Unidade 16 e 17

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<ul><li><p>Cincias da Natureza e suas </p><p>Tecnologias </p><p> BIOLOGIA </p><p>Mdulo 4 </p><p>Unidades 16 e 17 </p></li><li><p>2 </p><p>Unidade 16 </p><p>A energia do dia a dia </p><p>Para incio de conversa </p><p>A Fsica define energia, </p><p>dentre outras formas, como a capacidade de realizar </p><p>trabalho, como aquele </p><p>realizado por um carro </p><p>quando se movimenta, ou </p><p>um forno quando se aquece. Para a Biologia, no entanto, </p><p>o trabalho que interessa no um movimento ou uma </p><p>radiao, mas sim o </p><p>metabolismo, ou seja, a vida. </p></li><li><p>3 </p><p>Voc j deve ter parado para refletir um pouco sobre </p><p>a vida. Existem muitas </p><p>formas diferentes de </p><p>abordar este fenmeno </p><p>curioso da natureza. Desde explicaes filosficas a </p><p>religiosas, a vida pode ser </p><p>encarada de vrios ngulos. A Biologia a cincia que </p><p>tem como principal objeto de estudo o fenmeno da </p><p>vida. Sem dvida um </p><p>fenmeno to complexo </p><p>quanto encantador. E </p><p>delicado, muito delicado! </p><p>Do ponto de vista da </p><p>Biologia, um dos quesitos </p><p>para considerar um ser </p><p>vivo ele possuir </p></li><li><p>4 </p><p>metabolismo. Ou seja, que funciona consumindo </p><p>matria e energia, alm de </p><p>der capaz de transmitir suas </p><p>caractersticas para seus </p><p>descendentes. </p><p>Nos organismos, as </p><p>reaes qumicas que </p><p>compreendem o </p><p>metabolismo se alternam de tal forma que a energia </p><p>liberada em uma usada na outra. Assim, a energia </p><p>percorre os sistemas vivos </p><p>seguindo um fluxo contnuo. A energia flui atravs dos </p><p>sistemas vivos assim como </p><p>flui por toda parte do </p><p>universo. </p><p>E a matria circula </p><p>eternamente do ambiente </p></li><li><p>5 </p><p>para a cadeia alimentar e, ao longo da cadeia </p><p>alimentar, de um ser para </p><p>outro, at voltar para o </p><p>ambiente pela ao dos </p><p>seres decompositores que fecham o ciclo sem fim. </p><p>A histria que veremos a </p><p>seguir sobre como os </p><p>seres vivos obtm e usam a matria e a energia que os </p><p>mantm vivos. </p></li><li><p>6 </p><p>Figura 1: J parou para pensar em como a energia </p><p>do Sol chega at ns? </p></li><li><p>7 </p><p>Objetivos de aprendizagem: </p><p>.Relacionar as Leis da </p><p>termodinmica s Leis que </p><p>regem a vida; </p><p>.Apresentar as duas diferentes estratgias de </p><p>obteno de alimento: o auto e heterotrofismo; </p><p>.Definir cadeia e teia alimentar; </p><p>.Representar graficamente </p><p>as quantidades de energia </p><p>potencial encontradas em </p><p>diferentes nveis trficos. </p><p>Seo 1 </p><p>A energia flui </p></li><li><p>8 </p><p>Como dissemos, uma das definies de energia a </p><p>capacidade de produzir </p><p>trabalho. O comportamento </p><p>da energia descrito pelas </p><p>seguintes leis: </p><p>.A primeira lei da </p><p>termodinmica observa que </p><p>a energia pode se </p><p>transformar de um tipo em outro; ela jamais criada ou </p><p>destruda. A luz, por exemplo, pode transformar-</p><p>se em calor ou ser </p><p>convertida em energia nas ligaes qumicas em </p><p>molculas orgnicas, como a </p><p>glicose. Nos dois casos, a </p><p>energia consumida, mas </p><p>no destruda; ela , sim, transformada. </p></li><li><p>9 </p><p>.A segunda lei da termodinmica refere-se ao </p><p>fato de que as </p><p>transformaes energticas </p><p>no so 100% eficazes, pois </p><p>parte da energia se dissipa na forma de calor. E as </p><p>reaes que consomem </p><p>energia no ocorrem de forma espontnea. </p><p>Dos organismos aos </p><p>ecossistemas, toda a biosfera possui a </p><p>caracterstica </p><p>termodinmica de criar e manter um grau bem </p><p>elevado de ordem interior. </p><p>Todas as manifestaes da </p><p>vida so acompanhadas por </p><p>trocas de energia, ainda que </p></li><li><p>10 </p><p>no se crie ou destrua energia alguma. Sem </p><p>transferncia de energia, </p><p>no haveria vida. Assim, as </p><p>relaes entre plantas </p><p>produtoras e animais consumidores, entre </p><p>predador e presa e toda a </p><p>infinidade de relaes alimentares que se </p><p>estabelecem so governadas pelas mesmas </p><p>leis bsicas que regem os </p><p>sistemas no vivos, como os </p><p>motores eltricos. </p><p>Continuamente, a luz e </p><p>outras radiaes saem do </p><p>Sol e passam para o espao. </p><p>Uma parte desta radiao </p><p>chega Terra, atravessa a atmosfera e alcana </p></li><li><p>11 </p><p>oceanos, florestas, lagos, desertos, campos cultivados </p><p>e muitos outros ecos-</p><p>sistemas de nosso planeta. </p><p> Verbete </p><p>Ecossistema </p><p> um sistema natural onde </p><p>interagem entre si os seres </p><p>vivos (fatores chamados de biticos) e o ambiente </p><p>(fatores abiticos, como temperatura, nutrientes, </p><p>gua). </p><p>****** </p></li><li><p>12 </p><p>Figura 2: A radiao solar </p><p>atravessa a atmosfera e atinge uma srie de </p><p>ecossistemas na Terra. </p><p>O alimento resultante da fotossntese dos produtores </p><p>contm energia armazenada </p><p>com potencial para se </p><p>transformar em outras </p><p>formas de energia e realizar trabalho quando o alimento </p></li><li><p>13 </p><p> usado pelos organismos. Somente uma poro muito </p><p>pequena da energia </p><p>luminosa absorvida pelos </p><p>produtores transformada </p><p>em energia alimentar ou energia potencial. A maior </p><p>parte dela sai do sistema </p><p>vivo (um organismo, um ecossistema ou toda a </p><p>biosfera), dissipando-se na forma de calor. A cada passo </p><p>da transferncia de energia </p><p>de um organismo para </p><p>outro, grande parte da </p><p>energia degradada em calor. </p><p>Vamos conhecer mais a </p><p>fundo essa histria... </p></li><li><p>14 </p><p>Atividade 1 </p><p>Transformaes energticas </p><p>Antes de voc conhecer </p><p>como a energia flui dentro de sistemas vivos, vamos </p><p>dar uma olhada em como </p><p>isso acontece no ambiente ao seu redor. </p><p>Assim, complete o quadro </p><p>a seguir registrando e </p><p>identificando </p><p>transformaes energticas </p><p>que voc presencia no seu dia a dia, como no exemplo: </p></li><li><p>15 </p><p>Situao De </p><p>energia... </p><p>Para </p><p>energia... </p><p>Ligar um </p><p>rdio </p><p>para </p><p>ouvir msica </p><p>Eltrica Sonora </p><p>Seo 2 </p><p> Autotrficos x </p><p>heterotrficos </p><p>Todos os seres vivos precisam de energia para </p><p>manter as atividades de suas clulas, como a </p><p>realizao de movimentos, a </p><p>fabricao e o transporte de substncias. Sem esse fluxo </p></li><li><p>16 </p><p>de energia, as reaes qumicas que envolvem o </p><p>processo metablico param, </p><p>deixam de acontecer. </p><p>Em geral, as clulas dos seres vivos tm a </p><p>capacidade de aproveitar a </p><p>energia armazenada nas </p><p>ligaes qumicas de </p><p>molculas orgnicas, como a glicose (C6H12O6). Para </p><p>isso, suas clulas precisam romper as ligaes qumicas </p><p>entre os tomos desta </p><p>molcula, degradando esta substncia em molculas </p><p>menores. O processo </p><p>metablico que estamos </p><p>descrevendo a respirao, </p><p>um conjunto de reaes qumicas que a maioria dos </p></li><li><p>17 </p><p>seres vivos fazem, usando o gs oxignio. </p><p>H, porm, outra forma de se obter energia sem o </p><p>uso de oxignio, que </p><p>chamado anaerbico (como a fermentao), embora </p><p>tenha um rendimento muito menor de energia se </p><p>comparado com o primeiro processo, o aerbio. </p><p>Diante de toda a diversidade de formas de </p><p>vida que existe, podemos </p><p>identificar algumas </p><p>estratgias dos seres vivos </p></li><li><p>18 </p><p>para conseguir a energia necessria para a </p><p>manuteno de suas </p><p>atividades vitais. Todas as </p><p>formas de obteno de </p><p>energia podem ser divididas em dois grupos: </p><p>1. Seres que captam </p><p>energia do ambiente e </p><p>sintetizam molculas orgnicas a partir das </p><p>molculas inorgnicas (autotrficos); </p><p>2. Seres que, sendo incapazes de sintetizar seu </p><p>prprio alimento, obtm-no a partir de outros seres </p><p>(heterotrficos). </p><p>Os seres autotrficos </p><p>normalmente usam a </p></li><li><p>19 </p><p>energia luminosa, captada do ambiente, para sintetizar </p><p>seu prprio alimento </p><p>atravs da fotossntese. </p><p>Nesse processo metablico, </p><p>a luz usada para sintetizar uma molcula orgnica (a </p><p>glicose) a partir de </p><p>molculas inorgnicas, mais simples (gs carbnico e </p><p>gua). A equao a seguir representa essa reao </p><p>qumica. </p><p>Gs Carbnico + gua + </p><p>luz Glicose + Gs Oxignio </p><p>Mais que uma simples estratgia de sobrevivncia, </p><p>a fotossntese modificou </p><p>profundamente a histria da vida em nosso planeta. </p></li><li><p>20 </p><p>Primeiro porque ela a principal entrada de energia </p><p>nas comunidades de seres </p><p>vivos, isto , graas fotos-</p><p>sntese que a energia fsica </p><p>(a luz proveniente do Sol) transformada em energia </p><p>qumica (a molcula </p><p>orgnica glicose). Segundo porque o gs oxignio, o </p><p>resduo da fotossntese, mudou radicalmente a </p><p>composio da atmosfera </p><p>terrestre. No incio, tal gs </p><p>foi uma ameaa aos seres </p><p>vivos por causa do seu grande poder corrosivo </p><p>(baseado no seu potencial oxidante, propriedade de </p><p>arrancar eltrons das outras substncias). Com o passar </p></li><li><p>21 </p><p>do tempo, houve uma seleo natural de organis-</p><p>mos que passaram a usar </p><p>esse poder corrosivo a seu </p><p>favor. Surgiram, ento, os </p><p>seres aerbicos, capazes de usar o poder oxidante do </p><p>gs oxignio de forma </p><p>direcionada para degradar a glicose, liberando boa parte </p><p>da energia armazenada em suas ligaes qumicas </p><p>(lembra-se da respirao </p><p>aerbia?). </p></li><li><p>22 </p><p>Figura 3: J viu alguma cena parecida com essa? Pois , </p><p>as plantas constituem um </p><p>grupo de seres vivos </p><p>capazes de fazer fotossntese e, por isso, </p><p>suas folhas esto sempre </p><p>expostas ao ambiente a fim </p><p>de captar energia! </p></li><li><p>23 </p><p>Os seres heterotrficos adotam quatro estratgias </p><p>bsicas para conseguir seu </p><p>alimento, j que so incapazes de produzi-lo: </p><p>1. Os PREDADORES </p><p>matam outros seres para consumir a matria orgnica </p><p>de seus corpos. Incorporando a matria (o </p><p>corpo) de suas presas, constroem seus prprios </p><p>corpos e produzem energia </p><p>para faz-los funcionar. </p><p>2. Os PARASITAS consomem matria e/ou </p><p>energia do corpo de outros </p></li><li><p>24 </p><p>seres ainda em vida. Seus hospedeiros so </p><p>prejudicados nesta relao e </p><p>eventualmente at morrem </p><p>por causa disso. </p><p>3. Os MUTUALISTAS </p><p>desenvolvem uma relao </p><p>de troca de favores com </p><p>outros seres, recebendo a </p><p>matria orgnica que precisam para sobreviver </p><p>em troca de algum benefcio </p><p>que fazem a outros seres. O </p><p>benefcio mtuo e o </p><p>interesse em manter a relao tambm. E existem </p><p>diferentes graus de </p><p>dependncia entre os seres </p><p>desta relao. Desde seres </p><p>que so bem independentes dos seus parceiros </p></li><li><p>25 </p><p>(protocooperao) a seres totalmente dependentes a </p><p>ponto de no conseguirem </p><p>sobreviver sem a relao de </p><p>benefcio mtuo (simbiose). </p><p>4. Os SAPRFITAS </p><p>consomem a matria </p><p>orgnica presente nos </p><p>restos dos outros </p><p>organismos, como, por exemplo, folhas e troncos de </p><p>plantas cadas no solo, fezes </p><p>e cadveres de animais. </p><p>Evidentemente no causam </p><p>prejuzo algum ao explorar esses recursos, pelo </p><p>contrrio, agindo desta </p><p>forma atuam como </p><p>decompositores e </p><p>contribuem para a </p></li><li><p>26 </p><p>reciclagem dos nutrientes. O papel dos decompositores </p><p>fundamental na natureza, </p><p>como veremos um pouco </p><p>mais adiante. </p><p>Figura 4: Est servido? </p><p>bem possvel que esta </p><p>imagem lhe d gua na </p></li><li><p>27 </p><p>boca. E no para menos, pois ns nos alimentamos </p><p>de outros seres vivos para </p><p>construir o nosso corpo, </p><p>assim como para produzir </p><p>energia. </p><p>Atividade 2 </p><p>Autotrfico ou heterotrfico? </p><p>Toda espcie de ser vivo </p><p>precisa obter matria para construir seu corpo e </p><p>coloc-lo em </p><p>funcionamento. Os tipos de estratgia para isso so o </p></li><li><p>28 </p><p>autotrofismo e o heterotrofismo. </p><p>Baseado no que voc </p><p>estudou, leia os hbitos dos </p><p>seres vivos a seguir e aponte nos parnteses (A) </p><p>se ele for autotrfico ou (H) </p><p>se for heterotrfico. </p><p>( ) fincada no cho </p><p>pelas razes, mas suas folhas encontram-se no alto, </p><p>sempre em busca da melhor posio para receber a </p><p>energia do Sol. </p><p>( ) Formigas, no vero, </p><p>procuram abastecer os seus ninhos de folhas, restos de </p><p>animais ou de comida, afinal </p></li><li><p>29 </p><p>a populao precisa se desenvolver. </p><p>( ) O cuidado maternal da </p><p>mame passarinho tanto </p><p>que ela sai caa de pequenos insetos para que o </p><p>seu filhote, no ninho, cresa </p><p>e aprenda a voar. </p><p>( ) Certas bactrias que </p><p>vivem no solo, longe da luz solar, utilizam-se de </p><p>substncias inorgnicas para manterem-se vivas. </p><p>Elas no dependem de </p><p>outros seres vivos para isso. </p><p>( ) Um fitoplncton vive na massa dgua ocenica, </p><p>flutuando. Ele tem uma </p></li><li><p>30 </p><p>estratgia interessante para sobreviver: durante </p><p>perodos claros do dia, ele </p><p>flutua prximo superfcie </p><p>da gua, pois precisa captar </p><p>luz solar; mas, de noite, a fim de fugir de predadores, </p><p>ele submerge, ficando </p><p>prximo ao fundo marinho. ****** </p><p>Seo 3 </p><p> A energia dentro dos seres </p><p>vivos... </p><p>Os seres autotrficos e heterotrficos, no ambiente, </p><p>desempenham papis </p></li><li><p>31 </p><p>complementares no que diz respeito produo e ao </p><p>consumo de energia. Os </p><p>primeiros, graas (inclusive) </p><p>ao fenmeno da </p><p>fotossntese, produzem matria orgnica. Isso </p><p>significa que so os seres </p><p>vivos responsveis por promover a entrada de </p><p>energia dentro dos sistemas orgnicos na forma de </p><p>molculas qumicas, ou seja, </p><p>matria. Os seres </p><p>autotrficos so, por isso, </p><p>chamados de produtores. </p><p>Como nenhum tipo de </p><p>energia criada, os </p><p>heterotrficos no so </p><p>capazes de produzir energia </p></li><li><p>32 </p><p>qumica a partir do ambiente e precisam capt-</p><p>la de outro lugar. </p><p>Adivinhem, ento, de onde </p><p>essa energia captada? </p><p>Est certo quem apontou </p><p>que ela provm dos </p><p>autotrficos! Realmente, </p><p>seres heterotrficos se </p><p>alimentam dos produtores, obtendo boa parte da </p><p>matria necessria para construir e abastecer o </p><p>prprio corpo. Pelo fato de </p><p>heterotrficos consumirem energia qumica dos </p><p>produtores, eles so </p><p>chamados de consumidores. </p><p>Observe que h um fluxo de energia dentro do </p><p>sistema produtores-</p></li><li><p>33 </p><p>consumidores, o qual unidirecional (possui apenas </p><p>um sentido). Esse fluxo </p><p>demarcado pelas relaes </p><p>alimentares travadas entre </p><p>os seres vivos, muitas vezes dispostas em uma sequncia </p><p>linear de organismos, </p><p>caracterizando a cadeia alimentar (ou cadeia </p><p>trfica). </p><p>Importante </p><p>Podemos definir cadeia </p><p>alimentar em um </p><p>ecossistema como a transferncia de energia </p><p>qumica alimentar, produzida inicialmente pelos </p><p>produtores, de organismo </p></li><li><p>34 </p><p>em organismo, em uma sequncia linear. </p><p>****** </p><p>Os organismos, dentro da </p><p>cadeia alimentar, ocupam nveis trficos, dependendo </p><p>de suas respectivas funes </p><p>alimentares. Estes, </p><p>portanto, podem ser, na </p><p>ordem: </p><p>.produtores; </p><p>.consumidores primrios </p><p>- aqueles que se alimentam diretamente dos produtores; </p><p>.consumidores secundrios alimentam-se </p><p>dos consumidores </p><p>primrios; </p><p>.consumidores tercirios devoram os consumidores </p><p>secundrios; </p></li><li><p>35 </p><p>.e assim por diante... </p><p>Existe ainda um nvel trfico importantssimo, os </p><p>decompositores, que obtm matria orgnica a partir </p><p>dos restos orgnicos tanto de produtores quanto de </p><p>compositores. </p><p>Vamos exemplificar uma </p><p>cadeia alimentar? </p><p>Se voc andar por uma </p><p>trilha na Mata Atlntica pode presenciar diversos </p><p>episdios que compem, ao </p><p>seu todo, o fenmeno da </p><p>cadeia alimentar. Logo ao </p></li><li><p>36 </p><p>entrar na trilha, ver diversas rvores, de </p><p>diversos tamanhos, como a </p><p>embaba. Esses so os </p><p>principais produtores desse </p><p>ambiente! </p><p>Figura 5: Vamos adentrar a </p><p>trilha? Nesta aqui, possvel observar rvores de </p></li><li><p>37 </p><p>embaba, aquelas mais altas, de tronco claro </p><p>Se voc tiver um olhar </p><p>bem atento, poder ver que </p><p>em muitas folhas das rvores h furos ou mesmo </p><p>bichinhos brancos. Esses </p><p>bichos so larvas de insetos </p><p>e os furos so causados por eles, que predam as folhas, </p><p>buscando matria a fim de </p><p>crescerem e formarem os </p><p>seus corpos de adultos. Eles </p><p>so, portanto, os consumidores primrios. </p></li><li><p>38 </p><p>Verbete </p><p>Larva </p><p> uma fase da vida de determinados insetos. </p><p>****** </p><p>Esses insetos, em formas </p><p>jovens ou adultas, so </p><p>fontes alimentares para a perereca, o que a </p><p>caracteriza como </p><p>consumidor secundrio. </p><p>Como consumidor tercirio </p><p>dessa cadeia, possvel apontar o lagarto-tei, um </p><p>rptil bastante encontrado </p><p>na Mata Atlntica que se </p><p>alimenta da perereca. </p></li><li><p>39 </p><p>Figura 6: Nessa cadeia alimentar, a energia fsica </p></li><li><p>40 </p><p>(luz) captada e transformada em energia </p><p>qumica. Esta, por sua vez, </p><p>transferida de organismo </p><p>em organismo em uma </p><p>sequncia linear e em nico sentido. Observe o sentido </p><p>apontado pelas setas. Elas </p><p>representam o sentido do fluxo de energia entre um </p><p>nvel trfico e outro. (Adaptao: Aline Beatriz </p><p>Alves.) </p><p>Essa cadeia alimentar, no entanto, apenas uma das </p><p>mui...</p></li></ul>