APOSTILA 5: INTERFERÊNCIAS
HUMANAS NO MEIO AMBIENTE
Podemos
afirmar que as relações do homem com a natureza surgiram desde os primeiros antepassados.
De início, as
relações não causavam grande impacto no ambiente, pois, restringiam-se à
mínimas interferências nas cadeias alimentares ao caçar animais, cultivar e
colher vegetais para consumo. Já na antiguidade. houve um aumento desse impacto
com o desmatamento para agricultura e pecuária, levando à extinção de espécies,
erosão do solo e poluição. O surgimento das primeiras cidades e o processo de
urbanização, o aumento populacional e a Revolução Industrial dos séculos XVIII
e XIX intensificaram em grande proporção esses impactos com a ocupação
crescente de territórios e uso dos recursos minerais, hídricos e energéticos.
As fontes de recursos naturais eram
supostamente inesgotáveis e à disposição de um crescimento econômico
intenso. Os avanços da medicina e tecnologias no século XX reduziram a taxa de
mortalidade da população humana, que nos tempos atuais ultrapassa os 7 bilhões.
Falaremos
desse assunto com mais detalhes posteriormente, porém, vamos conhecer algumas
dessas interferências negativas do homem no ambiente.
a)
Poluição (do
latim poluere) refere-se à presença de determinada substância ou agentes físicos
no ambiente (poluentes) em quantidade muito superior à que o ambiente consegue
absorver, afetando a vida dos seres vivos e seus habitats.
·
Poluição
do ar (atmosférica): os principais poluentes sólidos, líquidos e
partículas sólidas em suspensão são produzidos pelo uso de combustíveis fósseis
como carvão, petróleo e derivados, indústrias, incineração de lixo e queimadas,
que liberam grande concentração de gases como dióxido de carbono (CO2),
monóxido de carbono (CO), compostos de nitrogênio e enxofre, gases tóxicos são liberados na queima industrial de combustíveis
fósseis como o carvão mineral e o óleo diesel, que podem provocar bronquite,
asma e enfisema pulmonar, diminuir a resposta imunológica do organismo, e ainda
ao combinarem-se com o vapor de água presente na atmosfera, são convertidos em ácido nítrico e ácido
sulfúrico sendo responsáveis pelas chuvas ácidas. Tem-se também partículas em suspensão,
as partículas que se encontram em suspensão no ar podem ser
líquidas ou sólidas, e elas são produzidas principalmente pelo desgaste de
pneus e freios de automóveis, fuligem e poeiras lançadas por indústrias, como
as siderúrgicas e as fábricas de cimento, que liberam na atmosfera partículas
de sílica, e que podem causar diversas doenças pulmonares como fibroses e
enfisemas
Principais conseqüências:
- Chuva ácida: o dióxido de enxofre e
nitrogênio, principalmente, podem reagir com o vapor de água da atmosfera,
formando ácidos sulfúrico e nítrico), que precipitam em forma de chuva, neve,
granizo ou em neblina, causando dissolução dos nutrientes do solo, prejudicando
as plantas com componentes tóxicos ou tornando-as incapazes de realizarem a
fotossíntese e consequentemente as cadeias alimentares, podendo ainda
contaminar água de rios, lagos e organismos aquáticos e lençóis freáticos.
Prédios e monumentos podem ser corroídos pela ação dos ácidos.
- Aumento do efeito estufa e Aquecimento Global: o efeito estufa é um
fenômeno natural necessário para a manutenção da vida, pois, sem ele a
temperatura da Terra seria muito baixa. O fenômeno pode ser explicado com a
figura abaixo. No entanto, os gases que promovem o efeito estufa como CO2,
metano (CH4), óxido nitroso (NO2), entre outros, foram lançados em grande quantidade na
atmosfera em decorrência das atividades humanas, intensificando a retenção de
calor, elevando em níveis progressivos a temperatura do planeta, de acordo com
estudos que compararam dados meteorológicos. Com algumas divergências,
cientistas do mundo todo são unânimes em afirmarem que as temperaturas estão em
elevação, levando ao fenômeno de Aquecimento Global, que tem desdobramentos
complexos em aspectos como clima, padrão de chuvas, nível, composição e
aquecimento dos oceanos, derretimento das calotas polares, entre outros,
afetando a vida dos seres vivos como um todo.
- Diminuição da camada de ozônio: o ozônio (O3) é um gás que compõe a
camada localizada na estratosfera , com espessura variável (maior no equador e
menor nos pólos), protegendo nosso planeta dos raios UV emitidos pelo Sol, que
prejudicam os seres vivos. Nos últimos 50 anos observou-se um diminuição de 20%
dessa camada sobre a Antártica que, de acordo com cientistas, intensificou-se a
destruição das ligações químicas da molécula de ozônio em decorrência do uso,
entre outros, de clorofluorcabonetos, gases conhecidos como CFC’s, que
liberam moléculas de Cl- ( 1 molécula destrói 10 mil moléculas de O3),
e estavam presentes em aerossóis, gases refrigeradores, solventes, entre outros. Houveram reuniões
internacionais que resultaram em acordos, como o Protocolo de Montreal em 1987,
propondo atenuar a destruição da camada. Mesmo após sua proibição e
substituição por hidroclofluorcabonetos (HCFC’s) a destruição ainda persiste.
- Concentração de poluentes intensificada pela Inversão Térmica: a inversão térmica é um fenômeno natura l e
visível a olho nu que ocorre, principalmente, no inverno. Em condições normais,
as camadas mais baixas da atmosfera são mais quentes pois absorvem o calor
irradiado da superfície terrestre. Como o ar quente é menos denso, a tendência
é subi, carregando consigo grande parte dos poluentes suspensos no ar. O ar
quente que sobre é substituído pelo ar frio, mais denso, que desce. Esse
movimento é denominado de corrente de convecção. No inverno, devido ao resfriamento
do solo, o ar próximo mais próximo dele pode tornar-se mais frio que o das
camadas superiores durante a madrugada. Como durante o dia os raios solares são
mais fracos nessa estação, eles não aquecem o ar próximo ao solo
suficientemente para que ocorra a corrente de convecção. Pela manhã, ocorre a
inversão térmica; com uma camada de ar quente sob outra de ar frio, impedindo a
dispersão de do ar frio e poluentes, podendo ser observado uma camada de coloração escura e tons amarelo-alaranjados.
a)
Poluição das águas: está relacionada, principalmente, ao
lançamento materiais poluentes como
dejetos humanos e de animais (esgoto), lixo e produtos químicos
diversos. A falta de saneamento básico é uma das maiores ameaças aos
ecossistemas aquáticos.
Principais conseqüências:
- Eutrofização: fenômeno causado pelo excesso de nutrientes nos ecossistemas
aquáticos, provenientes de fontes poluidoras, que favorecem a proliferação de
algas e outros organismos, que formam uma camada na superfície das águas e
impedem a fotossíntese, tendo como conseqüência a morte de organismos aquáticos
pela baixa concentração de oxigênio dissolvido na água e a permanência somente
de microorganismos anaeróbios ( que não dependem do oxigênio para sobreviver).
- Floração das águas (Maré Vermelha): alta proliferação (reprodução) de algas e
outros organismos capazes de liberarem substâncias tóxicas na água (muitas
delas com colorações - vermelha, verde, marrom, etc), devido ao acúmulo de
nutrientes na água (ricos em nitrogênio e fósforo principalmente). As toxinas
liberdas representam uma ameaça ao seres vivos aquáticos e terrestres,
acumulando-se nos organismos, contaminando todas as cadeias alimentares,
intoxicando e causando a morte de muitos seres vivos. O ser humano pode ser
afetado com problemas de saúde e morte, pela ingestão de peixes ou frutos do
mar contaminados.
- Grande concentração de metais pesados e Bioacumulação/Magnificação
trófica: elementos químicos com alto peso atômico
como chumbo, cádmio, mercúrio, zinco, alumínio, entre outros, podem contaminar
ambientes aquáticos, provenientes por exemplo do uso excessivo de fertilizantes
e agrotóxicos na agricultura, que contém esses elementos e são arrastados pelas
águas da chuva . Esses elementos acumulam-se ao longo das cadeias alimentares
em níveis de concentração cada vez maiores, causando contaminação e até morte
de organismos, inclusive em seres humanos. Observe a pirâmide abaixo.
- Maré Negra: contaminação das águas devido ao vazamento ou
derramamento de petróleo proveniente de plataformas, navios e refinarias,
atingindo seres vivos marinhos e aquáticos.
a)
Poluição dos solos: é causada, em geral, pelo acúmulo
de resíduos urbanos e industriais (lixo) e componentes químicos descartados em
locais impróprios, bem como pesticidas empregados na agricultura, queima de
vegetação.
Principais conseqüências:
- Contaminação de seres vivos: o uso excessivo de agrotóxicos e
fertilizantes acumulam-se na superfície ou penetram no solo, sendo captado
pelas plantas, transferidos para as cadeias alimentares terrestres e aquáticas
dos ecossistemas, contaminando todos os seres vivos, ou ainda causar acidez e
salinização dos solos.
Grande parte do acúmulo de
resíduos urbanos e industriais (lixo) são destinados a lixões a “ céu aberto”,
sem nenhum tipo de tratamento, causando mal cheiro, contaminação do solo, ar e
aquíferos devido ao chorume (líquido escuro resultante da decomposição do
lixo), atração de insetos e vetores de doenças e torna-se ainda um problema
social pois muitas pessoas sobrevivem dele. Em 2010 foi instituída no Brasil a
Política Nacional de resíduos sólidos, para dar um destino adequado ao lixo
produzido.Criou-se os aterros sanitários, locais mais afastados da zona
urbana, onde o solo é preparado para
receber lixo, o chorume pode ser canalizado e tratado e os gases ,provenientes
da decomposição, como metano, recolhidos e distribuídos para venda e uso, sem
prejudicar o meio ambiente (veja abaixo). Tem-se ainda o sistema de incineração
de lixo, dentre eles o hospitalar, porém, há intensa contaminação
principalmente atmosférica e resíduos físicos.
d) Outras interferências humanas:
- Desmatamento/
eroão e diminuição da biodiversidade: resulta principalmente do crescimento
populacional mundial e da conseqüente necessidade de expansão das atividades
produtivas e econômicas. Trás como conseqüências diminuição da captação de CO2,
alteração da umidade relativa do ar, do regime de chuvas, clima,
desertificação, exposição do solo e baixa fertilidade, perda da biodiversidade,
degradação de mananciais, aterramento de rios e lagos, entre outras.
- Introdução de espécies exóticas: são espécies não nativas, que não
ocorrem naturalmente em determinada região e foram ali introduzidas por acidente ou de propósito, em razão
de seu possível valor comercial ( por exemplo os caracóis africanos) ou até
mesmo para controle de espécies invasoras (em plantações por exemplo). Como
elas não evoluíram no local onde foram introduzidas, os processos normais de
regulação de populações pode não ocorrer, causando desequilíbrios no número de
indivíduos de certas espécies e nas cadeias alimentares, levando á competição
por recursos de sobrevivência e até mesmo à extinção de seres vivos.
APOSTILA 4 - CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Os organismos retiram constantemente da natureza substâncias e elementos químicos, que depois retornam ao ambiente. O processo contínuo da retirada e devolução de elementos químicos à natureza constitui os ciclos biogeoquímicos.
1) CICLO DO CARBONO (C)
O carbono é um elemento químico importante pois participa da composição química de compostos orgânicos e seres vivos. O caminho que esse elemento realiza no ambiente e seres vivos chama-se ciclo do carbono. Como ocorre então a passagem do carbono em moléculas de gás carbônico (CO2) para as substâncias orgânicas dos seres vivos? As moléculas CO2 do ambiente são captadas pelos seres autótrofos por meio da fotossíntese e seus átomos são utilizados para fabricação de suas moléculas orgânicas( fixação do carbono ou sequestro de carbono). Parte da matéria orgânica passa a constituir biomassa dos produtores e parte das moléculas são utilizadas por eles para obtenção de energia para o metabolismo e é então devolvido ao ambiente na forma de CO2. O carbono da biomassa é devolvido ao ambiente também na forma de CO2 através da respiração dos seres vivos, da morte dos organismos produtores e degradação da matéria orgânica pelos decompositores ou pode ser transferido aos animais herbívoros ao se alimentarem dos produtores e assim sucessivamente, vai passando ao longo dos níveis tróficos.
O carbono da Terra está nos compostos minerais – como carbonatos ( ex.carapaças de organismos com concha, esqueleto de carbonato de cálcio, etc) e nos depósitos orgânicos fósseis como o carvão mineral, petróleo e o gás natural. Esses depósitos originaram-se de vegetais e de outros organismos , que, durante centenas de milhões de anos , estiveram sujeitos a grandes pressões das camadas da Terra. Na forma mineral o carbono pode retornar à atmosfera pela oxidação lenta em contato com o ar ou pela queima de combustíveis fósseis. No ambiente aquático, o ciclo do carbono sofre modificações, pois o gás carbônico reage com a água e produz ácido carbônico, que se ioniza em íons bicarbonato ( HCO3) e carbonato (CO3-2). A reação abaixo está em equilíbrio dinâmico , ou seja, quando a concentração de gás carbônico aumenta, há aumento de carbonato e bicarbonato, quando ele diminui, o sentido da reação inverte e ele é então produzido.
CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO-3 2H+ + CO2-3
A produção de gás carbônico pela respiração e decomposição deveria ser naturalmente compensada pelo consumo desse gás na fotossíntese. No entanto, o ser humano libera esse gás na atmosfera, pela queima de combustíveis fósseis, madeira e florestas, atividades industriais e usinas a uma velocidade muito maior do que a assimilação pela fotossíntese. O resultado é um desequilíbrio no ciclo com aumento progressivo do gás carbônico na atmosfera . Vejamos as possíveis consequências do aumento desse gás para todos os seres vivos.
EFEITO ESTUFA E AQUECIMENTO GLOBAL
O gás carbônico, juntamente com vapor de água e outros gases, forma uma barreira na atmosfera que deixa passar a luz do Sol e retém o calor irradiado pela superfície terrestre ( semelhante a uma estufa de vidro para cultivo de plantas, onde o vidro deixa passar a luz que é absorvida pelo solo e refletida na forma de calor, mas elas não atravessam o vidro e acabam por aquecer a estufa – efeito estufa). Há evidencias e estudos que indicam que esse efeito intensificado vem provocando aumento na temperatura média do planeta = aquecimento global. Analisando as bolhas de ar aprisionadas no gelo da Antártida, a mais de 3 Km de profundidade, pé possível comparar a concentração de gás carbônico na atmosfera do passado com a de hoje. Isso traz consequências irreversíveis como derretimento de gelo nos polos em ritmo acelerado, que além de prejudicar as cadeias alimentares e promover a perda da biodiversidade, traz aumento do nível dos mares e oceanos e desaparecimento de áreas litorâneas, ilhas, desabrigando milhares de pessoas, podendo também interferir nos caminhos das correntes de ar e de água e alterar o regime de chuvas e o clima de várias regiões do planeta, prejudicando a agricultura, trazendo seca atingindo as populações com menos condições através da fome e desnutrição. Outro fator negativo seria a proliferação de insetos em climas quentes que atacariam plantações e transmitiriam organismos patogênicos(causadores de doenças). Estudos realizados na Amazônia pelo Instituto nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) indicam que o aumento de temperatura mais o desmatamento transformaria a floresta em savana, levando, entre outros efeitos, à perda da biodiversidade. Nos oceanos, o aumento de gás carbônico deixa a água mais ácida, destruindo recifes de corais e toda a biodiversidade abrigada por eles.
Atenção! Não confunda efeito estufa com aquecimento global. O efeito estufa é um processo natural de manutenção da temperatura do planeta. O aquecimento global decorre do aumento da concentração de gases como o CO2 na atmosfera devido à atividade humana, fazendo com que seja mais intensa essa retenção da radiação solar.
COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
Os combustíveis fósseis – petróleo, carvão mineral e gás natural – são compostos de carbono acumulados na crosta terrestre a partir da fossilização da matéria orgânica (animais, plantas...). Essa é a última etapa do ciclo geológico do carbono e demora milhares de anos para ocorrer. O armazenamento do carbono impede que uma grande quantidade desse elemento se mantenha na atmosfera. Quando o homem queima os combustíveis fósseis para produzir energia, o carbono, oriundo da queima na forma de CO2, retorna imediatamente à atmosfera, interferindo em todo equilíbrio energético do nosso planeta. O normal era que o gás carbônico retornasse em longos intervalos temporais, por meio de atividades sísmicas – terremotos e erupções, por exemplo. O homem tem encurtado o processo de forma altamente prejudicial. Portanto, a utilização dos combustíveis fósseis provoca o aumento na quantidade de carbono na atmosfera. Disponível em http://tosabendomais.com.br/
3) CICLO DA ÁGUA (H2O)
A importância da água para os seres vivos deve-se a possibilitar diversas reações químicas metabólicas no organismo, ajuda a regular a temperatura corpórea e transporte de substâncias.No ambiente encontramos água em estado líquido, sólido e gasoso que são utilizadas e retornam através de processos de evaporação, precipitação, infiltração e escoamento em um ciclo. A energia solar desempenha um papel importante pois evapora a água em estado líquido. Nas camadas altas da atmosfera o vapor de água é condensado e forma nuvens carregadas que precipitam sob forma de chuva, neve ou granizo. Essa água escoa e infiltra-se para o solo formando os lençóis freáticos, aquíferos,fontes ou irão compor rios e lagos que deságuam nos oceanos e ainda serem absorvidas pelas raízes de plantas.
Existe dois tipos de ciclo da água:
a)ciclo curto: ocorre pela evaporação da água de rios, lagos e oceanos e retorno através de precipitações.
b) ciclo longo/grande: a água passa pelo corpo dos seres vivos antes de voltar ao ambiente. É absorvida pelas raízes das plantas, utilizada na fotossíntese e é transferida ao longo das cadeias alimentares para o corpo dos animais. Retorna á atmosfera através da transpiração ou respiração e ao solo através da urina , fezes ou decomposição de plantas e cadáveres. (Evaporação+ transpiração = evapotranspiração)
O ser humano vem consumindo excessivamente a água e poluindo-a interferindo negativamente nesse ciclo.
4) CICLO DO NITROGÊNIO (N2)
A passagem de átomos de nitrogênio de substâncias inorgânicas do meio físico para moléculas orgânicas constituintes dos seres vivos (proteínas e ácidos nucleicos) e vice-versa constitui o ciclo do nitrogênio. Cerca de 78% da atmosfera é constituída de nitrogênio, porém, os seres vivos não podem utilizá-lo diretamente, com exceção de algumas bactérias fixadoras, capazes de fixar o nitrogênio às suas moléculas orgânicas (fixação do nitrogênio). O ciclo é composto de das seguintes etapas: fixação do nitrogênio, amonificação, nitrificação e desnitrificação.
a) fixação do nitrogênio: é a fixação do nitrogênio e sua transformação em amônia. É feita por algumas bactérias que conseguem utilizar o nitrogênio e o faz reagir com hidrogênio para produzir amônia (NH3), utilizando uma enzima chamada de nitrogenase, que poderá combinar-se com gás carbônico para formar alguns aminoácidos. Entre as cianobactérias estão a Nostoc, Anabaena, etc, entre outras bactérias a Azotobacter, Clostridium e Rhizobium, que vivem associadas ás raízes de plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, amendoim, alfafa, etc) em pequenos nódulos. Essa associação é benéfica para ambos pois as plantas podem crescer em solos pobres em compostos nitrogenados e as bactérias podem utilizar as substâncias fabricadas pela planta como alimento. Ao morrerem e se decomporem, as plantas liberam o nitrogênio em forma de amônia fertilizando o solo.
Através da ação de relâmpagos, um pouco do nitrogênio atmosférico também pode transformar-se em óxidos de nitrogênio (NO2, NO3 )e combinar-se com a água das chuvas, resultando em ácido nítrico.
b) Amonificação: é a decomposição das proteínas, ácidos nucleicos e resíduos nitrogenados, presentes em excretas e cadáveres, por fungos, bactérias (decompositores), para obtenção de energia necessárias aos seus processos vitais (respiração celular) que irá liberar nitrogênio na forma de amônia para o solo.
c) Nitrificação: é a transformação da amônia em nitratos pelas chamadas bactérias nitrificantes – as bactérias nitrosas dos gêneros Nitrosomonas, Nitrosococcus e Nitrosolobus, transformam amônia em nitrito, e as bactérias nítricas, do gênero Nitrobacter, convertem nitrito em nitrato, ambas para obterem energia para suas atividades vitais), que ocorre em duas etapas.
- nitrosação: oxidação da amônia em nitritos pelas bactérias nitrosas
- nitratação: os nitritos formados pelas bactérias nitrosas são liberados no solo e oxidados pelas bactérias nítricas, formando nitratos, que são absorvidos e utilizados pelas plantas para fabricação de suas proteínas e ácidos nucleicos. Pelas cadeias alimentares passam para o corpo dos animais.
d) Desnitrificação: é a transformação de uma parte dos nitratos presentes no solo em gás nitrogênio novamente, fechando o ciclo. Esse processo é feito por bactérias desnitrificantes como as do gênero Pseudomonas denitrificans, que usam o nitrato para oxidar compostos orgânicos e produzir energia.
Os agricultores podem interferir no ciclo do nitrogênio quando pratica a chamada adubação verde, visando obter maior produtividade em suas culturas através do aumento da quantidade de nitrogênio ocasionado pela plantação de plantas leguminosas (plantações consorciadas = em conjunto com as plantações ou por rotação de culturas= alternado) ou pelo uso fertilizantes industriais (adubos químicos), causando desequilíbrios ecológico, como veremos mais adiante
.
APOSTILA 3 - FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS.
Da energia
luminosa que chega a um ecossistema, pouco mais de 1% é utilizado na
fotossíntese, mas é o suficiente para gerar de 150 a 200 bilhões de
toneladas de matéria orgânica por ano. Boa parte desses compostos organismo é
consumida na respiração celular dos próprios seres autótrofos e eliminada como
gás carbônico e água. Desse modo, esses seres vivos obtém energia para seu
metabolismo. Parte dessa energia sai do produtor na forma de calor e o restante
da matéria orgânica passa a fazer parte do corpo do organismo ,constituindo sua
biomassa.
A matéria orgânica e a energia que ficaram
retidas nos autótrofos compõe o alimento disponível para os consumidores. Uma
parte das substâncias ingeridas por um animal é eliminada nas fezes e na urina.
Outra parte é oxidada pela respiração para a produção da energia necessária ao
movimento e às outras atividades do organismo e também constitui a biomassa .
Esses processos se repetem em todos os níveis da cadeia alimentar. Parte da
matéria e da energia do alimento não passa para o nível trófico seguinte e sai
da cadeia na forma de fezes, urina, gás carbônico, água e calor. Em média,
apenas 10% da energia de um nível trófico passa para o nível seguinte. Mas essa
porcentagem pode variar entre 2% e 40%, dependendo das espécies da cadeia e do
ecossistema em que estão. Portanto, podemos compreender por que uma cadeia
alimentar dificilmente tem mais do que cinco níveis tróficos: a quantidade cada
vez menor de matéria e de energia disponível ao longo da cadeia permite
sustentar uma quantidade cada vez menor de consumidores.
Como vimos, os
resíduos voltam para a cadeia pela ação dos decompositores e da fotossíntese.
Assim, podemos dizer que a matéria de um ecossistema nunca se esgota. No
entanto, parte da energia é transformada em trabalho celular ou sai do corpo do
organismo na forma de calor – e este é uma forma de energia de fora. Em outras
palavras, enquanto a matéria do ecossistema está em permanente reciclagem, parte
da energia se perde como calor. Há um fluxo unidirecional de energia, que vai
dos produtores para os consumidores. É possível dizer que um ecossistema é
fechado em relação à matéria e aberto quanto à energia.
PRODUTIVIDADE DOS ECOSSISTEMAS
A quantidade de matéria orgânica
produzida pelas plantas de um ecossistema em certo intervalo de tempo e por
determinada área ou volume é chamada de produtividade
primária bruta (PPB). Se descontarmos dessa parte aquela consumida pela
própria planta na respiração ®, a que sobra é chamada de produtividade primária líquida
(PPL); PPB – R = PPL. A produtividade pode ser expressa em gramas ou
quilogramas de matéria orgânica por metro
quadrado por ano (ou por dia). Ela pode ser medida também em função da
energia absorvida ou transferida para determinado nível da cadeia e expressa em
quilocalorias por metro quadrado por ano (ou por dia). Observe que a
produtividade bruta de um nível trófico é igual à produtividade líquida do
nível trófico anterior.
A produtividade de um ecossistema
depende do clima da região e este varia de acordo com a latitude (distância em
relação ao equador) e a altitude (elevação acima do nível do mar). Em geral,
ela diminui à medida que os ecossistemas se distanciam do equador ou se situam
em altitudes mais altas. É alta nas florestas tropicais, próximas ao equador,
onde há intensidade de luz, temperatura e de chuvas, o que favorece a
fotossíntese e o crescimento rápido das plantas. Diminui um pouco nas florestas temperadas q9 EUA e na Europa) e
cai mais ainda na floresta de coníferas (próximas dos pólos) e na tundra( ao
redor do pólo norte). Nos desertos mais áridos, onde a quantidade de chuva é
muito baixa, ela pode chegar a apenas 3g/m2/ano.
Nas regiões costeiras, estuários
(foz do rio onde se misturam água doce e água do mar), onde os rios trazem para
o mar os sais minerais necessários à fotossíntese das algas, a produtividade á
alta. Mas é baixa em alto mar, uma vez os sais minerais se depositam no fundo,
onde não há luz suficiente para a fotossíntese ocorrer.
PIRÂMIDES ECOLÓGICA.
È possível representar os níveis tróficos de um ecossistema
por meio de retângulos superpostos, que formam uma pirâmide ecológica (os
decompositores não são incluídos nas pirâmides : de número, de biomassa e de
energia. Cada retângulo corresponde a determinado nível trófico, sendo a base
composta pelos produtores e, em seguida, consumidores. A largura dos retângulos
é proporcional ás respectivas quantidades de indivíduos, biomassa ou energia.
a) PIRÂMIDES DE
NÚMERO
O número de indivíduos por área ou volume em um ecossistema
diminui da base para o ápice da pirâmide, pois é necessária grande quantidade
de indivíduos de pequeno porte para sustentar um pequeno número de indivíduos
de porte maior. A medida da base de cada retângulo é proporcional ao número de
indivíduos (por metro quadrado) em cada nível trófico.
invertida:parasitas
Como há perda
da energia e da matéria disponível em cada nível da cadeia, apenas uma pequena
fração da matéria e da energia chega aos últimos níveis, o que faz com que o
número de consumidores mantidos por essa energia e por essa matéria seja
pequeno.
Algumas vezes
essa situação pode se inverter ( a base é menor que o ápice) . Por exemplo,
certos animais , como lobos, caçam em bandos, conseguindo capturar, dessa
forma, presas bem maiores que eles. O mesmo é válido em relação aos parasitas
ou a uma árvore grande que sustenta vários herbívoros pequenos.
b) PIRÂMIDE DE BIOMASSA
A quantidade de
matéria orgânica presente no corpo dos seres vivos de determinado nível trófico, em determinado momento, é chamada de
biomassa.Com frequência é expressa em peso seco (para descontar a água, que não
é matéria orgânica) por unidade de área (g/m2/m3). As
plantas contêm 99 % da biomassa terrestre; por causa da perda de matéria entre
os níveis tróficos, em geral, a biomassa diminui ao longo de uma cadeia. Também
pode aparecer uma pirâmide invertida, que aparece porque a medição da biomassa
é relativa apenas àquele momento e não considera a taxa de renovação da matéria
orgânica ( a velocidade de reprodução do fitoplâncton, o que permite a sua
rápida renovação). Se considerarmos o ano inteiro e determinarmos a média,
veremos que a quantidade média de fitoplâncton foi maior que a do zooplâncton.
A largura de cada retângulo indica a quantidade de matéria orgânica, por
unidade de medida, em cada nível trófico em determinado momento.Por exemplo, em
um dado momento, a biomassa de algas pode ser menor que a de consumidores
primário (zooplâncton).
invertida
c) PIRÂMIDE DE ENERGIA
Representa-se em cada
nível trófico a quantidade de energia acumulada por unidade de área ou de
volume e por unidade de tempo (Kcal/m2/ano ou Kcal/m3/ano).
A pirâmide de energia permite compreender por que , ao ingerir um vegetal,
aproveitamos 10% da energia fixada pela planta, e, quando comemos carne bovina,
por exemplo, aproveitamos apenas 1% do alimento vegetal que nutriu o boi ( 10%
dos 10% aproveitados pelo animal).
Essa pirâmide NUNCA
é invertida pois a quantidade de energia ao longo da cadeia alimentar
sempre diminui. Ocorrem perdas por meio de restos (partes de alimentos não
ingeridas (Ex cascos, cornos de presas, etc) ou que não são digeridas (perdidas
na forma de fezes) e na forma de calor pela respiração celular.
APOSTILA 2 - TEIAS E CADEIAS ALIMENTARES
Muitos animais têm alimentação variada, e outros,
servem de alimento a mais de uma espécie. Há também animais que, por se
alimentarem de vegetais e de animais, não de prendem a um único nível trófico e
podem ser consumidores primários, secundários ou terciários. São os animais onívoros (omni=tudo, vorare = devorar),
como o ser humano. Portanto, em uma comunidade há um conjunto de cadeias
interligadas, que formam uma teia ou
rede alimentar (conjunto de cadeia alimentares que interagem em um ecossistema).
Cadeia Alimentar – é a sequência de
alimentação na qual um ser vivo serve de alimento para o outro, representada de
forma linear entre os organismos que pertencem a diferentes níveis tróficos.
O 1º elo de uma teia/cadeia alimentar é sempre um organismo que produz
seu próprio alimento (autótrofos/produtores) e alimentará os demais níveis .
Seres que se alimentam diretamente dos produtores
(heterótrofos/herbívoros) constituem os consumidores
de primeira ordem (primários). Seres que se alimentam diretamente dos
consumidores primários são consumidores secundários , assim por
diante. Cada etapa da cadeia alimentar é chamada de nível trófico. As plantas ocupam o 1º nível trófico, os herbívoros
o 2º, os carnívoros o 3º e assim por diante.
Ao morrer, produtores e consumidores servem de
alimento para fungos, bactérias e diversos animais invertebrados e protozoários
chamados de decompositores. Estes
decompõe a matéria orgânica dos seres mortos para obter nutrientes e energia e
devolvem matéria inorgânica para os produtores utilizarem novemente.
Nos ecossistemas aquáticos (rios, mares, lagos,
etc) são as algas microscópicas, que formam o fitoplânctons (seres autótrofos que flutuam livremente na água). As
algas servem de comida ao zooplâncton
(conjunto de seres heterótrofos que também flutuam nas águas.
Cada etapa da cadeia alimentar é chamada de nível trófico. Pode-se determinar o
nível trófico de um animal observando seus hábitos alimentares. As plantas
ocupam o 1º nível trófico, os herbívoros o 2º, os carnívoros o 3º e assim por
diante.
Os consumidores recebem
diferentes denominações de acordo com o alimento consumido:
HÁBITO ALIMENTAR
|
ALIMENTO
|
Herbívoros ou
Fitógafos
|
Plantas
|
frugívoros
|
Frutas
|
onívoros
|
Plantas e animais
|
Ictiófagos
|
Peixes
|
Hematófagos
|
sangue
|
Coprófagos
|
fezes
|
Ornitófagos
|
aves
|
Planctófagos
|
Plânctons
|
Detritívoros
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Detritos animais e
vegetais
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Animais
detritívoros são aqueles que se alimentam de matéria orgânica morta (folhas que
caem no solo, carcaças, fezes, etc) como a minhoca. Os resíduos desses animais
contêm matéria orgânica que será atacada pelos decompositores.
Podemos representar por meio de esquemas as relações alimentares que
existem entre as espécies.
Regras: - todos os organismos
devem ser representados
- utilizar setas ligando os organismos que
significam “ serve de alimento para”
Teia Alimentar
APOSTILA 1 - CRESCIMENTO DAS PLANTAS E ANIMAIS – FOTOSSÍNTESE
Os seres vivos dependem de outros para sobreviver. A maioria depende de outro ser vivo para se alimentar mas há seres vivos capazes de produzirem seus próprios alimentos para crescerem. Se a fonte de toda energia que os seres vivos necessitam está nos alimentos, logo todo ser vivo precisa alimentar-se para funcionar e, para isso, consome energia. Mesmo quando está parado ou dormindo gasta-se energia, pois o organismo não pode parar. Mas os alimentos são de origem vegetal ou animal e eles também são seres vivos que precisaram obter energia de algum lugar. Qual seria então a fonte de toda a energia consumida pelos seres vivos?
As plantas, as algas, algumas bactérias e alguns protistas são AUTÓTROFOS, ou seja, conseguem fabricar açucares (matéria orgânica) a partir de substâncias minerais ou inorgânicas, como água, gás carbônico e sais minerais. Nesse processo, chamado de fotossíntese (foto= luz, síntese =produção), a energia luminosa do Sol é absorvida por uma molécula especial presente em estruturas microscópicas chamadas cloroplastos, localizadas nas folhas e caules verdes das plantas e essa energia é armazenada nas ligações químicas dos açucares formados (glicose C6 H12O6). A molécula responsável por esse armazenamento é o ATP ( adenosina trifosfato) e quando há necessidade, a energia é transformada em energia química para ser utilizada em diversos processos vitais. São produzidas também moléculas de oxigênio (O2), que são eliminadas para o ambiente. A partir de sais minerais do solo (substâncias inorgânicas), a planta sintetiza as substâncias orgânicas que formam seu corpo ( compostas por átomos de carbono C, hidrogênio H, Oxigênio O, e Nitrogênio N – CHON como proteínas, lipídeos, carboidratos). Assim, os seres autótrofos são indispensáveis à vida de qualquer comunidade, pois são os únicos capazes de transformar compostos inorgânicos ( nutrientes/sais minerais como fósforo (p), Ferro (Fe), Zinco (Zn), Calcio (Ca), Cloro (Cl), etc) em orgânicos que servirão de alimento a todos os seres heterótrofos.
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