura 5 Sucesso ecolgica de um lago para uma floresta

No incio da sucesso ecolgica, seja primria ou secundria, a colonizao se d por espciespioneiras. Tais indivduos so capazes de crescer em solos pobres em nutrientes e matria orgnica, emambientes muito secos ou, ento, com excesso de umidade, alm de resistir a altas temperaturas domeio. Essas espcies modificam as condies ambientais, tornando o meio menos adverso e favorecendoa implantao de novas espcies que, melhor adaptadas s novas condies, acabam crescendo

vigorosamente, sobressaindo-se sobre as pioneiras.

As espcies tardias da sucesso so mais capazes de suportar baixos nveis de recursos que as iniciais.Com isso, podem invadir o espao e crescer na presena das espcies antecessoras. Conforme ocorrea evoluo dos estgios de sucesso, a variabilidade das condies ambientais diminui, aumentando acomplexidade do ecossistema at chegar a um equilbrio dinmico (clmax). Comunidades em equilbriodiante de novas perturbaes ambientais se reconstroem lentamente, exigindo novas adaptaes, novascompeties e novas disputas pelos recursos naturais disponveis.

A sucesso pode ser influenciada por diferentes fatores, mas a interveno humana, principalmente,afeta-a de modo radical. Com a prtica agrcola e uso de fertilizantes, os homens alteram as propriedades


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do solo, podendo dificultar a instalao de espcies pioneiras. Com o desmatamento e a falta de cuidadocom a biodiversidade, esto levando muitas espcies extino, o que pode prejudicar as relaestrficas nos estgios de sucesso. A implantao de espcies exticas em ambientes onde elas notenham um predador ou parasita especfico pode torn-las pragas ou vetores de doenas, podendointerromper uma sucesso ecolgica. A excessiva poluio das guas, da atmosfera e do solo, bem comoos acidentes ambientais com produtos qumicos, so exemplos de interferncias que podem dificultaros estgios de desenvolvimento dos ecossistemas. De outro modo, as sucesses podem ser influenciadasno pelos seres humanos, mas por herbvoros que, atravs da predao, podem alterar a disponibilidadede nutrientes.

Saiba mais

Como uma espcie extica pode se tornar uma espcie invasora?Informe-se melhor sobre esse assunto assistindo ao programa:

GLOBO Ecologia. Espcies invasoras: ntegra. (07/04/2012). 18 minutos e26 segundos. Disponvel em: . Acesso em: 23 abr. 2014.

1.5 Biosfera

Existe uma faixa ao redor do planeta que oferece condies para o desenvolvimento da vida, mantida

pela luz do sol, pelos nutrientes e pela gravidade que garante as caractersticas da nossa atmosfera. Essacamada, com temperaturas adequadas, umidades apropriadas do ar e concentraes corretas de gases,mantm patamares que facilitam o desenvolvimento de seres vivos. Essa faixa, que se estende desde asaltas altitudes da atmosfera at o as profundezas do oceano e ampara todos os ecossistemas da Terra, chamada de Biosfera.

Vrias teorias foram formuladas para explicar a origem da vida na Terra, todas tentando explicar asorigens, semelhanas e adaptaes de organismos e fsseis aos diferentes ambientes pelos mais remotoscantos do planeta. Os registros mais antigos que temos de um ser vivo o da Eubactrium,encontrada em

rochas de mais de trs bilhes de anos. A Biologia interpreta a histria dos seres vivos como um processocontnuo de evoluo orgnica, em que os organismos atuais descendem de ancestrais primitivos queforam se modificando muito lentamente em resposta a alteraes ambientais. So abundantes os fatose provas que fundamentam a teoria da evoluo. No entanto, h divergncias de opinio quanto aosmecanismos pelos quais ela ocorreu.

Podemos encontrar trs componentes bsicos na Biosfera: a hidrosfera (ambientes aquticos),a litosfera (continentes) e a atmosfera (camada gasosa). O ar, o solo e a gua, juntamente com aenergia do sol, so as bases de todas as formas de vida na Terra. A Biosfera compreende um espaode aproximadamente 80 quilmetros de altitude acima do nvel do mar at aproximadamente

10 quilmetros de profundidade no oceano. No ambiente terrestre, a oferta de oxignio farta, a


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temperatura tem grandes e rpidas variaes e a cobertura vegetal geralmente abundante. A umidadedo ar pode ser escassa, e percebem-se em animais terrestres adaptaes fisiolgicas e de hbitos paraevitar sua desidratao.

No grupo dos ambientes aquticos, temos os ambientes marinhos salinos, com grandesprofundidades, cuja penetrao da claridade oferece um diferencial de espcies encontradas e comtemperatura que varia lentamente e os ambientes de gua doce que so mais rasos, com variao detemperatura, turbidez e penetrao luminosa maior que o oceano, podendo apresentar gua corrente(rios) ou gua parada (lagos).

A atmosfera evoluiu ao longo das eras geolgicas at chegarmos ao estado atual. Ela apresentaestratos, e quanto mais distantes da superfcie do solo eles esto, mais rarefeito o ar e menor atemperatura. As camadas que compem a atmosfera so a troposfera nica camada que os seresvivos conseguem respirar, com cerca de 20 quilmetros de extenso a partir da superfcie do solo , a

estratosfera a cerca de 50 quilmetros do solo, onde se encontra a camada de oznio , seguidas pelamesosfera e a termosfera.

1.6 Hbitat e nicho ecolgico

Quando se pergunta qual o endereo de uma pessoa, o que se quer saber sobre ela? Hbitat seriaa resposta se a pergunta fosse direcionada a uma espcie diferente como uma planta, um coelho oucamaro. Voc diria uma posio geogrfica, um lugar especfico, e este conceito se amplia para todosos seres vivos. O hbitatde um organismo o lugar, ou estrutura, no qual ele vive. J sabemos quepopulaes de diferentes espcies podem conviver em uma mesma rea e, portanto, todos os membrosdaquela comunidade tero o mesmo hbitat. A distribuio das mais diferentes formas de vida sofreinfluncias de barreiras fsicas como a gua para animais terrestres e vice-versa , barreiras biolgicas como oferta de alimento e alteraes climticas.

Pelo conceito de hbitat, podemos nos atentar para a variedade de condies s quais osorganismos esto expostos. Mesmo que vrias espcies tenham o mesmo hbitat, elas podem termodos de vida diferentes e explorar os recursos disponveis de formas diferentes carnvoros,herbvoros, decompositores e produtores se especializam de formas distintas. Esta especializao,que a atividade ecolgica que cada organismo exerce dentro do ecossistema, denominada

nicho ecolgico.

O nicho de uma espcie depende do que ela se alimenta, de seu ciclo de vida e de seus hbitos.Espcies que coexistem em um mesmo hbitat podem ocupar nichos diferentes e nunca necessitarda mesma fonte de recursos para sobreviver; ou, de outro modo, em casos em que diferentes espciesnecessitam das mesmas fontes de alimentao, elas agem em competio.

Algumas espcies possuem hbitos alimentares variados, so pouco exigentes, tm uma elevadatolerncia aos recursos disponveis e so chamadas de generalistas. o caso dos morcegos, ratos eda espcie humana. Os generalistas geralmente demonstram altas taxas de crescimento e dispersopor no sofrerem tanto pela competio de alimento. Outras espcies so extremamente exigentes


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e adaptadas a uma alimentao especfica so os denominados especialistas. Para os especialistas,alteraes no ambiente podem lev-los procura de novos hbitats, pois a falta de adaptao faz comque muitos indivduos morram, dificultando o encontro de um parceiro para reproduo o que podesignificar a extino da espcie.

Observao

Sucesso ecolgica o desenvolvimento de um ecossistema ao longodo tempo. Envolve mudanas na repartio de energia e na estrutura dascomunidades at alcanarem o clmax.

1.7 Fatores biticos e fatores abiticos

As populaes vivem em seus hbitats e possuem nichos dos mais amplos aos mais restritos,conforme suas capacidades de adaptao s alteraes ambientais. So essas alteraes que definema abundncia e diversidade de espcies de um ecossistema. Cada populao ter suas necessidadesespeciais algumas espcies precisam de ambiente mido, outras de clima frio, outras, ainda, s crescemao sol , cada qual com uma faixa de tolerncia entre os variantes ambientais. s vezes, a falta ouexcesso de um determinado fator pode limitar o crescimento da populao, mesmo que todas as outrasvariantes estejam dentro de limites suportveis, dizemos que no ambiente h um fator limitante paraaquela populao.

Os fatores biticosde um ecossistema so constitudos pelos organismos vivos, como foi discutidono primeiro tpico da estruturao da Ecologia. As caractersticas bsicas que descrevem um ser vivoso a organizao, a excitabilidade, o metabolismo e a reproduo. Esto entre os fatores biticos de umecossistema, desde os microrganismos unicelulares, todos os vegetais, seres aquticos, at organismosmais complexos como animais de grande porte e rvores frutferas. Os seres vivos se encaixam dentrode uma posio trfica, determinada pelo seu tipo de alimentao: os fotossintetizantes so produtores,organismos que se alimentam de outras espcies so consumidores e organismos que se alimentam dematria morta so decompositores.

No meio fsico, encontramos os fatores abiticos so os fatores ecolgicos que determinam as

condies de existncia para os seres vivos. Podemos agrup-los em fatores que determinam o clima deuma regio como luz, temperatura, pluviosidade, umidade e ventos e fatores edficos, dos quais sedestacam a composio qumica e estrutura do solo como nutrientes, permeabilidade, pH e retenode gua.

A presena da luz influencia nos ecossistemas por participar diretamente da taxa fotossintticados vegetais e atuar no ciclo dirio de noite e dia e nas mudanas sazonais de estaes, determinandomuito dos hbitos de animais e plantas. A luz fundamental para a presena da vida. Toda energiautilizada pelos organismos provm do Sol, e ela transformada de um tipo em outro, isto , nopode ser criada nem destruda. A energia est diretamente relacionada fotossntese, s plantas e aalgumas algas microscpicas que absorvem a energia radiante e pela ao fotossinttica da clorofila


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produzem carboidratos a partir do gs carbnico e da gua, e assim chega todos os seres vivos. Emambientes aquticos, principalmente no oceano, a luz s consegue penetrar numa profundidade decercas de 200 metros; em profundidades maiores que esta, no h fotossntese. Para muitos animais,atravs da viso, a luz tornou-se fonte de informao: muitas espcies s germinam e florescem coma claridade do dia.

Quase toda a energia solar volta para o espao. As plantas absorvem 1% do total de energia solarque chega Terra. Essa pequena porcentagem capaz de garantir sua vida e a de todos os animais emicrorganismos que direta ou indiretamente dependem delas; a energia incorporada passa de organismopara organismo como nica fonte de manuteno da vida.

As mudanas dirias e sazonais esto baseadas no movimento da Terra em relao ao Sol.A rotao da Terra sobre seu prprio eixo determina a alternncia de dia e noite, e a inclinaode seu eixo, com sua revoluo anual em torno do Sol, produz as estaes do ano. As atividades

realizadas pelos organismos durante as 24 horas do dia so chamadas de ciclo circadiano, ecada espcie demonstra atividades especficas como a resposta ao fotoperodo (perodo claro dodia), fato pelo qual muitos organismos se adaptam para sincronizar seus perodos reprodutivosde acordo com as estaes do ano ou fazer migraes para outras regies, em estaes onde ofotoperodo mais longo.

A temperatura tambm um fator determinante para a existncia da vida. Quase toda a vida na Terrase mantm dentro de uma faixa de 0 a 50C. Cada espcie tem seus limites trmicos: todas morremse expostas ao congelamento prolongado ou ao calor excessivo. A tolerncia ao calor mantida pelaumidade do ar (quantidade de vapor de gua retido na atmosfera). As variaes de temperatura so maislentas e de menor amplitude no oceano, e os organismos marinhos sofrem menos com as mudanasde estao e de clima. Os seres vivos desenvolveram, durante a evoluo, diferentes adaptaes paracompensar as variaes de temperatura.

Os grupos de animais de maior sucesso so as aves e os mamferos, que possuem mecanismospara manter a temperatura corprea constante. So chamados de homeotermos, tambm conhecidoscomo animais de sangue quente. Possuem pelos e penas que servem de isolante trmico. Quando atemperatura do corpo se eleva, h perda de calor pela transpirao, quando a temperatura internadiminui os pelos se eriam e ocorre tremores com a inteno de aumentar o calor. Com este mecanismo

de controle, os homeotermos tm a vantagem de conseguirem habitar os mais variados ecossistemasdo planeta.

Nos outros animais, a temperatura do corpo acompanha a do meio ambiente. Por exemplo, a minhocatem a temperatura do solo onde vive, os peixes tm a temperatura da gua e, por isso, so chamados depecilotrmicos ou animais de sangue frio. Uma alternativa que algumas espcies conseguiram alcanarpara suportar o frio do inverno foi a hibernao. Alguns animais como os anfbios, rpteis e at insetosprocuram locais para se abrigarem e reduzem as atividades metablicas ao mnimo, permanecendo emum aparente sono profundo. A temperatura interna assemelha-se do ambiente e o animal vive custade substncias armazenadas em seu organismo a principal a gordura.


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Unidade I

Em relao gua, podemos dizer que o modo de vida terrestre evoluiu em concordncia com asestratgias de obt-la e conserv-la. A gua representa mais da metade do peso de um organismo,dissolve substncias e permite a ocorrncia de reaes qumicas necessrias ao seu metabolismo. Existeum intercmbio constante entre as guas da Terra, do ar e dos mares sobre o qual discutiremos melhorno ciclo hidrolgico. Porm, uma das caractersticas importantes da gua a de diminuir sua densidade medida que congela, por isso, o gelo flutua sobre o lquido. E, mesmo em temperaturas muito baixas,a densidade da gua muito maior que a do ar, e a superfcie de um lago pode congelar enquanto seuinterior permanece em estado lquido, garantindo a vida no ambiente aqutico.

Animais terrestres podem beber gua de lagos, rios e outras fontes e as plantas desenvolveram razespara aproveitar a gua do solo. Geralmente, os organismos possuem revestimentos corporais contra aperda excessiva de gua: os rpteis, aves e mamferos possuem uma camada impermevel formada poruma protena chamada queratina, os insetos possuem a quitina e os vegetais, a suberina no tronco e acutina nas folhas. As cascas e membranas dos ovos desempenham a mesma funo. Animais que no

possuem coberturas protetoras eficientes, como minhocas, lesmas e anfbios, sobrevivem apenas emlocais midos.

Os animais terrestres possuem outra adaptao muito interessante, que o aparelho urinrio:alm de eliminar excretas, utilizado para regular a gua excretada; se h pouca oferta de gua parao organismo, a eliminao de urina tem menor quantidade de gua, ficando mais concentrada. Osmamferos e anfbios excretam ureia, que pode ser eliminada em pouca quantidade de gua semprejudicar o organismo; nos rpteis e aves eliminado cido rico, um composto insolvel e poucotxico que no precisa de gua para ser eliminado. As plantas de regies secas, como os cactos, possuemfolhas modificadas para espinhos para minimizar a perda de gua por transpirao, cutcula espessa erazes muito desenvolvidas.

A salinidade representa um problema osmtico para animais aquticos: no mar, a concentraode sal muito maior fora do organismo, o que leva a uma perda de gua, uma desidratao. Paracompensar a perda de gua (osmose) para o meio externo, os peixes eliminam ativamente o excesso desais ingeridos atravs das brnquias e produzem pouca urina. Os peixes de gua doce enfrentam umasituao contrria, o meio externo menos concentrado que o interior de seu organismo e a gua dorio ou lago invade o seu organismo; devido a esse fato, peixes de gua doce especializaram-se em beberpouca gua e eliminar muita urina. Algumas espcies como os salmes so tolerantes salinidade,

nascem na cabeceiras de rios e migram para o mar; na poca de reproduo, voltam para gua doce. Asespcies tolerantes salinidade so chamadas de eurialinas.

Exemplo de aplicao

Elabore uma pesquisa sobre as adaptaes dos seres vivos ao ambiente fsico. Entre outras fontes,voc pode consultar o segundo e terceiro captulos do livro: RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 6.ed. So Paulo: Guanabara, 2010.


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2 RELAO PRODUTOR-CONSUMIDOR O FLUXO DE ENERGIA E MATRIA

Voc sabe dizer o que fluxo de energia? Seria possvel afirmar que existe assimilao e perda deenergia pelos organismos? E seria possvel que a gua que voc est bebendo hoje j tenha feito parte doRio So Francisco? Que a protena de soja que hoje faz parte de uma alimentao mais saudvel j tenhafeito parte de rochas que foram mineradas na poca em que as estradas de ferro eram construdas?Como essas questes poderiam estar relacionadas? Apesar de parecerem utpicas, todas as formulaesseriam possveis e a explicao tem origem no fluxo de energia e de matria.

Os organismos que compem um ecossistema podem ser agrupados por seus hbitos alimentares,os nveis trficos. A sequncia de nveis trficos representa o caminho que tanto a energia como amatria percorrem em um ecossistema. A fonte de energia (inesgotvel) de qualquer ecossistema oSol. A energia captada e metabolizada pelos produtores, corre dentro de um ecossistema em direoaos decompositores e vai sendo devolvida ao meio ambiente em forma de calor.

A maior parte da energia solar que chega Terra acaba se dissipando na atmosfera em forma decalor, influenciando o clima. Os organismos fotossintetizantes convertem apenas cerca de 1% dessaenergia no que denominamos de produo lquida. A energia fixada pelos produtores transferida peloecossistema vai sendo reduzida, ou seja, os organismos transmitem menos energia que recebem. Aenergia no pode ser reciclada, dizemos que ela unidirecional.

Quando pensamos em alimento, diferenciamos os organismos entre os que produzem e os queconsomem. Os organismos produtores so chamados de auttrofos: fabricam seu prprio alimentoutilizando compostos do meio em que vivem. As plantas verdes so o grande grupo representativodos produtores. Em gua doce ou prximo costa marinha, os produtores so as algas e plantas; emmar aberto, os principais produtores so os organismos microscpicos flutuantes que denominamos defitoplncton.

A maioria dos produtores captura luz solar para formao de compostos complexos como a glicose,por meio do processo de fotossntese, no entanto, existem algumas bactrias especializadas que socapazes de realizar essas reaes sem a presena de luz, em um processo chamado de quimiossntese.

Todos os demais organismos no ecossistema so consumidores ou hetertrofos, obtm energia e

nutrientes alimentando-se de outros organismos ou dos restos deles. Entre os hetertrofos encontramosorganismos que s se alimentam de vegetais (herbvoros), organismos que s se alimentam de carne(carnvoros) e organismos que se alimentam de vegetais e animais (onvoros).

Os decompositores, em sua grande maioria bactrias e fungos, so especializados em reciclar amatria dentro dos ecossistemas, decompondo matria orgnica e detritos para obter seus nutrientes.No processo de decomposio so liberados compostos inorgnicos simples no solo ou gua, que serofonte de nutrientes tambm para produtores. Nos ecossistemas naturais existe pouco ou nenhumdesperdcio os resduos de um organismo servem de alimento para outros, pois os nutrientes quetornam a vida possvel so reciclados de forma contnua.


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Unidade I

Os produtores incorporam a energia solar na produo de seu prprio alimento pelo processoda fotossntese, transformando gs carbnico e gua em glicose, pela ao da energia luminosasobre um pigmento verde, a clorofila, presente nas clulas vegetais. Os consumidores, ao sealimentarem de vegetais, realizam o processo de respirao aerbica, utilizando o oxignio paraconverter nutrientes orgnicos em gs carbnico e gua e liberando a energia armazenada pararealizar suas funes metablicas, como mostra o esquema da Figura 6. Os decompositores queconsomem resduos e reciclam os nutrientes realizam um servio ecolgico essencial: sem eles,nosso planeta estaria submerso em restos de plantas, carcaas de animais e grande parte da vidacomo a conhecemos no existiria. Eles concluem o ciclo da matria decompondo detritos quepodem ser absorvidos pelos produtores.

Energiasolar

Produtores(auttrofos)

Decompositores(bactrias e fungos)

Compostosabiticos

Consumidores(hetertrofos)

Calor

Calor

Calor Calor

Calor

Figura 6 Esquema do fluxo de energia e matria

2.1 Fluxo de energia: cadeias e teias alimentares

As cadeias e teias alimentares mostram como produtores, consumidores e decompositores estointerligados, sendo essencialmente um sistema de transferncia de energia. Uma sequncia deorganismos onde cada um serve de fonte de alimento para o outro recebe o nome de cadeia alimentar,como mostra a Figura 7A. Ela determina como nutrientes e energia fluem de um ser vivo para outro. Noestudo da Ecologia, atriburam-se nveis trficos (trophos, do grego, significa nutrio) para produtores,consumidores e decompositores.


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A

B

Capim(produtor)

Capim(produtor)

Algas(produtor)

Algas(produtor)

Milho(produtor)

Milho(produtor)

Gafanhoto(consumidor

primrio)

Gafanhoto

Camaro(consumidor

primrio)

Camaro

Pardal(consumidor

primrio)

Pardal

Sapo(consumidorsecundrio)

Sapo

Peixespequenos

(consumidorsecundrio)

Peixespequenos

Gato(consumidorsecundrio)

Gato

Cobra(consumidor

tercirio)

Cobra

Peixes maiores(consumidor

tercirio)

Peixes maiores

Gavio(consumidor

tercirio)

Gavio

Coruja(consumidorquaternrio)

Coruja

Gara(consumidorquaternrio)

Gara

Decompositores

Decompositores

Figura 7 A) Cadeias alimentares; B) Teia alimentar

O primeiro nvel majoritariamente ocupado pelos organismos produtores; o consumidor que sealimenta diretamente do produtor considerado consumidor primrio e quem se alimenta do primrio considerado consumidor secundrio, e assim sucessivamente. Os decompositores processam todos osnveis trficos.


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Unidade I

Muitos organismos possuem um cardpio amplo e variado, participando de diferentes cadeiasalimentares, formando uma verdadeira rede. A interligao entre as cadeias alimentares denominadateia alimentar, a qual tambm possui nveis trficos, como demonstrado na Figura 7B, que demonstraas cadeias alimentares interligadas pelas setas azuis. Na teia alimentar, o mesmo organismo ocupa nveistrficos diferentes (analise a posio do pardal: consumidor primrio quando se alimenta do milho e secundrio quando se nutre do gafanhoto que consumiu capim).

Em alguns casos, como em ambientes de cavernas, onde vivem morcegos, aranhas e peixes, muitasvezes no h nenhuma entrada de luz e, portanto, no existem vegetais, no h produtores. A cadeiaalimentar, nesses casos, modificada: morcegos saem das cavernas para nutrir-se, e seus excrementosservem de alimento para outras formas de vida dentro das cavernas. Uma porcentagem muito pequenade nutrientes trazida para dentro desse ambiente pelas chuvas fortes, ventos e correntes de gua.

Dentro da complexidade das relaes alimentares, podemos identificar alguns tipos bsicos de

cadeias alimentares: a cadeia de predadores que discutimos at agora (produtor, consumidor primrioetc.), a cadeia de parasitas, que se alimentam de organismos em nveis trficos elevados, e a cadeiadetritvora, que se processa principalmente no solo com plantas e animais mortos, alm de excrementospara microrganismos.

Quando um organismo se alimenta, adquire uma quantidade matria orgnica que tem armazenadaentre as ligaes qumicas, a energia que foi incorporada primariamente pelos produtores. Umaparcela das substncias ingeridas eliminada em forma de excrementos, outra perdida na respirao.Pesquisadores j calcularam o que chamam de Lei dos 10%: apenas cerca de 10% da substnciaorgnica ingerida utilizada pelo prximo nvel trfico da cadeia alimentar. Ao ingerirmos um vegetal,aproveitamos cerca de 10% da matria e energia fixada pela planta. Quando nos alimentamos de carnebovina, na verdade aproveitamos apenas 1% do alimento vegetal que foi consumido pelo consumidorprimrio (boi), a dcima parte dos 10% adquiridos pelo boi que se alimentou diretamente do vegetal.

Denominamos de eficincia ecolgica a porcentagem de energia transferida em forma de biomassade um nvel trfico a outro. A biomassa o peso de matria orgnica que geralmente dada empeso seco, pois a porcentagem de gua varia muito de um organismo para outro. Quanto maior onmero de nveis trficos, maior a perda de energia. As cadeias alimentares terrestres costumam possuirmenor nmero de nveis que as aquticas, porque as plantas terrestres geralmente so maiores e muitos

animais de grande porte se alimentam diretamente delas.

Podemos identificar um determinado ecossistema pela sua teia alimentar, pela transferncia deenergia e matria e por meio de representaes grficas, as pirmides ecolgicas, que podem ser:pirmide de energia, pirmide de biomassa e pirmide de nmeros, como mostra a Figura 8.

Na letra A, temos um exemplo de uma pirmide de energia: sabemos que a energia incorporadapelos produtores se perde em forma de calor a cada nvel trfico. A pirmide sempre ter sua base maiorque o topo, mais energia na base e menos energia no topo; geralmente vem acompanhada de umaunidade demonstrando a quantidade de calor em cada nvel, que pode ser representada por calorias (c)e quilocalorias (kcal).


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Na letra B, temos a pirmide de biomassa: demonstra a quantidade de massa (peso) de todos osindivduos a cada nvel trfico. A base da pirmide ser maior que o topo porque, ao se alimentar, parteda matria adquirida utilizada para realizar funes metablicas, perdida na forma de excrementos ediminui a cada nvel. Geralmente vem acompanhada de uma unidade de medida representando peso,como gramas (g) e quilogramas (kg), podendo ainda delimitar um espao por exemplo, quilogramaspor metros quadrados (kg/m2).

Na letra C, temos um exemplo de pirmide de nmeros: a representao dada pela quantidadede indivduos em cada nvel trfico. Dependendo da situao, a pirmide pode ser invertida.Como exemplo, temos um pomar com 20 rvores que servem de alimento para 400 insetos, ecada inseto pode ser parasitado por milhes de parasitas intestinais (base da pirmide estreita etopo maior); em outro exemplo, temos uma plantao com 250 mudas de trigo que servem dealimento para 30 gafanhotos que serviro de alimento para apenas um pssaro (pirmide combase maior e topo menor).

Carnvoros (20 kcal)

Herbvoros (200 kcal)

Produtores (2000 kcal)

Carnvoros (30 kg)

Herbvoros (300 kg)

Produtores (3000 kg)

Parasitas (5 milhes)

Insetos (400 indivduos)

rvores (20 indivduos)

Pirmidede

energia

Pirmidede

biomassa

Pirmidede

nmeros

A

B

C

Figura 8 Pirmides ecolgicas. A) Pirmide de energia; B) Pirmide de biomassa; C) Pirmide de nmeros

2.2 Fluxo de matria: ciclos biogeoqumicos

Embora a nossa fonte primria de energia seja inesgotvel, existe um material necessrio parasntese orgnica e as sucessivas transformaes energticas, que existem em quantidades limitadas nomeio ambiente, por isso devem ser recicladas. Os seres vivos e os elementos qumicos necessitam manterum sistema de trocas entre os organismos vivos (fatores biticos) e o meio geofsico (fatores abiticos).Esses intercmbios recebem o nome de ciclos biogeoqumicos (biorefere-se aos organismos vivos e georefere-se Terra).


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Unidade I

Para manter seu desenvolvimento, os organismos vivos necessitam de nutrientes, que retiramdo meio em que vivem. Esses nutrientes so compostos por tomos que podem ser requeridos emmaior quantidade, como carbono, hidrognio, oxignio, fsforo, enxofre e nitrognio, ou em menoresquantidades, como ferro, zinco, sdio e mangans. Os organismos, ao obterem esses nutrientes, ostransformam, por meio de processos bioqumicos, em acares, gorduras e protenas, que so utilizadospara manter as funes orgnicas. Depois, os microrganismos decompositores transformam toda essamatria em elementos minerais, que retornam para o solo, para a atmosfera e para as guas, tornando-se novamente disponveis para serem assimilados.

Os ciclos biogeoqumicos possuem reservatrios, locais que concentram uma quantidade maior dedeterminado elemento. Tais reservatrios podem ser gasosos, sedimentares ou mistos. Os elementosqumicos esto distribudos de diferentes formas e composies qumicas na natureza, o que nos mostraque no esto restritos a apenas um tipo de localidade, mas que podem ser encontrados em maiorproporo em um determinado local, que denominamos de reservatrio. Os reservatrios gasosos

se encontram na atmosfera ou hidrosfera (oceano); temos como exemplo de reservatrio gasoso onitrognio atmosfrico e o gs carbnico (CO2) no oceano, enquanto os reservatrios sedimentaresencontram-se na crosta terrestre, como o fosfato, que possui maior reservatrio nas rochas sedimentares.E, como exemplo de misto, temos a gua com reservatrio gasoso na atmosfera como vapor de gua eem forma lquida no oceano.

A hidrosfera composta por toda a gua contida no planeta: a gua salobra (gua do mar) e guadoce (rios, lagos e guas subterrneas). A gua participa da ciclagem de vrios elementos, por ser o hbitatde uma enorme biodiversidade aqutica, por ser um timo solvente, facilitando reaes bioqumicas porao mecnica atravs do intemperismo e eroso e por ser um meio de transporte de substncias oupor facilitar a deposio e sedimentao em locais mais profundos e com menor correnteza. Portanto,analisaremos alguns ciclos biogeoqumicos, mas sempre importante salientar que todos eles estoocorrendo simultaneamente na natureza, sendo este um dos motivos pelo qual, apesar da gua possuirseu prprio ciclo, ela, muitas vezes, participa da ciclagem de outros elementos.

Lembrete

A energia ao longo da cadeia alimentar perdida em forma de calor

e segue em direo aos decompositores, portanto, unidirecional. Oselementos qumicos necessrios para sntese orgnica esto limitados nomeio ambiente e precisam ser reciclados.

2.3 Ciclo hidrolgico

Ciclo hidrolgico ou hidrogeolgico so designaes do ciclo da gua. O ciclo hidrolgico mostraa forma pela qual a gua circula em nosso meio ambiente. Como ela passa da atmosfera para o solo, absorvida e utilizada pelos seres vivos, e segue para seu reservatrio natural (oceano), voltandonovamente para atmosfera, como exemplificado na Figura 9.Nesse esquema temos:


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A) O Sol como fonte de energia luminosa e trmica. A luz ser absorvida e incorporada pelavegetao existente nos continentes e pelas algas presentes no oceano, atravs do processo defotossntese.

B)A energia trmica eleva a temperatura climtica, fazendo com que ocorra evaporao da guapresente rios, lagos e oceanos, e tambm promove a transpirao de animais e vegetais.

C)O vapor de gua na atmosfera, proveniente da evaporao e transpirao, promove umidificaodo ar e se condensa formando nuvens. A umidade, aliada ao dos ventos, forma correntes dear que influenciam no clima de cada regio.

D) Com a formao de nuvens, ocorre precipitao pluvial, o vapor forma gotas de gua, queretornam ao continente e aos oceanos em forma de chuva, granizo ou neve.

E)A chuva, ao atingir o solo, pode infiltrar-se formando os lenis subterrneos, garantindoa umidade do solo. Pode escoar sobre o relevo e desembocar em rios, em lagos e no oceano.A cobertura vegetal impede que a chuva cause lixiviao e eroso do solo. A manutenode rios, lagos e represas garante que a gua possa ser absorvida por vegetais e consumidapor animais.

Figura 9 Ciclo hidrolgico

Continuamente, o cicl

unid_1 ecossistema exccxc biodiversidade

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