Noções de Ecologia Básica

Aula 01 - Introdução à Ecologia e Noções de Biosfera

O que é Ecologia?1. Ciência que estuda as relações entre os seres

vivos e o meio ambiente (Haeckel, 1866)

2. Ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Natureza, considerando que a humanidade é uma parte dela (Odum, 1972)

3. Ciência que estuda a economia da natureza (Oíkos + Nomos) (Haeckel)

O que é Ecologia?4. A ecologia é a ciência da sinfonia da vida, é a ciência

da sobrevivência (Lutzenberger)

5. Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem, bem como as suas recíprocas influências (Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)

O que é Meio Ambiente?Conjunto de condições que afetam a

existência, desenvolvimento e bem-estar dos seres vivos, incluindo não apenas o lugar no espaço, mas todas as condições físicas, químicas e biológicas (ambientes naturais e artificiais).(Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)

O Meio AmbienteConjunto de condições físicas, químicas e biológicas

que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e possibilidades para uma dada espécie;

O meio ambiente é heterogêneo e continua variando de um local para outro;

Está sempre mudando e evoluindo.

Habitat e Nicho EcológicoHABITAT - área física/geográfica (endereço) onde

se encontra o ser vivo. É o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas. No habitat, as condições ambientais atingem o ponto ótimo para o desenvolvimento de uma determinada espécie.

NICHO ECOLÓGICO - conjunto de atividades desenvolvidas (profissão) pelos seres vivos para a satisfação das suas necessidades básicas.

Potencial Biótico e Resistência ambiental

Potencial biótico é a capacidade que possuem os organismos de reproduzir-se sob condições ótimas;

POTENCIAL BIÓTICO X RESISTÊNCIA AMBIENTAL

Resistência ambiental compreende todos os fatores que se opõem ao desenvolvimento do potencial biótico.

Níveis de Organizaçãoátomos moléculas célula tecido órgão

aparelho organismo POPULAÇÃO COMUNIDADE ECOSSISTEMA BIOSFERA

POPULAÇÃO - conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocupa uma determinada área;

COMUNIDADE - conjunto de populações que interagem de forma organizada, vivendo numa mesma área;

ECOSSISTEMA - conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente inerte;

BIOSFERA - sistema que inclui todos os seres vivos da Terra, interagindo com o ambiente físico como um todo.

Esquema dos Níveis de Organização

Noções de Biosfera“A Terra tem 4,6 bilhões de anos, se condensarmos esse

espaço de tempo num conceito compreensível, poderíamos comparar a Terra a uma pessoa que neste momento estaria completando 46 anos. Nada sabemos dos 7 primeiros anos de vida dessa pessoa e mínimas são as informações sobre o longo período de sua juventude e maturação.

Sabemos, no entanto, que foi aos 42 anos que a terra começou a florescer. Os dinossauros e os grandes répteis surgiram há um ano, quando o planeta tinha 45 anos. Os mamíferos apareceram há apenas oito meses e na semana passada os primeiros hominídeos aprenderam a caminhar eretos.

No fim dessa semana a Terra ficou coberta com uma camada de gelo, mas abrigou em seu seio as sementes da vida. O homem moderno tem apenas quatro horas de existência e faz uma hora que descobriu a agricultura. A Revolução Industrial iniciou há um minuto. Durante esses sessenta segundos da imensidão do tempo geológico, o homem fez do paraíso um depósito de lixo.

Multiplicou-se como praga, causou a extinção de inúmeras espécies, saqueou o planeta para obter combustíveis; armou-se até os dentes para travar, com suas armas nucleares inteligentes, a última de todas as guerras, que destruirá definitivamente o único oásis da vida no sistema solar.

A evolução natural de 4,6 bilhões de anos seria anulada num segundo pela ação do animal inteligente que inventou o conhecer. Será esse o nosso destino ?”

Texto do Greenpeace.

Biosfera / EcosferaRegião do planeta que contém o conjunto dos seres

vivos e na qual a vida é permanentemente possível.

Condições Essenciais à VidaPresença:

ÁguaFonte de energiaElementos químicos em contínua reciclagem

Ausência:variações extremas de temperaturaradiações ionizantes

- partículas alfa, partículas beta - elétrons e prótons

- os raios gama, raios-x e neutrons.

BiosferaLitosfera – camada superficial sólida da Terra

(1/4 da superfície do planeta, condições climáticas variáveis, enorme biodiversidade);

Hidrosfera – representada pelo ambiente líquido (3/4 da superfície do planeta, condições climáticas menos variáveis, salinidade variável, biodiversidade pequena;

Atmosfera - camada gasosa que envolve as demais.

Pontos a Considerar1. A vida na biosfera

2. A complexidade

3. A energia

4. Os recursos naturais

5. Atividades humanas e desequilíbrios

1. A Vida na Biosfera

Terra tem 4,6 bilhões de anos;

Primeiro ser vivo 3,5 bilhões (bactéria);

Primeira planta 1,5 bilhões;

Primeiro animal 570 milhões (esponja);

Primeiros insetos 250 milhões;

Primeiros mamíferos 175 milhões;

O HOMEM 46 milhões.

HOMEMHOMEM

Onde Queremos Chegar?

Biosfera, Ecosfera, TecnosferaBiosfera Região do planeta que contém o conjunto dos

seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível. Resultado de fenômenos físicos associados à própria

atividade biológica;Encontra-se em constante modificação (fragilidade);

Tecnosfera Abrange as estruturas constituídas pelo trabalho humano no espaço da biosfera;

GAIA = Mãe Terra (William Gilbert, século XVII);Hipótese de Gaia: “a Terra seria um superorganismo, de

certa forma frágil, mas com capacidade de auto-recuperação”.(James Lovelock)

A Hipótese de Gaia“Os agentes destrutivos hoje são artificiais e

provocam desgaste em quase todo o planeta, ao mesmo tempo. A constituição de Gaia seria tão vigorosa a ponto de reparar naturalmente o desgaste e manter o planeta saudável?”

(Jonatan Weiner)

EnergiaSeres vivos necessitam de energia para manter sua

constituição interna, para locomover-se, para crescer, etc.;

Fonte de energia na biosfera Sol:Ilumina e aquece o Planeta;Fornece energia para a síntese de alimentos;Responsável pela distribuição e reciclagem de

elementos químicos.

Distribuição da Energia

A EnergiaRadiação Ultravioleta (ionizante): formação da

vitamina D, poder de mutação (incidência de câncer/boa parte é absorvida pela camada de ozônio);

Radiação Visível (luz): produção de alimentos;

Radiação Infravermelha (calor): influência sobre os seres vivos, dando origem a fenômenos meteorológicos.

Leis da EnergiaTodo e qualquer fenômeno que ocorre na natureza

necessita de energia para ocorrer;

Primeira lei: “a energia do universo é constante”;

Segunda lei: “a entropia no universo tende ao máximo”.

Recursos NaturaisSão insumos que a natureza coloca à disposição dos seres

vivos, para que estes possam satisfazer as suas necessidades;

Relaciona-se com:Tecnologia (ex.: magnésio na confecção de ligas

metálicas para aviões);Economia (ex.: álcool depois da crise do petróleo em

1973);Meio ambiente: a exploração, processamento e

utilização não devem causar danos ao meio ambiente;

Aproveitamento da Energia

Energia solar(irradiada à Terra como luz solar)

Energia luminosa convertida em energia química na matéria orgânica (através da fotossíntese)

Energia química que se emprega para produzir trabalho nas células do organismo (através da respiração)

Energia degradada(irradiada para o espaço na forma de calor)

Recursos NaturaisRENOVÁVEIS - podem ser naturalmente regenerados

após o seu uso (água, madeira,...);

NÃO RENOVÁVEIS - não podem ser naturalmente regenerados após o seu uso ou o são em tempos geológicos muito extensos (petróleo, argila, calcário,...).

Transformação de um recurso natural renovável em um recurso não-renovável (ex.: campo de pastagem comum utilizado coletivamente por vários fazendeiros).

Atividades Humanas e Desequilíbrios na BiosferaAté meados do século XIX a atividade humana não

concorria de forma tão acentuada para provocar mudanças drásticas que pudessem alterar a biosfera;

A partir da revolução industrial e das grandes guerras mundiais transformações com maior intensidade;

Conforto, bem estar e poder o homem está transformado o meio ambiente, trazendo a poluição e provocando tragédias ecológicas;

Exploração inadequada dos recursos renováveis e não-renováveis da natureza.

Curiosidade20% da população mundial consome 80% dos

recursos naturais e energia do planeta e produz mais de 80% da poluição e da degradação dos ecossistemas;

80% da população mundial fica com apenas 20% dos recursos naturais;

Para reduzir essas disparidades sociais, seriam necessários, pelo menos, mais dois planetas terra.

Uso dos Recursos Naturais

Entropia é uma palavra que vem do grego e representa uma grandeza termodinâmica, que esta associada a algum grau de desordem. Essa grandeza é quem mede a energia que não foi transformada em trabalho.

Para entender melhor, todos sabemos que a energia do universo tende a ser transformada, ou seja, aquela famosa frase: “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”, quando Lavoisier disse isso, ele estava querendo dizer que a energia que não foi utilizada de alguma forma (transformada em trabalho), foi transformada em outra (dissipada), sendo essa energia dissipada é considerada uma energia desordenada e difícil de ser reutilizada.

Um exemplo muito simples é de um carro. Quando estamos conduzindo um carro, a gasolina armazenada no tanque é convertida em calor, através da combustão e depois em energia mecânica no motor do carro. Mas como nenhuma energia é 100% transformada em trabalho, uma parte dessa energia será dissipada, devido ao atrito do pistão e a câmara de combustão (partes interna do motor onde ocorre a conversão do combustível em trabalho), e entre outros componentes, sobre a forma de calor, e essa energia dissipada pelo atrito é quase impossível de se reverter naturalmente em energia. Por exemplo, transformar a energia de atrito em trabalho para movimentar o carro de forma natural. Portanto concluímos que sempre vamos “perder” uma parte da energia que se esta produzindo, pois a mesma será convertida em outras formas de energia, a mais comum delas é o atrito.

Um exemplo mais simples para se entender a entropia. Pegue um jogo de baralhos, jogue-os todo para o ar, as cartas caíram todas espalhadas para o chão, pronto, temos ai uma entropia que é a completa desordem das cartas pelo chão. E, por um processo natural, ou seja, espontâneo, não teremos todas as cartas novamente em nossas mãos do mesmo modo que antes (de modo organizado, ou seja, ordenado), a não ser que abaixamos e pegamos, o de deixa de ser o um processo espontâneo e necessita a realização de um trabalho para tal.

Essa energia que foi dissipada, vulgarmente falando, “perdida”, é a entropia. Ela é considerada desordenada porque você nunca mais conseguirá reutilizá-la no processo inverso. Portanto, quanto maior a desordem, mais difícil voltar ao estado normal então maior é a entropia do sistema.

Um físico nuclear inventou um sistema que converte a energia dissipada na frenagem do carro em energia cinética, o sistema se chama Kers – Kinetic Energy Recovery System (Sistema de Recuperação de Energia Cinética). Além de não recuperar 100% da energia dissipada, esse ainda é uma situação de entropia, pois a energia térmica gerado na frenagem não foi convertida em cinética naturalmente.