introdução ecologia

7/31/2019 introduo ecologia

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1a ParteECOLOGIA GERAL

1. INTRODUO ECOLOGIA

o sculo XIX, o bilogo e naturalista alemo Ernest Haeckel (1866) partindo da observa-o de que o conhecimento biolgico nunca completo quando o organismo estudado

isoladamente, deu um novo rumo Histria Natural - hoje Biologia, criando uma nova cincia -a Ecologia.

O termo eco deriva do grego oikos que significa lugar onde se vive, casa, ambiente, e logos estudo, cincia, tratado. No sentido literal, Ecologia seria o estudo dos seres vivos em sua casa,no seu ambiente, ou ainda, a cincia que estuda as relaes dos seres vivos com o meio ambien-te. Numa concepo mais moderna, a cincia que estuda a estrutura e funcionamento da Na-tureza, considerando que a humanidade uma parte dela (Odum, 1972).

Com a criao da cincia Ecologia, surgiram os termos eclogo e ecologista. Este identifica osmilitantes de organizaes em defesa do meio ambiente, enquanto que eclogo o profissional -

pesquisador, cientista, que tem formao e trabalha no campo da ecologia.

Em princpio, a Ecologia considerava as espcies individualmente (ecologia da araucria, ecolo-gia do peixe-boi...), o que deu origem a auto-ecologia. Hoje, a auto-ecologia a parte da ecolo-gia que estuda as respostas das espcies aos fatores ambientais, em funo de suas fisiologias erespectivas adaptaes. Posteriormente, os eclogos perceberam a importncia das relaes entreas diversas espcies, surgindo assim a sinecologia, passando esta a ser a parte da ecologia queestuda as interaes entre as diferentes espcies que ocupam um mesmo ambiente, como estas seinterrelacionam e de que maneira interagem com o meio ambiente.

1.1. MEIO AMBIENTE

Para a cincia ecolgica, o meio ambiente o conjunto de condies fsicas (luz, temperatura,presso...), qumicas (salinidade, oxignio dissolvido...) e biolgicas (relaes com outros seresvivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitaes e de possibilidades parauma dada espcie: o meio ambiente tudo que nos cerca.

Sempre heterogneo, o meio ambiente segue variando de um local para outro, dando origem aagrupamentos de seres vivos diferentes. Tais agrupamentos - comunidades - interferem na com-

posio do meio e so beneficiados ou prejudicados com essas transformaes. O meio ambienteassim evolui, para melhor ou para pior, conforme a espcie considerada. Num lago que recebeadubo, proveniente de projetos agrcolas na vizinhana, se for considerada a populao de algas,


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2 - Introduo s Cincias do Ambiente para Engenharia

esta vai ser favorecida, aumentando as suas possibilidades de desenvolvimento, pela maior ofertade nitratos e fosfatos; porm, se forem considerados os peixes, estes tm suas possibilidades dedesenvolvimento limitadas pela reduo do oxignio, ocasionada pela grande proliferao de al-gas, e como resultado morrem asfixiados. O meio ambiente melhorou para as algas e piorou para

as populaes de peixes.

O meio ambiente est sempre mudando e evoluindo. O clima, os seres vivos e as prprias ativi-dades humanas modificam o ambiente e so influenciadas por essas modificaes, gerando novasalteraes. Esta a essncia da evoluo. Alguns seres vivos so incapazes de adquirir os recur-sos que necessitam e se extinguem. Outros desenvolvem constantemente melhores formas de a-daptao aos problemas do ambiente mutante. Diz-se que estes evoluram. Podemos dizer entoque o meio ambiente seletivo na medida que certas caractersticas do aos seus possuidorescerta vantagem na sobrevivncia e procriao. Diz-se que os indivduos melhor adaptados aoambiente mutante foram selecionados, por meio da seleo natural.

No sculo passado a poluio nas cidades inglesas fez com que a seleo natural atuasse em umaespcie de mariposas. No incio da industrializao a maioria das mariposas salpicadas era claracom manchas escuras, confundindo-se com as cascas das rvores e escondendo-se de seus preda-dores. Quando a fuligem das fbricas escureceu as rvores e a paisagem urbana de um modo ge-ral, as mariposas claras ficaram mais visveis aos pssaros. Alguns anos depois as mariposas es-curas tornaram-se mais comuns nas cidades e as claras salpicadas prevaleciam nos campos, me-nos poludos. Tal fenmeno de seleo natural ficou conhecido como melanismo industrial.

A seleo nem sempre natural. O homem aprendeu a utilizar a mutao para produzir organis-mos que atendam a algum propsito til ou desejvel, criando o processo de seleo artificial. Os

organismos assim obtidos, sobrevivem no ambiente sob a proteo humana. Um exemplo tpico a galinha domstica, seu ancestral das selvas africanas extremamente astuto e bota cerca deuma dzia de ovos por ano. Algumas galinhas domsticas botam uma dzia de ovos por ms,so extremamente dceis, perderam a astcia e, se fossem devolvidas ao seu ambiente natural,seriam extintas.

O meio ambiente sempre o conjunto de possibilidades fsicas, qumicas e biolgicas para cadaindivduo - espcie - de uma comunidade. Neste sentido, a espcie Homo sapiens, entre milhesde espcies da Terra, tem sido o foco de toda ateno da cincia ecolgica, dada a sua capacidadede transformar as condies ambientais, em nome da qualidade de vida humana.

1.2. HBITAT E NICHO ECOLGICO

O meio ambiente o palco onde se desenrola todo o estudo da ecologia. Neste, segundo Odum(1972), cada espcie considerada tem um endereo- hbitat, e desenvolve uma profisso -nicho ecolgico.

O hbitat de um organismo o local onde ele vive; ou ainda, o ambiente que oferece um con-junto de condies favorveis ao desenvolvimento de suas necessidades bsicas - nutrio, prote-o e reproduo. O nicho ecolgico o papel de uma espcie numa comunidade - como ela faz

para satisfazer as suas necessidades. As algas, por exemplo, tm o seu hbitat na gua superficialde um lago (zona iluminada), e parte do seu nicho ecolgico a produo de matria orgnica,atravs da fotossntese, a qual serve de alimento para sua populao e para alguns animais.


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1a Parte - Ecologia Geral - 3

Teoricamente, o hbitat seria aquele ambiente em que as condies ambientais atingem o pontotimo e uma espcie consegue reproduzir em toda a sua plenitude, ou seja, consegue desenvolvero seu potencial bitico. Porm, a reproduo sem oposio no pode manter-se por muito tempo

em um ambiente de recursos limitados. Desse modo, o ambiente se encarrega de controlar o cres-cimento da populao atravs da resistncia ambiental, o que pode fazer com que a populaoretorne ao ponto de partida.

A resistncia ambiental compreende todos os fatores - fome, enfermidades, alteraes climti-cas, competio, etc. - que impedem o desenvolvimento do potencial bitico. O processo fun-ciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta, aumenta tambm a resistn-cia ambiental, que por sua vez origina uma diminuio da densidade populacional. A interaoentre o potencial bitico e a resistncia ambiental resulta num aumento , ou numa diminuio, donmero total de organismos de uma populao, ou seja, o seu crescimento populacional. O hbi-tat ento a regio onde a resistncia ambiental para a espcie mnima, ou seja, onde ela en-

contra melhores possibilidades de sobrevivncia.

1.3. NVEIS DE ORGANIZAO BIOLGICA

A melhor maneira de entender o campo de estudo da ecologia moderna utilizando-se do concei-to de nveis de organizao dos seres vivos (Odum, 1972). Nestes, um arranjo hierrquico agrupaos seres vivos partindo de sistemas biolgicos simples genes - para biossistemas cada vez maiscomplexos biosfera -, formando um todo unificado, conforme esquema abaixo.

GENES CLULAS TECIDO RGO APARELHO ORGANISMO POPULAO COMUNIDADE ECOSSISTEMA BIOSFERA

A ecologia estuda fundamentalmente os quatro ltimos nveis desta seqncia. Entendendo-sepor: populao: conjunto de indivduos de uma mesma espcie que ocupa uma determinada rea; comunidade: conjunto de populaes que interagem de forma organizada, vivendo numa

mesma rea; ecossistemas: conjunto resultante da interao entre a comunidade e o ambiente inerte; biosfera ou ecosfera: sistema que inclui todos os organismos vivos da Terra, interagindo com

o ambiente fsico, como um todo.

1.4. EXERCCIO DE FIXAO 1

1. Conceitue Ecologia. Qual a diferena entre eclogo e ecologista ?2. Defina hbitat e nicho ecolgico. Cite exemplos.3. O que resistncia ambiental ? Enumere alguns fatores de resistncia ambiental para o ho-

mem.4. Como cincia biolgica, qual o campo de estudo da ecologia ?


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2. NOES DE BIOSFERA

biosfera definida como sendo a regio do planeta que contm todo o conjunto dos seresvivos e na qual a vida permanentemente possvel. O termo permanentemente poss-

vel atrelado ao conceito de biosfera significando ambiente capaz de satisfazer s necessidadesbsicas dos seres vivos, de forma permanente. Neste contexto, a biosfera no passa de uma del-gada casquinha em torno do planeta, uma vez que as condies de vida vo diminuindo medidaque nos afastamos da superfcie, at que cessam a, aproximadamente, 7 km acima do nvel domar e abaixo deste no ultrapassa a 6 km. No total a biosfera no vai alm de 13 km de espessu-ra.

Para satisfazer as necessidades dos seres vivos, so necessrios, por um lado, a presena de gua,luz, calor e matria para a sntese dos tecidos vivos e, por outro, ausncia de condies prejudici-ais vida como substncias txicas, radiaes ionizantes e variaes extremas de temperatura. A

biosfera apresenta todas essas condies: uma fonte externa de luz e calor - o sol; gua que chegaa cobrir da superfcie do planeta e substncias minerais em contnua reciclagem nos seus v-rios ambientes. Apresenta ainda um escudo contra radiaes ionizantes provenientes do sol - acamada de oznio - e grandes massas de gua que se encarregam de manter a temperatura mdiado planeta em torno dos 15oC, sem grandes variaes.

Na realidade o termo correto para biosfera seria ecosfera (eco = oikos = casa), correspondendoao conjunto de biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera. Porm popularizou-se o termo biosfera

que usado no seu sentido funcional e no descritivo, ficando esta dividida em trs regies fsi-cas distintas:

litosfera - Camada superficial slida da Terra, constituda de rochas e solos, acima do nveldas guas. Compreende da biosfera, apresenta variaes de temperatura, umidade, luz, etc.e possui enorme variedade de flora e de fauna;

hidrosfera - Representada pelo ambiente lquido: rios, lagos e oceanos. Recobre da super-fcie total do planeta, apresenta condies climticas bem mais constantes do que na litosfera,salinidade varivel (nos oceanos chega a 35 gramas/litro) e possui menor variedade de plantas(20 para 1) e de animais (9 para 1) que a litosfera;

atmosfera - Camada gasosa que circunda toda a superfcie da Terra, envolvendo portanto, osdois ambientes acima citados.

2.1. VIDA NA BIOSFERA

A histria da Terra comeou h 4,6 bilhes de anos e o incio da vida remonta a aproximadamen-te 1,1 bilho de anos depois - o ser vivo mais antigo conhecido, uma bactria, formou-se h cercade 3,5 bilhes de anos. Nas eras posteriores, a vida foi se diversificando cada vez mais: o padrode evoluo assemelha-se a uma rvore com uma espcie na ponta de cada ramo. De um tronconico, os seres vivos evoluram e formaram os reinos do mundo vivo: monera, protista, fungi,vegetal e animal. Os primeiros exemplares do reino vegetal datam de cerca de 1,5 bilhes deanos - estes foram para a terra firme h cerca de 420 milhes de anos. As esponjas, membros

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mais simples do reino animal, datam de 570 milhes de anos. Os insetos surgiram h aproxima-damente 250 milhes, os mamferos h 175 milhes e o homem h 46 milhes de anos. Compa-rando com a idade da Terra, a espcieHomo sapiens est na sua infncia, principalmente se con-siderarmos os seus impulsos destrutivos.

2.2. COMPLEXIDADE

A biosfera caracteriza-se por uma estrutura muito complexa. A sua composio resultado defenmenos fsicos associados prpria atividade biolgica que a se realiza h milhares de anos.As atividades de nutrio e de respirao das plantas, dos animais e dos microrganismos, que ha-

bitam o solo e as guas, alteram quimicamente a composio do ar atmosfrico, por consumiremalguns gases que o compem e produzirem outros; modificam a estrutura do solo, por cavarem

buracos e galerias ou por produzirem alteraes qumicas do meio; modificam, ainda, a composi-o da gua em virtude das trocas de alimentos e compostos qumicos que realizam no seu inte-

rior. Portando, desde a sua criao, a biosfera est em constante modificao pela ao dos pr-prios seres vivos, o que de certa forma a torna frgil, principalmente quando este ser vivo ohomem.

2.2.1. HIPTESE DE GAIA

A melhor maneira de compreender a fragilidade da biosfera talvez seja atravs da Hiptese deGaia e do texto elaborado pelo Greenpeace que nos faz pensar sobre o comportamento da espcie

Homo sapiens.

O termo Gaia foi usado pela primeira vez no sculo XVII pelo mdico ingls William Gilbertreferindo-se a Me Terra e popularizado pelo norte-americano James Lovelock quando formu-lou a hiptese de Gaia: a Terra seria um superorganismo, de certa forma frgil, mas comcapacidade de auto-recuperao. Na Terra, como no metabolismo de um organismo vivo, ca-da parte influencia e depende de outras partes, ao perturbar uma s dessas partes da vida podeafetar o todo. Mais recentemente, essa hiptese foi comungada por Jonathan Weiner, mas comuma certa preocupao. Segundo Weiner os agentes destrutivos hoje so artificiais e provocamdesgaste em quase todo o planeta, ao mesmo tempo. A constituio de Gaia seria to vigorosa a

ponto de reparar naturalmente o desgaste e manter o planeta saudvel? Poder Gaia nos salvar?1

A Terra tem 4,6 bilhes de anos,se condensarmos esse espao de tempo num conceito compre-ensvel, poderamos comparar a Terra a uma pessoa que neste momento estaria completando 46

anos. Nada sabemos dos 7 primeiros anos de vida dessa pessoa e mnimas so as informaes

sobre o longo perodo de sua juventude e maturao.

Sabemos, no entanto, que foi aos 42 anos que a terra comeou a florescer. Os dinossauros e os

grandes rpteis surgiram h um ano, quando o planeta tinha 45 anos. Os mamferos apareceram

h apenas oito meses e na semana passada os primeiros homindeos aprenderam a caminhar

eretos.

1 Revista Ecologia e Desenvolvimento, no 59, 1996.


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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 existncia e faz uma hora

que descobriu a agricultura. A Revoluo Industrial iniciou h um minuto. Durante esses ses-

senta segundos da imensido do tempo geolgico, o homem fez do paraso um depsito de lixo.

Multiplicou-se como praga, causou a extino de inmeras espcies, saqueou o planeta para

obter combustveis; armou-se at os dentes para travar, com suas armas nucleares inteligentes,

a ltima de todas as guerras, que destruir definitivamente o nico osis da vida no sistema so-

lar.

A evoluo natural de 4,6 bilhes de anos seria anulada num segundo pela ao do animal inte-

ligente que inventou o conhecer. Ser esse o nosso destino ?

Texto do Greenpeace.

2.3. A ENERGIA

A fonte de energia para a biosfera o sol: alm de iluminar e aquecer o planeta, fornece energiapara a sntese de alimento. A energia solar tambm responsvel pela distribuio e reciclagemde elementos qumicos, pois governa o clima e o tempo nos sistemas de distribuio de calor egua na superfcie do planeta. Dos 100% de energia solar enviada para a Terra, somente 47%conseguem atingir a sua superfcie, sendo 30% energia direta e 17% difusa (Figura 2.1). Dos

100% iniciais, menos de 1% utilizado pelos vegetais na produo de alimento.

Figura 2.1: Distribuio da energia solar na terra. (FREIRE DIAS, G., 1992)


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A energia solar que toca a superfcie da terra uma ao conjunta de espcies de radiaes dis-tintas. Do aspecto ecolgico, somente as radiaes infravermelhas, as visveis e as ultravioletasso bem conhecidas quanto aos seus efeitos. As radiaes infravermelhas, apesar de serem ab-sorvidas em grande parte pelo vapor d'gua atmosfrico, exercem poderosa influncia sobre os

seres vivos, dando tambm origem a fenmenos meteorolgicos, como o vento. As radiaesultravioletas tm importncia na formao da vitamina D, necessria aos seres vivos, mas poroutro lado, possuem grande poder mutgeno, estando relacionadas com a incidncia de cncer de

pele. A grande maioria desses raios absorvida pela camada de oznio presente na atmosferaterrestre. As radiaes visveis constituem a parte do espectro solar indispensvel vida: a luzsolar se relaciona fundamentalmente com a produo de alimentos.

Todos os processos energticos da biosfera obedecem s duas leis da termodinmica. A primeiralei estabelece que a energia do universo constante ou seja a energia no pode ser criadanem destruda, apenas transformada. A segunda lei reza que a entropia no universo tende aomximo ou seja a cada transformao a energia passa de uma forma mais organizada e concen-

trada (energia de alta qualidade) a outra menos organizada e mais dispersa (energia de baixa qua-lidade - calor). As duas leis podem ser observadas no fluxo contnuo e num nico sentido da e-nergia solar na biosfera (Figura 2.2): a energia luminosa captada pelas plantas e transformadaem energia qumica ou absorvida pela gua, ar e solo e, posteriormente, em ambos os casos,transformada em energia calorfica que irradiada para o espao. Neste contexto, a Terra umsistema aberto.

Energia Solar(irradiada Terra com luz solar)

Biosfera

Energia Degradada(irradiada para o espao na forma de calor)

Figura 2.2: Fluxo de energia na biosfera.

2.4. OS RECURSOS NATURAIS

Ar, gua, solo, minerais, flora e fauna, genericamente, so recursos naturais, isto , so recursosque a natureza coloca disposio dos seres vivos, para que estes possam satisfazer s suas ne-cessidades. A existncia da biosfera est condicionada disponibilidade desses recursos que po-dem der divididos em:

renovveis - so aqueles recursos que naturalmente podem ser regenerados aps o uso, como:a gua, o ar, a energia solar, a energia elica, a madeira, as plantas produtoras de fibra, os ve-

Energia solar convertida em energiaqumica na matria orgnica(atravs da fotossntese)

Energia qumica que se emprega para produzirtrabalho nas clulas do organismo

(atravs da respirao)


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getais usados na alimentao, animais usados na alimentao e na confeco de agasalhos e osnutrientes;

no-renovveis - so aqueles que no podem ser naturalmente regenerados aps o uso ou soregenerados em tempos geolgicos muito extensos. O calcrio, a argila, a areia, o petrleo e o

carvo mineral so exemplos de recursos naturais no-renovveis.

Quando estes conceitos so aplicados no meio humano, o recurso natural ser renovvel ou nodependendo da sua explorao e/ou capacidade de reposio. Assim, determinado recurso con-ceituado como renovvel pode deixar de s-lo, como o caso da fauna que pode entrar em extin-o quando explorada de forma incorreta ou quando o ambiente modificado no fornece condi-es para sua renovao. O peixe-boi, o tatu-canastra, o tamandu-bandeira, a jaguatirica e a ara-ra-azul, so exemplos de espcies brasileiras que se encontram ameaadas de extino, devido caa predatria associada a transformaes no ambiente. A gua tambm pode deixar de ser umrecurso renovvel na regio quando manejada de forma incorreta. Para evitar a extino, exaus-to ou perda de recursos naturais fundamental o conhecimento ecolgico, para que se possa es-

tabelecer condies e limites de uso e explorao, bem como planos de manejo adequados ca-pacidade de suporte do ambiente e, por que no, da biosfera.

2.5. ATIVIDADES HUMANAS E DESEQUILBRIOS NA BIOSFERA

As atividades humanas contribuem para alteraes dos requisitos de qualidade da biosfera. Asindstrias com suas chamins e o uso dos veculos movidos a gasolina ou a leo alteram a com-

posio da atmosfera; os resduos lanados pelos esgotos das fbricas e das casas alteram a com-posio da hidrosfera; a disposio inadequado do lixo, dos entulhos de construo, dos rejeitos

da minerao, dos inseticidas, dos adubos, etc., alteram a composio da litosfera.

Algumas dessas atividades humanas podem ser benficas para a biosfera, melhorando as condi-es de vida ou de desenvolvimento, por exemplo: a adubao e a irrigao do solo, aumentandonele a quantidade de elementos nutritivos e gua necessrios ao crescimento das plantas. Outras

porm so nocivas por causarem poluio, eroso. etc. s vezes, uma atividade benfica emuma determinada rea e para outra torna-se nociva, como, por exemplo, a aplicao de inseticidas

para combater as pragas da lavoura, causando morte de insetos inofensivos e contaminando a -gua dos rios prximos. O perfeito equilbrio entre todas essas atividades e o perfeito conhecimen-to das relaes entre as espcies de animais e vegetais que habitam diferentes locais da biosfera,torna-se assim indispensvel para que se consiga manter as caractersticas do meio em que vive-

mos.


1. Conceitue biosfera e ecosfera, com noes sobre sua amplitude e idade.2. Comente sobre a importncia da presena da luz, do calor e da gua como elementos indis-

pensveis vida na biosfera.3. Explique porque do ponto de vista energtico a biosfera ou ecosfera um sistema aberto.4. Elabore um quadro com cinco atividades humanas que contribuem para alterar a biosfera, re-

lacionando-as com os benefcios esperados e os prejuzos observados.


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3. NECESSIDADES BSICAS DOS SERES VIVOS

existncia da biosfera ou de vida de forma permanente, em um ambiente qualquer, s possvel se este oferecer condies para que os seres vivos satisfaam as suas necessida-

des bsicas: nutrio, proteo e reproduo (Quadro 3.1). A nutrio garante matria (alimen-to) rica em energia, para que os seres vivos possam proteger-se de seus inimigos e dos rigores dotempo e, finalmente, reproduzir para garantir a continuidade das espcies.

Quadro 3.1: Necessidades bsicas dos seres vivos.

Necessidade Conceito Tipos Organismos

Nutrio Processos de obten-o de matria e e-nergia pelos seresvivos.

Autotrfica: os seres vivossintetizam seu prprio ali-mento, partindo de substn-cias inorgnicas e de umafonte de energia. Heterotrfica: os seresvivos, atravs de relaescom outros seres vivos, ad-quirem o alimento sintetiza-do.

Vegetais cloro-filados, algas ealgumas bactri-rias.

Animais, fun-gos, vrus, pro-tozorios e o res-tante das bact-rias.

Proteo Mecanismos utili-zados pelos seres vi-vos para se defende-rem das intempries edos seus inimigos na-turais.

Crescimento quase ilimi-tado, espinhos, substnciasurticantes, perda das folhas,... Aspecto repulsivo, agres-so, fuga, construo deabrigos, elevada descendn-cia, camuflagem, ...

Vegetais.

Animais.

Reproduo Processos desenvol-vidos pelos seres vi-vos para gerar des-

cendentes e, conse-quentemente, dar con-tinuidade s espcies.

Assexuada: quando no hmistura de genes, gerandoindivduos geneticamente

idnticos ao que lhe deuorigem. Sexuada: ocorre misturade genes, gerando seres comnovas combinaes genti-cas.

Bactrias e al-guns protozo-rios.

Maioria dosseres vivos.

Boa parte da vida de um organismo utilizada no processo de nutrio. Por isso, a relao ali-mentar constitui fator determinante da estrutura da comunidade. Para satisfazer ao processo nu-tricional, o ser vivo precisa de condies que lhe permitam produzir (auttrofo) ou utilizar (hete-

rtrofo) os alimentos disponveis, e o meio ambiente deve oferec-las.

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No que diz respeito proteo, a camuflagem talvez o mais curioso mecanismo. Neste, o orga-nismo envolvido adota a aparncia transitria (mimetismo), ou permanente, de uma caractersticado ambiente e consegue assim se proteger de seus inimigos naturais: borboletas com cores e for-ma de ptalas de flores, gafanhotos com aparncia de folhas ou de ramos, lagartos com cores da

paisagem, etc. O fenmeno da camuflagem de tal forma que chega a ser possvel identificar,pelo aspecto do organismo, o tipo de ambiente de onde o mesmo provm.

A reproduo, seja sexuada ou assexuada, depende de condies ambientais particulares, envol-vendo vento, gua, temperatura, presena de outros organismos (polinizadores ou no), disponi-

bilidade de abrigo e de materiais para construo de ninhos, tocas, etc. O ambiente deve ser ca-paz de satisfazer s necessidades de cada espcie para que ela reproduza, povoe e a vida continueexistindo.

Como hetertrofo, o homem, na busca do alimento, desenvolve as mais variadas relaes com oambiente, atravs da caa, pesca, agricultura, pecuria, piscicultura, desmatamento, etc. e, ao

contrrio dos demais seres vivos, consome muito mais compostos orgnicos do que a quantidadepor ele utilizada como alimento. A maior parte da matria consumida usada na produo deenergia. Em nome do desenvolvimento, o homem vem interferindo na Natureza, eliminando oumodificando o ambiente, de modo a inviabilizar a satisfao das necessidades bsicas de seresvivos, o que pode causar profundas modificaes de carter ecolgico, com o desaparecimentode espcies teis e a superpopulao por espcies indesejveis, com conseqncias para o prpriohomem.

3.1. PROCESSOS ENERGTICOS UTILIZADOS PELOS SERES VIVOS

Na biosfera, os seres vivos obtm energia para satisfazer suas necessidade bsicas atravs de cin-co processos, divididos em dois grupos.

a) Processos que levam formao de compostos orgnicos (alimento) ricos em energia, a partirde CO2 e H2O:

fotossntese - quando a energia utilizada para a sntese do alimento provm da luz.CO2 + H2O Alimento + O2

quimiossntese - quando a energia utilizada para a sntese do alimento, provm da oxidaode compostos inorgnicos.

Comp. Inorg. Reduzido + O2 Comp. Inorg. Oxidado

Energia Qumica

CO2 + H2O Alimento

Luz


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b) Processos que levam liberao da energia contida nos alimentos:

respirao aerbia - quando o receptor final dos hidrognios o oxignio.Alimento + O2 CO2 + H2O + Energia

respirao anaerbia - quando o receptor dos hidrognios uma substncia diferente do oxi-gnio (CO3-2, PO4-3, SO4-2 ).

Alimento + KNO3 CO2 + H2O + N2 + KOH + Energia

fermentao: quando o receptor dos hidrognios uma substncia orgnica subproduto dareao em questo.

Alimento C2H5OH + CO2 + Energia

Os organismos que realizam fotossntese e quimiossntese so portanto auttrofos. Tanto auttro-fos como hetertrofos retiram energia dos alimentos atravs da respirao. Os seres vivos querespiram aerobicamente so chamados aerbios. Os que respiram anaerobiamente so denomi-nados anaerbios. Os seres que respiram tanto aerbia como anaerobiamente, dependendo dascondies do ambiente, so chamados facultativos.

Os processos energticos mais difundidos nas condies atuais da biosfera so: fotossntese, res-pirao aerbia e fermentao. Estes surgiram na Terra juntamente com os primeiros seres vivos.Tudo indica que a seqncia de apario destes processos na biosfera foi: fermentao (compos-tos orgnicos nos mares primitivos), fotossntese (aps introduo de CO2 pela fermentao) erespirao aerbia (aps a introduo de O2 pela fotossntese).

3.2. BIOSSNTESE E BIODEGRADAO

Em todo processo de nutrio autotrfica h sntese ou composio de compostos orgnicos e node respirao h degradao ou decomposio de compostos, que se caracteriza pela volta destes

aos seus constituintes originais - carbono, gua e sais minerais; como ambos os processos sobiolgicos, fala-se em biossntese e biodegradao.

Na biosfera, a todo processo de biossntese (foto e quimiossntese) deve corresponder um proces-so de biodegradao (respirao aerbia, anaerbia e fermentao). Isso quantitativamente ver-dadeiro, o que origina um equilbrio entre esses dois processos naturais. A existncia desse equi-lbrio condio fundamental continuidade da vida, porque se por um lado a quantidade de e-nergia disponvel (solar) inesgotvel, por outro lado a quantidade de carbono e outros elemen-tos constitutivos das molculas orgnicas limitada no ambiente habitado. Isto faz com que to-dos os elementos retirados do meio devam, mais cedo ou mais tarde, ser restitudos ao meio, a-travs da biodegradao, para novas biossnteses. Este processo denomina-se reciclagem.


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Os vegetais e animais continuamente realizam biodegradao de compostos orgnicos, atravs darespirao. Quando morrem, os compostos orgnicos que formam os seus corpos passam a ser

biodegradados, graas ao de microrganismos que utilizam como alimento os cadveres ani-mais e restos de vegetais. Esses microrganismos constituem um grupo particular de hetertrofos

que recebem a denominao genrica de saprvoros. Se no existisse a atividade desses seres,todos os restos e detritos animais e vegetais permaneceriam intactos na biosfera, acumulando e-lementos essenciais formao de novos seres vivos e o planeta seria um amontoado de lixo.


1. Classifique os seres vivos quanto ao processo de nutrio.2. Por que os seres vivos precisam se proteger ? Enumere cinco processos de proteo que voc

conhece.3. O que pode acontecer com os seres vivos de uma determinada regio quando a mata nativa

substituda por plantaes exticas ?4. Identifique os processos energticos utilizados pelos seres vivos.5. Os primeiros seres vivos do planeta eram auttrofos ou hetertrofos ? Por que?6. Levando em considerao a atmosfera primitiva (NH3, H2, CH4 e vapor dgua), explique

porque nem a fotossntese e nem a respirao aerbia tinham condies de ocorrer.7. O que reciclagem ? Faa uma lista de 5 produtos reciclveis que voc usa diariamente.8. Explique a importncia da reciclagem para continuidade da biosfera.


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4. FATORES ECOLGICOS

ntende-se porfatores ecolgicos o conjunto de fatores biolgicos, ou biticos, e fsicos, ouabiticos, de um determinado ambiente, que atuam sobre o desenvolvimento de uma co-

munidade. Tais fatores podem constituir elementos da resistncia ambiental, diminuindo a sobre-vivncia dos seres vivos. Os fatores ecolgicos biticos compreendem as relaes simbiticasentre os seres vivos e os fatores ecolgicos abiticos constituem as condies fsicas do ambien-te.

4.1. FATORES ECOLGICOS BITICOS

Para satisfazer suas necessidades de alimentao, proteo, transporte e reproduo os seres vi-vos associam-se com outros seres vivos, de mesma espcie ou de espcie diferente, surgindo as-sim as relaes ecolgicas. Consideradas fatores ecolgicos biticos, as relaes ecolgicas(Quadro 4.1) podem ser classificadas em:

intra-especfica - relao que ocorre entre indivduos de mesma espcie; inter-especfica - relao que ocorre entre indivduos de espcies diferentes; harmnica - relao em que nenhum dos organismos prejudicado; desarmnica - relao em que pelo menos um dos organismos prejudicado.

Quadro 4.1: Relaes entre os seres vivos.

Relaes Conceito Exemplos Observaes

Canibalismo(intra-especfi-ca desarmni-ca)

Um animal ma-ta e devora outroda sua espcie.

Ocorre, dentreoutras populaes,nas de aranhas,ratos, peixes, lou-va-a-deus,

Raro. Ocorre em super-populaes quando h faltade alimento; em algumasespcies comum a fmeadevorar o macho, aps afecundao.

Competio(intra e inter-especfica de-sarmnica)

Luta por ali-mento, posse deterritrio, da f-mea, etc.

Todos os seresvivos.

Freqente. Observa-sesempre que h sobreposiode nichos ecolgicos. umfator de seleo natural e delimitao da populao.

Predatismo(inter-especfi-ca desarmni-ca)

Um animal ma-ta outro de esp-cie diferente parase alimentar.

Mamfero carn-voro (predador) xmamfero herbvo-ro (presa).

Freqente. Fator de sele-o natural e equilbrio da

populao de presas. Apli-cado no Controle Biolgico:

predador x praga. Forsia(inter-especfi-

ca harmnica)

Transporte deum ser, seus ovos

ou sementes poroutro ser vivo.

Plen x insetos eaves; sementes x

aves e mamferos,etc.

Polinizao.

E


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Mutualismo(inter-especfi-ca harmnica)

Troca de bene-fcios entre seresvivos, com ousem interdepen-

dncia.

Cupim x proto-zorios, algas xfungos, plantas xinsetos, crocodilo

x ave-palito.

Obrigatrio (liquens), fa-cultativo (mosca do berne).

Parasitismo(inter-especfi-ca desarmni-ca)

Um ser vive custa de outro,

prejudicando-o.

Cip-de-chumbox outros vegetais;vermes x mamfe-ro; vrus, bactrias,fungos e protozo-rios x outros seresvivos.

Freqente. Fator de home-ostase na populao de pre-sas. Aplicado no ControleBiolgico: parasita x praga.Endoparasita (ameba) e ec-toparasita (piolho).

Inquilinismo(inter-especfi-ca harmnica)

Um organismousa outro comosuporte ou abri-

go.

Bromlia x rvo-re (suporte), fie-rster x holoturi-

des (abrigo).

Epifitismo, epizosmo,endofitismo e endozosmo.

Comensalismo(inter-especfi-ca harmnica)

Um ser comerestos da comidade outro.

Rmora x tuba-ro, hiena x leo.

Tambm aplicada a situ-aes em que no est en-volvido o alimento (tuim x

pica-pau). Colnias(intra-especfi-ca harmnica)

Seres unidosanatmica e/oufisiologicamente.

Algas, protozo-rios, corais, cracas,caravelas.

Os indivduos podem sertodos iguais (algas) ou dife-rentes com diviso de traba-lho (caravelas).

Sociedade(intra-especfi-

ca harmnica)

Indivduos comtendncia vida

gregria, traba-lham para o de-senvolvimento da

populao.

Castores, gorilas,homens, peixes,

formigas, abelhas,cupins.

Comum no mundo dosinsetos, onde a diviso de

trabalho leva a formao decastas.

Amensalismo(inter-especfi-ca desarmni-ca)

Uma espcieinibidora produzsecrees (subs-tncias txicas)eliminando a es-

pcie amensal.

Eucalipto x gra-mneas, mandioca-

brava x fungos,fungos x bactrias,algas x peixes(Mar vermelha).

Esta relao mais co-mum entre vegetais, fungose bactrias.

Determinadas relaes tm importncia vital para o equilbrio ecolgico dentro das comunidades.Numa interao como o predatismo, o predador influi diretamente no controle da populao dapresa, mantendo-a em nveis compatveis com a quantidade de alimento disponvel no local. Re-laes como predatismo e parasitismo so assim utilizadas para eliminao ou diminuio de es-

pcies indesejveis, num processo conhecido como Combate ou Controle Biolgico. Este ofe-rece duas vantagens sobre o combate atravs de substncias qumicas: no polui o ambiente e,desde que adequadamente planejado, no causa desequilbrios ecolgicos. Muitas espcies para-sitas so seletivas, vivem apenas em um hospedeiro ou em espcies aparentadas do seu hospedei-ro. Neste sentido, o uso do parasitismo no controle biolgico tem se mostrado mais eficiente doque o predatismo.


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Algumas relaes existentes entre os seres vivos no se enquadram nos tipos citados, por no se-rem to bvias. Muitas espcies, para sobreviverem em um determinado ambiente, dependemindiretamente da presena de outras. Como exemplo, podemos citar os mamferos: as regiesmais ricas do mundo em mamferos, so aquelas que apresentam uma fauna diversificada de co-

prfagos (bosteiros), estes alm de contriburem para melhorar as pastagens, reduzem as infec-es parasitrias dos mamferos por enterrarem no solo os vermes parasitas.

4.2. FATORES ECOLGICOS ABITICOS

Os fatores ecolgicos abiticos esto representados pelas condies climticas, edficas e qumi-cas, que determinam a composio fsica do ambiente. Os principais fatores ecolgicos abiticosnos ambientes terrestres so a luz, a temperatura e a gua, enquanto que nos ambientes aquticosso a luz, a temperatura e a salinidade. Os principais fatores ecolgicos abiticos encontram-selistados no quadro 4.2.

Quadro 4.2: Fatores ecolgicos abiticos.

Fator Importncia Classificao

Temperatura Constitui fator determinante na dis-tribuio dos seres vivos, influi nometabolismo, no apetite, na fotossn-tese, no desenvolvimento, na ativida-de Sexual e na fecundidade. As tem-

peraturas mais favorveis vida estona faixa de 10 a 30oC. Para cada servivo existe um preferendo trmico(PT). Temperaturas fora do PT de-terminam migraes. Quando a tem-

peratura diminui ou aumenta demasi-adamente, alguns seres vivos entramem estado de quiescncia, fazendohibernao (morcego, urso) ou estiva-o (lagarto, rato-canguru), outrosmigram.

Homeotermos: organismosque conseguem manter a tem-

peratura corporal, apesar dasvariaes do meio (Aves eMamferos).

Pecilotermos: a temperaturacorporal acompanha as varia-es do meio (peixes, rpteis eanfbios).

Luz Essencial na produo de alimentos(fotossntese), nos processos pticos,na pigmentao da pele, regula osritmos biolgicos dirios e anuais,regula a atividade motora de animais(fotocinese), orienta o movimento dosvegetais (heliotropismo). Alguns ani-mais e vegetais produzem luz, proces-so chamado bioluminescncia.

Eurifotos: organismos que su-portam grandes variaes lumi-nosas. Estenofotos: s conseguemviver numa estreita faixa lumi-nosa. Lucfilos: atrados pela luz(mariposas). Lucfobos: fogem da luz(toupeira).


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gua Entra na composio das clulas detodo ser vivo, est presente em todosos processos metablicos, o solvente

universal; tem papel fundamental natemperatura corporal dos homeoter-mos, na regulao do clima do planetae na distribuio dos seres vivos na

biosfera. As sementes tm em tornode 3 a 5% de gua, o homem 65%, orecm-nascido 90% e as medusas99%.

Hidrfilos ou hidrfitos: ve-getais que s vivem em locaisonde haja muita gua (vitria-

rgia).

Xerfilos ou xerfitos: vege-tais adaptados a locais com

pouca gua, ridos (cactos).

Nutrientes Necessrios para o crescimento ereproduo dos seres vivos, so eles

os elementos qumicos e sais dissol-vidos. Seu suprimento na biosfera semantm mediante o movimento den-tro dos ciclos biogeoqumicos. Podemse tornar fator limitante por falta ou

por excesso no meio. Constituem,juntamente com outras caractersticasdo solo (pH, textura, umidade), osfatores edficos.

Macronutriente: entra emgrande quantidade na composi-

o dos tecidos vivos (Carbono,Oxignio, Hidrognio, Nitrog-nio).

Micronutriente: necessrioem quantidades relativamente

pequenas (Mangans, Cobre,Zinco, Magnsio).

4.3. FATORES LIMITANTES

Para cada um dos fatores ecolgicos, os seres vivos tm limites de tolerncia dentro dos quaispodem sobreviver. Assim, qualquer fator abitico fora do extremo superior ou inferior, tende alimitar a oportunidade de sobrevivncia do organismo (Lei de Leidberg), e esse fator passa a serum fator limitante. O mesmo se aplica para os fatores biticos quando estes passam a limitar odesenvolvimento dos seres vivos. Os principais fatores limitantes abiticos so a temperatura(clima), a gua, a luz e os nutrientes; e os biticos so a competio, o predatismo e o parasitis-mo.

Quanto mais ampla for a faixa de tolerncia de um organismo a um dado fator, mais probabilida-de ele tem de sobreviver s variaes ambientais relacionadas a esse fator. Alguns animais tmuma faixa de tolerncia muito estreita: para os peixes, por exemplo, uma variao de poucosgraus na temperatura da gua, pode eliminar a populao inteira. Em termos gerais, quanto maisampla for a faixa de tolerncia de um organismo aos fatores do meio, mais ampla ser a sua dis-tribuio geogrfica. Mediante a tecnologia, o homem tem ampliado, artificialmente, sua faixa detolerncia a muitos fatores, de modo que pode sobreviver em quase todas as regies da biosfera efora dela (nave espacial).


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1. De que maneiras podem interagir os organismos de uma mesma espcie ?2. Identifique e classifique as relaes abaixo:

a) A penicilina, o primeiro antibitico descoberto pelo homem, uma substncia produzidapor um fungo capaz de inibir o crescimento de microrganismos.b) As abelhas, para produzirem o mel, utilizam o nctar das flores.c) Em uma calada, a lagartixa fica imvel por alguns minutos e, subitamente, lana sua ln-

gua e captura um inseto.d) O anum freqentemente encontrado nas costas do gado bovino, alimentando-se de carra-

patos que infestam sua pele.e) As orqudeas em uma floresta utilizam as rvores como suporte, para poderem ficar mais

prximas da fonte de luz.3. As relaes entre os seres vivos podem envolver ganho (+), perda (-) ou neutralidade e tole-

rncia (0). Classifique as relaes listadas no quadro 4.1 usando pares de sinais, como (+,+),

(+,-), (0,+), etc.4. Qual a importncia, para uma espcie, da competio entre seus indivduos ?5. Qual a importncia do predatismo para a comunidade ?6. O que controle biolgico ? mais eficiente quando se usam parasitas ou predadores? Por

que?7. Por que alguns seres vivos migram ?8. Qual a diferena entre hibernao e estivao ?9. Conceitue fator limitante. D exemplo de um fator limitante para o homem.10. Qual a diferena entre fator limitante e resistncia ambiental ?


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5. ECOSSISTEMAS

s vegetais, animais e microrganismos que vivem numa regio e constituem uma comuni-dade biolgica, esto ligados por uma intrincada rede de relaes e influncias, que inclui

o meio fsico e a prpria comunidade. Estes componentes fsicos e biolgicos, interdependentes,formam uma unidade funcional bsica de estudo da Ecologia, denominada ecossistema (Tansley,1935). Um ecossistema pode ser definido como: unidade funcional bsica, composta de umabiocenose - conjunto de seres vivos - e um bitopo - lugar que abriga uma biocenose.

As dimenses dos ecossistemas so as mais variadas possveis, pois convenientemente pode-seescolher uma unidade maior ou menor para estudo. Ele pode ser constitudo por uma floresta in-teira (macro-ecossistema) ou por uma simples planta como a bromelicea (micro-ecossistema),ou ainda, um oceano ou um aqurio.

5.1. COMPONENTES E ESTRUTURA

H nos ecossistemas um enorme complexo de fenmenos e fatores que delimitam e definem asua composio: primeiramente, a composio fsica do meio (natureza do solo, luminosidade,temperatura, etc.); depois, a composio qumica (sais minerais e compostos inorgnicos utiliza-dos como nutrientes, cidos, lcalis, oxignio, gs carbnico, etc.); finalmente, a presena de se-res vivos que podem ser predadores, comensais, parasitas, competidores, etc., e caracterizam-se

por uma interdependncia no somente nas relaes alimentares, mas tambm na reproduo eproteo. Desse modo, pode-se dividir o ecossistema em dois conjuntos amplos de componentes:os biticos (vivos) e os abiticos (no vivos). O conjunto dos componentes biticos compe a

biocenose e dos componentes abiticos o bitopo.

Os componentes biticos podem ser agrupados em trs categorias funcionais: produtores, con-sumidores e decompositores. Os produtores so todos os organismos auttrofos, principalmen-te plantas verdes que realizam fotossntese, e outros, em menor quantidade, que realizam quimi-ossntese. Os consumidores dos ecossistemas so os hetertrofos, principalmente animais, quese alimentam de outros seres vivos. Podem ser subdivididos em: (a) consumidor primrio (her-bvoro), que utiliza diretamente o vegetal - veado, gafanhoto, coelho e muitos peixes; (b) con-sumidor secundrio (carnvoro), que obtm seu alimento de consumidores primrios - leo, ca-chorro, cobra e espcies carnvoras de peixes; e, (c) consumidormisto (onvoro), que no fazdiscriminao pronunciada em sua preferncia alimentar entre produtores e outros consumidores- esta categoria inclui o homem, o urso e alguns peixes. Os decompositores tambm so heter-trofos - bactrias e fungos saprvoros -, porm se alimentam de materiais residuais (excrees,cadveres, etc.) transformando-os em substncias inorgnicas simples utilizveis pelos produto-res. No fosse o trabalho dos decompositores, o nosso planeta seria um amontoado de lixo.

A estrutura de um ecossistema pode ser exemplificada atravs de um Terrrio: uma espcie dejardim encerrado em uma caixa de vidro ou plstico transparente, que recebe luz solar e contm

uma camada de solo, pequenas plantas (produtores), pequenos insetos (consumidores primrios)-como pulges - alimentando-se da seiva dessas plantas, insetos carnvoros (consumidores se-

O


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cundrios) - como joaninhas - comendo pulges e, mesmo, um predador maior (consumidor ter-cirio) - como a aranha ou louva-a-deus, capturando as joaninhas. Finalmente, o prprio solocontendo bactrias e outros saprvoros (decompositores), nutrindo-se de folhas mortas e outrosdetritos de origem vegetal ou animal. Desse modo, mantm-se dentro do terrrio, um fluxo de

energia e uma reciclagem de elementos qumicos, de maneira a conservar, no seu interior, apro-ximadamente constantes as concentraes de gs carbnico, gua, oxignio, sais minerais e com-postos orgnicos, no sendo necessrio adicionar ou retirar, periodicamente, qualquer deles.

5.2. CARACTERSTICAS DOS ECOSSISTEMAS

No estudo dos ecossistemas distinguem-se quatro caractersticas bsicas: continuidade - todos os ecossistemas do planeta esto interligados, formando um grande e-

cossistema - a biosfera; sistema aberto - sob o ponto de vista da termodinmica, todos os ecossistemas so sistemas

abertos, que se mantm atravs do fluxo contnuo de energia solar; homeostase - todo ecossistema dotado de auto-regulao, o que o torna capaz de resistir s

mudanas e lhe confere um estado de equilbrio dinmico; sucesso ecolgica - a maioria dos ecossistemas forma-se no curso de uma longa evoluo,

conseqncia do processo de adaptao entre as espcies e o meio ambiente. Uma sucessoecolgica pode levar dezenas a centenas de anos, at que a comunidade estabilize atingindo oclmax. A sucesso pode ser primria ou secundria. A primeira ocorre em regies nuncaantes habitadas, como numa crosta rochosa. A segunda ocorre em regies antes habitadas masque, em funo de fatores naturais ou artificiais, como enchentes, erupes vulcnicas, quei-madas, projetos agrcolas, etc., romperam o clmax, retornando ao processo de sucesso. Na

figura 5.1, esto enumeradas as sries da sucesso de um bosque queimado at atingir nova-mente o clmax, num tempo de aproximadamente 350 anos.

Figura 5.1: Sucesso ecolgica em um bosque queimado. (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979)

5.3. EQUILBRIO NOS ECOSSISTEMAS

Todos os consumidores da biosfera obtm energia e nutrientes para satisfazer as suas necessida-des, comendo plantas (produtores), ou comendo outros animais (herbvoros) que comeram plan-tas, ou comendo animais (carnvoros) que comeram animais que comeram plantas, e assim pordiante. Dessa forma, embora os ecossistemas variem muito em proporo e em aparncia, todos

tm uma mesma estrutura de funcionamento, apresentando um fluxo de energia eum ciclo dematria (Figura 5.2), da mesma forma que na biosfera.


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Num ecossistema, as relaes de transferncia de matria e energia no so to simples como nascadeias alimentares. Na realidade, estas entrelaam-se, num delicado equilbrio, constituindoverdadeiras teias que unem entre si predadores e presas, parasitas e hospedeiros, formando estru-

turas mais complexas denominadas teias ou redes alimentares. Numa teia alimentar, um orga-nismo pode ocupar diferentes nveis trficos (Figura 5.3). Isso torna-se vantajoso para a comuni-dade, uma vez que um organismo passa a ter vrias opes de alimento, fato que confere maiorestabilidade estrutura e, consequentemente, ao ecossistema.

Figura 5.3: Teia alimentar de guas costeiras(SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979)

5.4. PRODUTIVIDADE NOS ECOSSISTEMAS

A produtividade, ou produo, designa a quantidade de matria orgnica produzida, ou de e-nergia fixada pelos produtores, que transferida para os consumidores ao longo das seqnciasalimentares, podendo ser expressa em unidades de massa ou de energia. Em termos de energia, ascalorias incorporadas em cada nvel trfico denominam-se: produo primria ou PP (1oNT),produo secundria ou PS (2oNT), produoterciria ou PT (3oNT), etc. Denomina-se pro-duo primria bruta (PPB ou PB), a quantidade de energia fixada pelas plantas no processo defotossntese. Parte dessa energia dissipada no processo de respirao do auttrofo (Ra) e parte -

produo primria lquida (PPL ou PL) incorporada biomassa vegetal e transferida para osconsumidores. A cada nvel trfico, parte da energia recebida incorporada biomassa e parte

dissipada na forma de calor (2

a

lei da termodinmica) ou perdida na matria excretada. Toman-do-se Rcomo sendo o somatrio da energia dissipada - energia calorfica - em todos os nveistrficos, a produtividade no ecossistema pode ser representada porPB = PL + R.


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A produtividade mdia nas cadeias alimentares estimada em torno de 10%, ou seja, a cada nveltrfico so incorporados cerca de 10% da energia proveniente do nvel trfico precedente (Lei deElton ou dos 10%). Assim, PS = 10%PL, PT = 10%PS, sucessivamente. Conseqncia da se-

gunda lei da termodinmica, quanto maior o nvel trfico do organismo, menor a quantidade deenergia disponvel. Tal fato limita o nmero de nveis de uma cadeia, e este atingido quando osorganismos no obtm energia suficiente para manterem-se vivos e reproduzirem-se. Por estarazo, a maioria das cadeias apresentam quatro a cinco nveis trficos. Consequentemente, quan-to mais prximo da base de produo maior a disponibilidade de energia e, portanto, maior quan-tidade de organismos poder ser mantida com a produo primria do ecossistema.

O estudo da produtividade usado para identificar o estgio da sucesso ecolgica em que se en-contra o ecossistema. Com base na relao PB/Rdetermina-se se a comunidade clmax ou estem sucesso ecolgica. Na primeira, PL = 0, isto , toda produo primria lquida de um certointervalo de tempo consumida pela fauna em intervalo de tempo igual, logo PB/R = 1,0 ou e-

cossistema maduro. Na segunda, PL> 0, apenas parte da produo primria lquida consumi-da, havendo portanto saldo de energia para manter novos consumidores, logo PB/R > 1,0 ou e-cossistemasucessional. No quadro 5.2, esto resumidas algumas diferenas entre estes dois ti-

pos de ecossistemas.

Quadro 5.2: Diferenas entre o ecossistema sucessional e maduro

Caractersticas Ecossistema Suces-sional

EcossistemaMaduro

Diversidade biolgica Baixa AltaBiomassa total Pequena Grande

Nmero de relaes Pequeno GrandeTeia alimentar Simples ComplexaRelao produo/consumo Maior que um Igual a umEstabilidade Instvel EstvelResistncia aos distrbios externos Baixa Alta

A produtividade dos vrios ecossistemas da biosfera no se distribui casualmente. Ela est limi-tada pelo clima, distribuio de nutrientes, luz e gua. A figura 5.4 ilustra a distribuio da pro-duo primria em vrios ecossistemas.

5.5. PIRMIDES ECOLGICAS

A estrutura trfica de um ecossistema pode ser ilustrada graficamente por meio de pirmidesecolgicas, nas quais o primeiro nvel trfico, ou nvel produtor, forma sempre a base e os nveissucessivos formam camadas at o pice.


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Capim

Trigo

Gafanhotos

Pulges

Pssaros

Protozorios

Raposas

Trigo

Plncton

Pulgo

Peixes

Protozorio

A - Desertos;B - Pastagens, Lagos profundos, Bosques montanhosos;C - Florestas tropicais, Lagos rasos, Pastagens midas, Agricultura irrigada;D - Esturios, Recifes de corais;E - guas costeiras;F - Mares profundos.

Figura 5.4: Produtividade primria bruta de vrios ecossistemas,em kcal/m2 ao ano. (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979)

As pirmides ecolgicas podem ser de trs tipos: nmeros, biomassa e energia. A pirmide denmeros (Figura 5.5) d uma idia da distribuio quantitativa da biocenose, ou seja, quantosorganismos existem em cada nvel trfico do ecossistema; tambm ilustra relaes quantitativasentre presa-predador e hospedeiro-parasita.

Figura 5.5: Pirmides de nmeros de predadores (a) e de parasitas (b).

A pirmide de biomassa (Figura 5.6) representa o peso total dos indivduos nos sucessivos n-

veis trficos, expresso em peso seco total por unidade de rea, por exemplo kg/m2

. Tanto as pi-rmides de nmeros como as de biomassa podem apresentar o vrtices invertidos, em virtude davariao no tamanho dos indivduos e da capacidade de renovao dos organismos menores (Fi-guras 5.5-b e 5.6-b).

Figura 5.6: Pirmides de biomassa terrestre (a) e aqutica (b).

(a)

(a)

(b)

(b)


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Produtores

Herbvoros

Carnvoros 1

Carnvoros 2

Segundo NT

Terceiro NT

A pirmide de energia (Figura 5.7) representa a distribuio de energia por nvel trfico no e-cossistema. Das trs pirmides, a que d melhor idia do conjunto da natureza funcional das

biocenoses nos ecossistemas. Sua forma no afetada pelas variaes no tamanho e na intensi-

dade metablica dos organismos. Ela sempre voltada para cima, uma vez que representa a pro-dutividade energtica nos ecossistemas. A quantidade de energia disponvel em cada nvel ex-pressa em Kcal/m2.ano.

Figura 5.7: Pirmide de energia.

5.6. DESEQUILBRIOS NOS ECOSSISTEMAS

O equilbrio dinmico dos ecossistemas baseia-se na sua estrutura trfica, isto , na forma comoa comunidade est organizada e se relaciona com o ambiente, para distribuio da matria e e-nergia. Assim sendo, alteraes na composio da cadeia alimentar ou no ambiente fsico podem

promover desequilbrios ecolgicos.

5.6.1. BLOQUEIO NA CADEIA ALIMENTAR

Uma forma comum de desequilbrio, d-se pela destruio de um dos elos da cadeia alimentar. Adestruio de um elo acarreta o desaparecimento total do elo seguinte, dependente do primeiro, ea superpopulao do ambiente pelo elo anterior. A eliminao de cobras que atacam lavradoresno campo, causa aumento da populao de ratos e reduo do nmero de animais comedores decobras como a sariema. Na dcada de setenta, a caa predatria ao sapo-boi na zona rural de Per-nambuco, incentivada pelo valor da pele para exportao, resultou na invaso da zona rural porgafanhotos (grilos), forando a migrao das pessoas para as cidades.

A introduo de organismo estranho cadeia alimentar pode tambm resultar em desequilbrios

ecolgicos, decorrente da inexistncia do elo superior ou predador natural que controle a sua pro-liferao. Na Austrlia, na dcada de trinta, a importao do coelho gerou srios problemas, poiso mesmo no encontrou, na fauna local, nenhum animal capaz de pred-lo e passou ento a des-truir as plantaes. Atualmente, os australianos procuram reduzir a populao de coelhos atravsde viroses especficas desses animais. Ainda na Austrlia, em 1935, foi introduzido o sapo-boi(Bufo marinus) para controle biolgico de um besouro que atacava os canaviais. A baixa resis-tncia ambiental ao anfbio, devido ao clima favorvel e ausncia de predador, resultou numa

praga, agravada pelo fato do sapo ser venenoso. Atualmente, pesquisa-se controle biolgico daespcie.

Primeiro NT

Quarto NT


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Fitoplncton (0,5)Zooplncton (3,0)

Peixes planctfagos (7 a 9)

Mergulho (2.500)Peixes carnvoros (22 a 221)

gua (0,014)

Inseticida transferidopor via alimentar

5.6.2. BIOMAGNIFICAO

Outra forma de gerar desequilbrios a interferncia nas cadeias alimentares atravs do constantelanamento, no ambiente, de subprodutos da indstria qumica ricos em metais pesados, como

chumbo e mercrio, materiais radioativos e de molculas sintticas, como plsticos, detergentes epesticidas. Essas substncias, por no serem biodegradveis, aos poucos vo se acumulando noambiente. Algumas delas, quando ingeridas pelos seres vivos, tendem a concentrar-se ao longodas cadeias alimentares e, consequentemente, os ltimos nveis trficos tornam-se os mais preju-dicados. Esse fenmeno conhecido como biomagnificao, ou magnificao trfica, e apre-senta-se como resultado da absoro seletiva de uma substncia pelos tecidos do organismo. Porexemplo, a glndula tireide separa seletivamente o iodo da corrente sangnea. Desta maneira,quando o iodo 131 (radioativo) est presente no sangue, absorvido seletivamente pela glndula.Da mesma forma, o estrncio 90 e o csio 137 concentram-se nos ossos, os pesticidas organoclo-rados nas gorduras, etc.

Um dos primeiros estudos sobre esse fenmeno foi o do Lago Clear, na Califrnia, quando o usodo TDE2 levou ao desaparecimento de aves como o mergulho na regio. Na figura 5.7, atravsda pirmide de biomassa, pode-se observar a concentrao do TDE na cadeia alimentar. Nestecaso, a taxa de amplificao do txico da gua para a ave chegou a 180.000 vezes. A taxa deamplificao a razo entre a concentrao no ltimo nvel trfico da cadeia e a concentrao noambiente, se este dado estiver disponvel, ou a concentrao no primeiro nvel trfico.

Figura 5.7: Pirmide de biomassa do Lago Clear, na Califrnia (concentrao de TDE em ppm).(CHARBONNEAU, J. P. et al, 1979)

Deste fenmeno constata-se que os animais predadores e os superpredadores, situados no topodas cadeias alimentares, so os mais ameaados. O homem, pelo seu regime alimentar, um su-

perpredador, encontrando-se tambm ameaado de intoxicaes. Com base nesta constatao,muitos pases probem a produo e comercializao de pesticidas organoclorados, uso de metais

pesados como o mercrio e controlam a exposio s radiaes ionizantes.

Os desequilbrios tambm podem ocorrer devido: (a) s alteraes do ambiente que impeam acamuflagem de determinadas espcies, expondo-as ao seus inimigos, ou que estas encontrem nanova paisagem alimento e abrigo; (b) ao uso de inseticidas que diminuem ou eliminam espcies

polinizadoras, levando ao desaparecimento de vegetais e, consequentemente, de animais; (c) aolanamento de esgotos, ricos em matria orgnica, nos corpos dgua, favorecendo as bactriasaerbias em detrimento dos peixes, dentre outros.

2 Abreviatura usual do inseticida organoclorado tetraclorodifeniletano (C14H10Cl4)


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1. Explique por que, apesar de terem a mesma estrutura de funcionamento, os ecossistemas dife-rem entre si.

2. Que posio ocupa o onvoro numa teia alimentar? D exemplo de uma teia incluindo duasespcies onvoras que voc conhea.3. Descreva o que voc observa na figura 5.1 deste captulo. Qual a importncia da sucesso eco-

lgica para os ecossistemas.4. Observe a cadeia alimentar: planta larva de mosca de fruta protozorio. Esquemati-

ze as pirmides de nmeros, energia e biomassa. De que tipo essa cadeia ?5. Qual a vantagem das teias alimentares para os ecossistemas?6. Explique porque quanto mais prximo do produtor mais consumidores podem ser mantidos

num ecossistema.8. Suponha que a produo primria lquida das plantas de uma regio seja de 1.000 cal/m2.dia.

Considere agora uma rea de 100 m2 nessa regio.

a) Que energia pode ser transferida para os consumidores: PB ou PL ? Por que ?b) Qual a produo lquida total dessa rea ?c) Se a populao de herbvoros ingerir diariamente 100.000 cal, qual ser a produo se-

cundria ?d) Poderia viver nessa regio uma populao de herbvoros que ingerisse diariamente

mais do que 100.000 cal ? Por que ?9. A relao PB / R para trs florestas distintas : 3,0; 2,0 e 1,0.

a) Qual dessas trs florestas j atingiu o clmax ? Por que ?b) Quais podem manter novas populaes de consumidores ?c) Qual dessas comunidades est em estgio menos avanado da sucesso ecolgica? Jus-

tifique sua resposta.10. Parte de uma floresta foi queimada e transformada em pastagem. Usando adjetivos comosimples/complexo, pequeno/grande, etc., compare estes dois ecossistemas em termos de: bio-diversidade, biomassa total, teia alimentar, relao produo/consumo e estabilidade.

11. Por que os ecossistemas sucessionais so mais susceptveis s pragas ?12. Observe a concentrao de estrncio 90 na cadeia alimentar de um lago (gua - 1ppm):

plantas aquticas (280 ppm) peixes herbvoros (950 ppm) perca (3.000 ppm)(a) Que fenmeno se observa ?(b) Descreva brevemente o fenmeno ?(c) Qual a taxa de amplificao do estrncio ?


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6. CICLOS BIOGEOQUMICOS

ntende-se por ciclo biogeoqumico o movimento cclico de elementos qumicos entre omeio biolgico e o ambiente geolgico. Todos os 30 a 40 elementos necessrios ao desen-

volvimento dos seres vivos circulam na biosfera. No quadro 6.1, encontram-se relacionados oselementos qumicos mais presentes nos tecidos vivos, relacionando-os com a sua proporo nacrosta terrestre.

Quadro 6.1: Elementos qumicos mais presentes nos seres vivos (% por pso).

Elemento Smbolo Homem Crosta terrestre P de milho

Oxignio O 65,0 49,0 75,0Carbono C 18,0 0,09 13,0Hidrognio H 10,0 0,88 10,0

Nitrognio N 3,3 0,03 0,45Clcio Ca 1,5 3,4 0,07Fsforo P 1,0 0,12 0,06Potssio K 0,35 2,4 0,28Enxofre S 0,25 0,05 0,05Sdio Na 0,24 2,6 traos

Cloro Cl 0,19 0,19 0,04Magnsio Mg 0,05 1,9 0,06Ferro Fe 0,005 4,7 0,03Mangans Mn 0,0003 0,08 0,01Silcio Si traos 25 0,36

Fonte:BIOLOGIA BSCS: VersoVerde, vol.1, 1979.

Para a ecologia, o fator mais importante de um ciclo biogeoqumico constitui-se no fato de queos componentes biticos e abiticos aparecem intimanente entrelaados. Todos os ciclos biogeo-qumicos incluem seres vivos; sem a vida, os ciclos biogeoqumicos cessariam e, sem eles, a vidase extinguiria. As seguintes caractersticas podem ser observadas nos ciclos biogeoqumicos:

um depsito "geolgico" (atmosfera ou litosfera); incluso de seres vivos (vegetais, animais e microrganismos);cmbios qumicos;movimento do elemento qumico desde o meio fsico at os organismos e seu retorno a este.

Os ciclos biogeoqumicos podem dividir-se em dois tipos bsicos:

ciclos (de nutrientes) gasosos, cujo depsito ou reservatrio geolgico a atmosfera. Exem-plos: ciclo do carbono, do oxignio e do nitrognio. So ciclos relativamente rpidos e fecha-

dos, onde no existe quase nenhuma perda de elementos nutrientes durante o processo de re-circulao;

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ciclos (de nutrientes) sedimentares, tm como reservatrio geolgico as rochas sedimenta-res. Exemplo: o ciclo do fsforo e do enxofre. Estes so considerados ciclos lentos, posto queos depsitos sedimentares so pouco acessveis aos organismos, uma vez que, para que os e-lementos cheguem at eles, as rochas devem ser intemperizadas e, posteriormente, transporta-

das ao solo.

A interferncia do homem nos ciclos biogeoqumicos d-se basicamente pela utilizao do ar, dagua ou do solo como sumidouro de seus despejos. Muitas substncias so txicas, atacam o sis-tema respiratrio de plantas e animais, causam danos aos tecidos das folhas, destroem os micror-ganismos dos solos, alteram as trocas gasosas, contribuindo para inibir o desenvolvimento da vi-da nesses ambientes. O homem tambm contribui para tornar o processo acclico, quando, porexemplo, extrai e trata rochas fosfatadas, produzindo fertilizantes fosfatados que so usados naagricultura. Posteriormente, estes atingem os corpos d'gua, concorrendo para o processo de eu-troficao, provocando srios desequilbrios nas guas.

6.1. CICLO DO CARBONO

O carbono o principal constituinte de qualquer matria orgnica, sendo portanto essencial vi-da na Terra. Encontra-se disponvel no ar atmosfrico ou dissolvido nas guas, na forma de gscarbnico. O CO2 entra na composio do ar atmosfrico com apenas 0,03%. Entretanto, estaquantidade suficiente para manter toda a vida na Terra, uma vez que se mantm em contnuareciclagem, atravs do seu ciclo, conforme esquematizado na figura 6.1. Inicialmente, o CO2 fixado por vegetais, algas e bactrias na fotossntese, formando carboidratos e liberando oxig-nio. Os carboidratos so degradados pela respirao e o carbono devolvido ao meio na forma de

CO2. Uma frao do CO2 do ar combina-se com a chuva formando cido carbnico (H2CO3). Nosolo, este passa a bicarbonato (HCO3-) e, posteriormente, a carbonato (CO3

=). Este reage com oscidos existentes no solo, liberando CO2 para a atmosfera.

Figura 6.1: Ciclo do carbono (SILVA, T. B. e OLIVEIRA, W. B. 1992)


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Algumas vezes, o ciclo do carbono interrompido e o retorno do mesmo atmosfera pode levarmilhes de anos. o caso dos compostos de carbono que no foram atacados pelos decomposito-res e permanecem armazenados no subsolo sob a forma de carvo fssil e petrleo, ou nas rochas

formadas por conchas e esqueletos de animais.A queima dos combustveis fsseis devolve ocarbono ao ciclo, na forma de CO, CO2 e diversos hidrocarbonetos. Reaes posteriores levam o

CO a CO2 e os hidrocarbonetos a CO2 e H2O.

A queimada, o desmatamento e a queima de combustveis fsseis so atividades que interferemdiretamente no ciclo do CO2. Porm, maior ateno deve ser dada s guas, pois 80% da produ-o fotossinttica vem das algas marinhas e de gua doce. A poluio das guas, com destruiodo fitoplncton, pode desequilibrar todo o ciclo do carbono.

6.2. CICLO DO OXIGNIO

O maior reservatrio de oxignio o ar atmosfrico, do qual constitui cerca de 20%. Est presen-te tanto no mundo orgnico como no inorgnico. Neste, entra na constituio dos minerais e dasrochas. No mundo orgnico, essencial vida, uma vez que entra na composio dos tecidosvivos e imprescindvel para a respirao. atravs da respirao de vegetais, animais e micror-ganismos que o oxignio retirado da atmosfera e devolvido na forma de gs carbnico (CO 2) egua. Mesmo os organismos anaerbios participam do ciclo, uma vez que retiram o oxignio damatria orgnica devolvendo-o ao meio na forma de CO2. gua e gs carbnico, pela ao dosauttrofos, so retirados do ambiente e devolvidos na forma de carboidratos (alimento) e oxig-nio, atravs da fotossntese. No ar, tanto a H2O como o CO2 entram nos seus respectivos ciclos e

ambos contm oxignio, que faz parte do ciclo total. Desse modo, pode-se notar que o ciclo dooxignio est intimamente relacionado com os ciclos do carbono e da gua.

O fator mais recente que afeta o ciclo do oxignio na biosfera e o balano de oxignio na terra, o prprio homem. Alm de inalar oxignio e de exalar dixido de carbono, o homem contribui

para diminuir o nvel de oxignio e aumentar o de dixido de carbono pela queima de combust-veis, o desmatamento e pavimentao de terras anteriormente verdes.

6.3. CICLO DO NITROGNIO

O nitrognio importante pela sua participao fundamental na composio das protenas, asquais, por exemplo, representam aproximadamente 16% do corpo humano. O N2 encontra-sedisponvel no ar atmosfrico na proporo de 79% mas, apesar dessa abundncia, so poucos osorganismos que conseguem fix-lo: nos solos, fixado pelas bactrias do gnero Rhizobium e

Nitrobacterque vivem em mutualismo com plantas leguminosas, e, nas guas, pelas algas azuisdo gnero Nostoc. Alm da fixao biolgica, pode ocorrer fixao atmosfrica e industrial,quando o nitrognio transformado em nitrato ou cido ntrico, que fica no ambiente disposi-o dos vegetais. Estes absorvem o nitrognio fixado, transformando-o em protenas; a passagem

para os animais inicia-se com os herbvoros.

Plantas e animais mortos, juntamente com as excrees, so transformados, pelos organismos daputrefao (bactrias e fungos), em amnia (NH3) num processo denominado amonificao. Aamnia utilizada pelas bactriasNitrosomonas que a oxidam, produzindo nitrito (NO2

-) e este


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transformado em nitrato (NO3-) pelas bactriasNitrobacter. Aps a nitrificao, dissolve-se nas

guas ou permanece nos solos, de onde absorvido pelas plantas ou sofre desnitrificao por a-o de bactrias, voltando ao ar atmosfrico (Figura 6.2).

Figura 6.2: Ciclo do nitrognio (SILVA, T. B. e OLIVEIRA, W. B. 1992).

O nitrognio fixado que no absorvido pelos vegetais, pode ser transportado para os mares, in-

do constituir sedimentos profundos nos oceanos, podendo sair de circulao por milhes de anos,s voltando ao ciclo pelas erupes vulcnicas. No fosse a atividade vulcnica em determinadosambientes, talvez ocorressem problemas devidos falta de protenas para a alimentao humana.

6.4. CICLO DA GUA

A gua representa o constituinte inorgnico mais abundante na matria viva. O homem possui65% do seu peso constitudo de gua e alguns animais chegam a ser formados de 99% dessecomposto. O ciclo da gua consiste basicamente na evaporao da gua das camadas lquidas su-

perficiais do solo, por efeito da ao dos raios solares. Seguindo-se a formao de nuvens e sua

condensao e precipitao sob a forma de chuva, granizo ou neve. Uma parcela da gua que seprecipita sobre o solo infiltra-se, promovendo a sua rehidratao e o recarregamento das reservasfreticas. Uma outra parcela, escoa superficialmente formando os crregos, rios e lagos. A pro-

poro, de gua de escoamento superficial em relao infiltrao influenciada fortemente pelaausncia ou presena de cobertura vegetal, uma vez que esta constitui barreira ao rolamento livre,alm de tornar o solo mais poroso. A parcela de gua que se precipita sobre a hidrosfera participado ciclo curto e a que cai sobre a litosfera compe o ciclo longo.

Os organismos terrestres podem obter gua em vrios pontos deste ciclo. As plantas a retiram dosolo, enquanto que a maioria dos animais a ingere. Por outro lado, vegetais e animais devolvem

gua para a atmosfera: os vegetais principalmente pelas folhas; os animais, atravs da pele e pe-los sistemas respiratrio, digestivo e urinrio.


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A vegetao exerce, por sua vez, funo importante com relao devoluo da gua de infiltra-o atravs da evapotranspirao, acelerando muito os processos de simples evaporao. Consi-derando-se a proporo que representa o somatrio da superfcie das folhas em relao superf-cie do solo, fcil avaliar-se o papel acelerador desempenhado pela vegetao em relao

transferncia de umidade do solo para a atmosfera. Alm disso, o sistema radicular de rvores earbustos, podendo atingir dezenas de metros de profundidade, constitui um mecanismo de altaeficincia em relao a esse transporte, permitindo a movimentao rpida de enormes volumesde gua. Da a importncia fundamental da cobertura vegetal, com relao manuteno da umi-dade atmosfrica, regularidade das chuvas e outros fatores eco-metereolgicos.

Todos os ciclos biogeoqumicos relacionam-se intimamente com o ciclo da gua e o fluxo ener-gtico atravs da biosfera. De uma forma ou de outra, a gua constitui o meio principal para acirculao de nutrientes. O calor solar que determina a formao de correntes atmosfricas, per-mitindo a precipitao e evaporao no ciclo da gua, proporciona tambm a energia para que osorganismos vivos, principalmente os vegetais, possam manter em movimento os ciclos dos nutri-

entes. Estes ltimos, requerem o fluxo da gua para manterem-se.


1. Conceitue ciclo biogeoqumico e enumere as suas principais caractersticas.2. Como o homem interfere nos ciclos biogeoqumicos ?3. A concentrao de CO2 atmosfrico mais baixa ao meio dia e mais alta noite. Usando o

ciclo do carbono, explique como isto possvel.4. Como a queima de combustveis fsseis pode influenciar o ciclo do carbono ?

5. As guas de profundidade so ricas em nutrientes. O Projeto Cabo Frio, no Rio de Janeiro,tem como um de seus objetivos bombear gua de profundidade para a superfcie. Com basenos ciclos biogeoqumicos, explique de que modo isso poderia ser benfico para a populaode pescadores da regio.

6. A gua que se usa dia a dia pode eventualmente ir para o oceano. Descreva o caminho dessagua dentro do seu ciclo, enumerando suas etapas.

7. Explique como a cobertura vegetal pode influenciar no ciclo da gua.


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7. DISTRIBUIO DOS ECOSSISTEMAS

s vrias regies do planeta possuem caractersticas prprias, desenvolvendo-se nela flora efauna tpicas, sejam terrestres ou aquticas, constituindo ecossistemas. A forma mais co-

mum de estudar os ecossistemas atravs da identificao de formaes vegetais, associando-sea estas os animais, como uma unidade bitica. Cada combinao distinta de plantas e animais,formando uma comunidade clmax, chamada bioma. A biosfera constituda de dois tipos de

biomas: os aquticos e os terrestres.

7.1. BIOMAS AQUTICOS

Os biomas aquticos podem ser de gua doce ou de gua salgada. Os ecossistemas de gua sal-gada, ou talssicos (mares e oceanos), tm como principais caractersticas: tamanho (70% dasuperfcie), salinidade (35 gramas/litro), mars, correntes, temperatura (-2oC a 32oC), nutrientesminerais, profundidade e luminosidade. Os ecossistemas de gua doce, ou lmnicos (rios, ria-chos, lagos, lagoas, represas), tm como principais caractersticas: temperatura, turbidez, tensosuperficial, movimentos das guas, gases (O2 e CO2) e sais minerais dissolvidos (nutrientes). Es-tes podem ser divididos em dois grupos: ecossistemas lnticos ou de gua parada, como os lagos,as lagoas, as represas e os pntanos; ecossistemas lticos ou de gua em movimento, como asnascentes, os crregos, os riachos e os rios. No quadro 7.1, listam-se algumas classificaes deinteresse para o estudo dos ecossistemas aquticos.

Quadro7.1: Classificaes inerentes aos ecossistemas aquticos.

Classificao baseada na quantidade de nutrientes:

Eutrficos Apresentam guas ricas em nutrientes minerais e com alta produtivida-de.

Mesotrficos guas que apresentam valores intermedirios entre eutrfico e oligotr-fico.

Oligotrficos Apresentam guas pobres em nutrientes minerais e com baixa produtivi-dade.

Diviso do ecossistema baseada na temperatura:

Epilmnio Camada superior dos lagos, onde a gua mais quente e circulante, ricaem oxignio.

Termoclino Camada intermediria, caracterizada por uma rpida variao na tempe-ratura e no oxignio com o aumento da profundidade.

Hipolmnio Camada inferior dos lagos, onde a gua mais fria e no circulante, po-bre em oxignio.

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Diviso do ecossistema baseada na quantidade de luz solar:

Euftica Zona iluminada do ecossistema, onde a produtividade primria intensa.Disftica Zona fracamente iluminada.Aftica Zona totalmente obscura, onde ausente a vida vegetal, predominando a

fauna de carnvoros.

Classificao dos organismos aquticos:

Plnctons Organismos flutuantes, que se deixam transportar pelas correntes. Divi-dem-se em: fitoplncton (algas unicelulares) e zooplncton (pequenos a-nimais).

Nctons Organismos que vivem em plena gua, que so capazes de se deslocarativamente contra as correntes (peixes, tartarugas).

Bntons Organismos que vivem fixos no fundo, sobre outros organismos ou den-tro do lodo do fundo (vermes).

7.2. BIOMAS TERRESTRES

Os biomas terrestres tm o clima (temperatura e precipitao) e o solo como principais respons-veis pela sua formao. Representam aproximadamente 30% da biosfera e apresentam grandesvariaes de temperatura, umidade, luz, presso, etc. e grande variedade florstica e faunstica,

que do origem aos mais variados tipos de ecossistemas: florestas, campos, montanhas, desertos,mangues, praias, ilhas, solos e cavernas (Quadro 7.2). Com base nestes tipos de ecossistemas, nabiosfera podem ser identificados os seguintes biomas terrestres: tundra, taiga, floresta temperada,floresta tropical, campos e desertos.

Quadro 7.2: Tipos e caractersticas de ecossistemas terrestres.

Tipo Caractersticas

Florestas Apresenta vegetao contnua de rvores; temperatura mais ou menos

constante; grande umidade; pouca luz e poucos ventos; fauna diversificadacom adaptaes como bico, garras, cauda longa; olfato e audio muito apu-rados.

Campos Sem rvores ou com rvores espaadas; predomnio de gramneas; baixaumidade; temperatura varivel (alta durante o dia e baixa noite); muita luze muitos ventos; animais euritrmicos, mimticos, de hbitos noturnos; nafauna guars, tamandus, emas, cobras, ratos, lagartos, cupins, formigas.

Montanhas Vegetao varivel; menor teor de oxignio; radiao solar mais intensa;baixa temperatura; fauna pobre com animais fortemente pigmentados, con-trastando muitas vezes com o branco da neve nos picos; a fauna de vicunha,lhama, condor, cabrito-monts, guia.


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Desertos Vegetao composta de ombrfitas e xerfitas; palmas e gramneas nososis; baixa umidade; chuvas irregulares com precipitaes anuais abaixo de250 mm; ventos fortes; grande intensidade luminosa; grandes variaes detemperatura; muito frio como o de Gobi, na sia, ou muito quente como o

Saara, na frica; na fauna de desertos frios, encontra-se rena, urso-branco,boi-almiscarado e pingim; nos desertos quentes, camelo, cobra, lagarto,gazela e rato.

Mangues Regies sujeitas invaso do mar; solo lodoso; vegetao de halfitas ehidrfitas; rica em crustceos (caranguejo).

Praias Regies de transio entre ecossistemas aquticos e terrestres; salinidadeelevada nas praias de mar; vegetao pobre prxima do mar, porm maisrica na restinga, com gramneas, coqueiros, cajueiros, pitangueiras, cactos,

bromlias; fauna composta de caranguejos, pulgas-dgua, moluscos, barati-nhas.

Ilhas Ocenicas: fauna e flora apresentam verdadeiro endemismo, devido ao

afas-tamento dos continentes; Continentais: flora e fauna semelhantes s dos continentes.

Solos Apresentam baixas flutuaes de temperatura, luminosidade, evaporao,ventos e umidade; ecossistemas tpicos onde vivem bactrias, fungos, algas,vermes, protozorios, aneldeos, formigas, cupins e roedores; uma colher dech de solo frtil pode conter 5 bilhes de bactrias, um milho de protozo-rios e 200 mil algas e fungos.

Cavernas Ausncia de luz e de ventos; alta umidade; temperatura constante; florapauprrima; fauna composta de animais despigmentados, olhos atrofiadosou adaptados viso noturna, com tato e audio muito aguados: tatuzi-nhos, carrapatos, aranhas, escorpies, morcegos, corujas e insetos.

7.3. BIOMAS BRASILEIROS

As principais zonas fitogeogrficas (Figura 7.1) do pas podem ser estudadas sob o prisma de u-nidades biticas ou biomas, a saber: Cerrado, Caatinga, Pantanal, Floresta Atlntica, Matade Araucrias, Campos, Banhados, Cocais, Mangues, Restingas e Floresta Amaznica. Asdimenses continentais do pas, associadas grande variedade de fatores ecolgicos combinados,favorecem a essa diversidade de paisagens, que se apresentam nas vrias regies Norte, Nordeste,Sul, etc. A descrio de cada bioma pode ser facilmente encontrada em livros sobre meio ambi-

ente e ecologia. A seguir tem-se comentrios sobre alguns desses biomas.

A Floresta Amaznica, maior floresta tropical do mundo, cobre quase metade do territrio bra-sileiro (rea sete vezes maior que a da Frana). Tem suas maiores riquezas no seu sistema hdri-co, por onde corre 1/5 de toda a gua doce do planeta, e na sua biodiversidade. Estima-se que20% de todas as espcies vivas do planeta convivam neste ecossistema, sendo 20 mil de vegetaissuperiores, 1.700 de peixes, 300 de mamferos, 1.300 de pssaros e dezenas de milhares de inse-tos, outros invertebrados e microrganismos. Bero de inmeras civilizaes indgenas - Yanoma-ni, Tukano, Caiap, Tikuna, Mana, Guanavena, etc., muitas j extintas, tambm fonte de ma-trias primas alimentcias, medicinais, florestais, energticas e minerais. Boa parte destas rique-zas ainda no foi catalogada, porm milhares de espcies desaparecem a cada ano em virtude da

devastao da floresta para explorao de ouro, cobre, ferro, mangans, cassiterita, bauxita, etc.,implementao de grandes projetos agropecurios, usinas hidreltricas, grandes indstrias (ferro


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gusa, alumnio), construo de grandes rodovias (Transamaznica), caa e pesca predatrias. Du-rante muito tempo, atribuiu-se Amaznia o papel de pulmo do mundo. Hoje, sabe-se que o

balano de oxignio na floresta praticamente nulo. No entanto, acredita-se que tenha importan-te papel na estabilizao do clima do planeta, como condicionador de ar. Neste contexto, a der-

rubada e queima da floresta pode contribuir para o aumento do efeito estufa.

Figura 7.1: Biomas Brasileiros.

Muito semelhante Floresta Amaznica, a Floresta Atlntica cobria aproximadamente 12% doterritrio brasileiro. Hoje porm, est reduzida a menos de 10% de sua cobertura primitiva, apre-sentando-se em alguns Estados como manchas desprovidas de espcies arbreas mais valiosas,chamadas de matas catadas. Segundo os botnicos, este ecossistema apresenta a maior diversi-dade de vegetais do planeta, 150 espcies por hectare (as Florestas Temperadas apresentam 10espcies por hectare). Considerado um dos mais importantes ecossistemas do planeta pela sua

biodiversidade, tambm um dos mais ameaados, devido s grandes concentraes urbanas,atividade porturia, agroindstria de acar e lcool, papel e celulose, siderrgicas, polos petro-qumicos, transporte de combustveis em oleodutos e gasodutos, expanso urbana desordenadana faixa litornea e minerao de granito, calcrio e areia.

As Restingas como os Mangues, estendem-se por quase toda a costa brasileira. Os mangues soecossistemas de alta produtividade, criadouro e refgio permanente e temporrio de muitas esp-cies de peixes, crustceos, moluscos e aves. Pela sua importncia como berrio da vida marinha,sem manguezais a vida dos oceanos estaria ameaada. As restingas com suas variedades de vege-tao, medida que avana para o interior do continente, tm papel fundamental na fixao dasdunas. A presena humana atravs de especulao imobiliria, a extrao da lenha para produodo carvo, a construo de grandes vias costeiras, projetos agrcolas para produo de cana e a-

bacaxi e extrao de areia, tm contribudo para a degradao desse ecossistema. A localizaodos manguezais coincide com a rea de maior interesse para a ocupao humana, causando a su-

perexplorao dos seus recursos naturais, alterao da rede de drenagem, poluio por derrama-mento de petrleo e sua converso em reas industriais e urbanas.


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Os Campos ou Pampas, caractersticos da regio sul do pas, pela sua constituio florstica, soideais para o desenvolvimento da pecuria, tornando-se a regio detentora do maior rebanho bo-vino do pas. A atividade pecuria, aliada ao plantio de soja e trigo e prtica da queimada, temcontribudo para a degradao desses ecossistemas.

Hoje restrita ao Estado do Paran e Santa Catarina, a Mata de Araucrias, que forneceu madeirapara os mais diversos usos humanos, , atualmente, um ecossistema praticamente extinto, substi-tudo por plantaes de eucaliptus epinus, que oferecem madeira de qualidade inferior, mas decorte mais rpido.

O Pantanal, caracterstico pelas duas estaes bem definidas - inverno e vero - e pela misturade floras, abriga a maior densidade faunstica das Amricas, representada por 650 espcies deaves, 230 de peixes, 80 de mamferos, 50 de rpteis e, dentre os insetos, so mais de mil espciesde borboletas j catalogadas. A atividade humana se faz presente no pantanal principalmente a-travs das grandes fazendas de gado (pecuria extensiva), pesca predatria, caa do jacar (cou-

reiros), garimpo de ouro e pedras preciosas nos rios Paraguai e So Loureno, turismo e migra-o desordenados e predatrios, manejo inadequado dos cerrados, resultando no assoreamento econtaminao das guas pantaneiras.

Seca prolongando-se por nove meses ou mais, baixas precipitaes mdias anuais, predomnio deplantas xerfitas e arbustos esbranquiadas na seca (Caatinga = mata branca), so caractersticasda Caatinga. Representa 11% do solo do pas, cobrindo mais de 70% da regio nordeste. O rioSo Francisco o corpo dgua mais importante, tendo no seu vale a regio mais produtiva desseecossistema. O uso humano desordenado da caatinga vem deixando suas marcas, muitas vezesirreversveis, como a desertificao. Suas aes se fazem presentes atravs dos grandes latifn-

dios, da prospeco e explorao da gua subterrnea e de combustveis fsseis, de siderrgicas,olarias e outras indstrias, formao de pastagens, grandes projetos de irrigao e drenagem malconduzidos e explorao da lenha como combustvel.

Os Cerrados caractersticos da regio central do pas, cerca de 25% do territrio brasileiro, tem aqueimada natural como importante fator ecolgico e quase todas as plantas tm adaptaes parase defender. Aps o fogo, muitas espcies florescem e as folhas novas atraem herbvoros das re-gies de vegetao seca, garantindo assim o seu desenvolvimento. A ocupao humana dos cer-rados nos ltimos quarenta anos, acelerou os processos de degradao pela implantao de gran-des projetos agropecurios, expanso urbana desordenada, invaso de reservas indgenas, grandesolarias, indstria de transformao (carvo, cimento), garimpo de ouro e pedras preciosas.


1. Que so biomas ? Como se dividem os biomas da Terra ?2. Quais as principais carctersticas dos biomas talssicos ?3. Explique porque a zona euftica das guas a que detm a maior produtividade. O mesmo

para guas eutrficas.4. Classifique os organismos aquticos quanto a sua distribuio nas guas.5. Cite pelo menos trs diferenas bsicas entre um ecossistema de floresta e um deserto.

6. Enumere os principais biomas terrestres.


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7. Desenhe o mapa do Brasil e localize os principais biomas brasileiros.8. Explique como a queimada pode atuar como fator ecolgico contribuindo para a conservao

dos cerrados.9. Para cada um dos biomas brasileiros, identifique trs atividades humanas que contribuem para

a sua degradao.


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8. ECOSSISTEMAS HUMANOS

s necessidades e desejos da populao humana em expanso tm requerido um controleambiental intenso. Deste modo, a interveno do homem tem criado ambientes completa-

mente novos, que podem ser denominados Ecossistemas Humanos.

Estas reas intensivamente controladas, especialmente as cidades, tm tido xito em resguardaros habitantes humanos dos rigores do mundo externo, a tal grau que algumas pessoas questionamo fato destas reas dependerem das propriedades de manuteno da vida dos ecossistemas natu-rais da terra. Mas, considerando-se os ecossistemas ou ambientes humanos, de pronto constata-se que estes no existem isoladamente,

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