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62 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Unidade II Sistemas ecológicos: ecossistemas Viemos discutindo que ecossistema ou sistema ecológico estuda a interação entre organismos e meio físico, destacando o fluxo de energia e matéria entre as partes. Isso quer dizer que apenas florestas, grandes jardins ou grandes massas de água como um rio ou um oceano podem servir como ecossistemas? Uma bromélia pode ser considerada um ecossistema? E a pele humana? É possível imaginar trocas de energia e matéria entre fatores bióticos e abióticos de locais tão específicos e improváveis? Você já consegue ver o mundo de forma diferente? Consegue analisar uma aranha em sua teia e saber que ela vive naquele local porque é um meio que oferece condições propícias à sua sobrevivência, observá-la capturando um pequeno inseto voador, admirarando a relação de predação que se instalou, e imaginar que apenas 10% daquele inseto será realmente incorporado pela aranha? A Ecologia pode ser definida como a economia da natureza, pois as relações mantidas entre as várias espécies e o meio em que habitam otimizam a economia do sistema. Aproveitar apenas 10% da alimentação pode parecer pouco, mas é uma distribuição econômica, uma vez que todos os subprodutos gerados constituem matéria-prima para a atividade de outros seres vivos, com a mínima perda de energia e de nutrientes. Um organismo isolado não realiza trocas. À medida que se instala uma cadeia trófica, uma teia alimentar, percebemos as inter-relações intra e interespecíficas e sua distribuição no espaço, conforme as variações do meio físico, como fatores climáticos e edáficos (solo). Um ecossistema pode ser considerado uma unidade funcional, onde organismos autótrofos e heterótrofos são capazes de realizar transformações com utilização eficiente de energia e obtenção e reciclagem dos nutrientes ofertados no meio ambiente. Podemos definir as dimensões de um ecossistema? As dimensões de um ecossistema não são definidas, pode-se analisá-lo em escalar maiores ou menores. Na pele, por exemplo, temos uma superfície irregular, orifícios como as glândulas sebáceas e folículos pilosos que eliminam secreções, como suor (rico em sais) e gordura; ela possui queratina, que serve de camada protetora e também é uma fonte de aminoácidos. Seu clima é agradavelmente quente e úmido, e todos esses fatores propiciam a existência e proliferação de bactérias, fungos, vírus e até certa espécie de ácaro, o Demodex folliculorum, vulgarmente conhecido como cravo. Uma bromélia mantém um receptáculo formado por suas folhas onde fica água acumulada, permitindo o desenvolvimento de microalgas fotossintetizantes, seguida por uma complexa fauna de protozoários e pequenos invertebrados. Mas, existem ecossistemas formados artificialmente? Podemos considerar um aquário como um ecossistema? O que deve ser levado em conta? Quais os princípios gerais gerem um ecossistema, você se lembra? Pode enumerá-los? 63 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE 3 PRINCÍPIOS GERAIS Dentro de um ecossistema encontramos os fatores bióticos e abióticos. Os seres vivos compõem a parte biótica do ecossistema e possuem características básicas como a organização, desde organismos microscópicos e unicelulares aos mais complexos e de grande porte, incluindo: todas as formas vegetais com sua capacidade fotossintética; a excitabilidade ou capacidade de responder a estímulos; o metabolismo, agrupando todas as reações químicas necessárias à manutenção das necessidades fisiológicas do organismo; e a reprodução, que garante a formação de descendentes com as mesmas características genéticas, mantendo assim a espécie ao longo do tempo. Entre os fatores abióticos, encontramos os ecológicos, as condições ambientais que favorecem a sobrevivência dos seres vivos. Podem ser determinantes climáticos, como luminosidade, temperatura, pluviosidade, ventos, umidade do ar e fatores edáficos, referentes ao solo, como estrutura, pH, nutrientes, permeabilidade e capacidade de retenção de água. Quando nos referimos aos ecossistemas, pensamos em situações naturais como rios, florestas, bosques, etc. Porém, com o advento da humanidade e sua capacidade de modulação da natureza, percebemos a existência de ecossistemas artificiais, como aquários, plantações, açudes etc., que não existiriam naturalmente, mas que ainda assim podem demonstrar as inter-relações entre seres vivos e meio físico. Dentro dos ecossistemas naturais, identificamos duas grandes vertentes: os ecossistemas terrestres e os aquáticos. Quando um ecossistema está em equilíbrio, existe um fluxo de energia e materiais que são estabilizados por um mecanismo de retroalimentação, o que chamamos de mecanismo de feedback. Temos um exemplo desse mecanismo quando um predador se multiplica demasiadamente, a ponto de competir entre si pela caça de suas presas – o alimento é um fator limitante para manutenção do número de indivíduos dentro daquele ambiente. A escassez de recursos provoca mortalidade dentro da população e com o aumento da taxa de emigração, a população de predadores entra em declínio e formam-se condições para que a população de presas se recupere. Com maior oferta de alimento, a população de predadores volta a crescer e, assim, sucessivamente, ocorre um equilíbrio dinâmico. Um ecossistema autossuficiente precisa possuir componentes como produtores (vegetais fotossintetizantes), consumidores (herbívoros e carnívoros), decompositores (recicladores) e um ambiente físico para fornecer minerais, água e luz solar. Você entende agora que esses princípios se aplicam tanto para ecossistemas naturais quanto artificiais? Sejam terrestres ou aquáticos? 3.1 Ecossistemas terrestres Quais os componentes básicos de um ecossistema terrestre? O solo, o clima e a vegetação são componentes básicos da organização dos ecossistemas terrestres. O solo apresenta-se como uma fina cobertura sobre o planeta, formado por uma complexa mistura de rochas erodidas, nutrientes minerais, matéria orgânica em decomposição, água, ar e milhões de organismos e microrganismos vivos. 64 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Você conhece a origem do solo da região em que você mora? Você sabia que é possível classificá-lo? É um recurso de lenta renovação, depósitos de milhões de anos dispostos em camadas que denominamos de horizontes do solo, com textura e composição própria, formando diferentes tipos. Podemos identificar no solo, os horizontes zero, A, B, C e R. A camada superior ou horizonte zero é a camada de serapilheira, formada principalmente por ramos, folhas, resíduos de plantas, animais e fungos, materiais que ainda não foram decompostos (geralmente possui coloração marrom ou preta). A seguir, encontramos o horizonte A, camada superficial, composta por matéria orgânica em decomposição; o chamado húmus é uma camada porosa rica em nutrientes, minerais inorgânicos, um solo fértil, que facilita a infiltração da água da chuva. As raízes da maioria das plantas estão concentradas nas duas camadas superiores. O horizonte B apresenta uma concentração maior de minerais, pouca matéria orgânica e algumas raízes mais profundas. Enquanto o horizonte C, apresenta uma camada mineral pouco alterada com muitas rochas fragmentadas. E, finalmente, o horizonte R é composto pela rocha matriz que deu origem ao solo. E você pode supor por que existem colorações diferentes em solos de regiões distintas? Exatamente pela sua origem e granulação. Solos ricos em húmus possuem coloração mais escura, solos de origem vulcânica costumam ser mais avermelhados e solos arenosos são mais claros. Quanto à granulação, solos argilosos possuem grãos menores enquantosolos arenosos são mais permeáveis, pois possuem em sua composição, grãos maiores. A vegetação ajuda na estrutura, retendo o solo entre as raízes e facilitando a retenção de água. A umidade do solo favorece ainda a sobrevivência de milhões de espécies de bactérias, fungos, pequenos insetos e anelídeos, como as minhocas. O solo também varia conforme seu conteúdo de argila (partículas muito finas), silte (partículas finas), areia (partículas medianas) e cascalho (partículas grandes ou muito grandes). Temos, por exemplo, o solo de florestas de clima úmido, o solo de campos de clima semiárido e o solo desértico de clima quente. O conjunto dos diferentes horizontes que compõem um solo forma o chamado perfil do solo. Baseados na coloração da camada superior, os agricultores adéquam suas plantações: o solo escuro, marrom ou preto é rico em nitrogênio e matéria orgânica, ótimo para o cultivo; já os solos de superfície marrom clara, amarela e vermelha são pobres em matéria orgânica e precisam de enriquecimento por nitrogênio. Em alguns casos, é necessário corrigir o pH (taxa de acidez) dos solos – um solo muito ácido dificulta a fixação do nitrogênio pelas bactérias nitrificantes, o ideal é que o pH gire em torno de 6,5. O solo é um produto de clima e vegetação. A partir de uma rocha-mãe favorável e uma topografia com pouca inclinação, a ação dos organismos e do clima exerce uma tendência a modular os componentes, construindo um solo com características próprias para cada região. A análise do 65 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE perfil do solo mostra que locais de topografia plana ou ligeiramente ondulada têm um solo maduro, enquanto locais com topografia irregular, infiltração inconstante e rocha-mãe em transformação são considerados solos imaturos. Até o momento, não há um acordo de como medir a qualidade de um solo. No entanto, a maioria dos ecólogos leva em consideração a variedade de nutrientes disponíveis, a textura, a diversidade de animais, insetos e microrganismos encontrados, os fixadores de nitrogênio, a erosão e a lixiviação. Nos ecossistemas terrestres, a regeneração dos nutrientes ocorre no solo e a disponibilização de novos alimentos pelas rochas é um processo que ocorre lentamente. Em paralelo, temos a atividade de assimilação dos nutrientes pelos vegetais ocorrendo de forma muito mais acelerada. A produtividade primária depende amplamente da camada superficial, da serapilheira, da decomposição de detritos orgânicos e de ação das bactérias na ciclagem dos nutrientes. A tríade solo, clima e vegetação se inter-relacionam, com um parâmetro interferindo no outro. O clima de cada região é determinado pelos padrões globais de movimento do ar e da água, pelos gases da atmosfera e pela radiação solar (a quantidade de energia recebida). A incidência dos raios solares no planeta é influenciada pela latitude. A latitude é um referencial geográfico que divide o planeta horizontalmente de zero a 90 graus para norte ou para sul, a partir da linha imaginária do Equador, considerado latitude zero. A partir dele, temos ao norte o Trópico de Câncer (latitude de 23 graus, 27 minutos e 30 segundos ao norte do Equador) e o Círculo Polar Ártico, e ao sul o Trópico de Capricórnio e o Círculo Polar Antártico. As regiões delimitadas pela latitude recebem intensidades diferentes de energia solar. No Equador, o ângulo de incidência dos raios solares é praticamente perpendicular ao planeta, a espessura da atmosfera atravessada é menor e o aproveitamento da energia é maior; é uma região mais quente, que recebe muita energia, tem alto índice de pluviosidade e um altíssimo grau de diversificação das formas de vida. Círculo Polar Ártico Latitude 66º 32’30” N Círculo Polar Antártico Latitude 66º 32’30” S Equador Latitude 0º Raios solares Equador Atmosfera Trópico de Câncer Latitude 23º 27’30” N Trópico de Capricórnio Latitude 23º 27’30” S Figura 16 – Influência da latitude na incidência solar À medida que nos afastamos da linha do Equador para norte ou sul, o ângulo de incidência dos raios solares vai variando e a espessura da camada atmosférica que a radiação precisa atravessar para incidir no solo é maior. Nos trópicos, temos um clima temperado, mais ameno que na linha do Equador, e a pluviosidade é menor. Nas extremas regiões do planeta, nos polos, a temperatura é muito baixa, os raios solares percorrem uma distância muito maior para incidirem. 66 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II As diferentes latitudes apresentam variações na umidade do ar, ventos, na pluviosidade e na quantidade de energia solar recebida. Em geral, o clima da terra tende a ser frio e seco em direção dos polos e quente e úmido em direção ao Equador. Os ciclos periódicos no clima seguem ciclos astronômicos: a rotação da Terra sobre seu eixo causa a periodicidade diária (dia/noite), a rotação da Lua ao redor da Terra cria os ciclos lunares e suas interferências nas marés e a rotação da Terra ao redor do sol cria as mudanças de estação. Conforme essas condições, ocorre a distribuição de diferentes tipos de vegetações e das mais variadas espécies de seres vivos, criando características distintas que veremos na discussão sobre biomas. 3.2 Ecossistemas aquáticos (marinho, água doce e manguezal) Você já se perguntou por que o oceano visto do espaço é azul? E por que olhando daqui da superfície da Terra ele pode ser azul, verde e até cinzento? Na verdade, dentro do espectro de luz solar, a luz azul não é absorvida pela água e as outras cores vão sumindo com a profundidade. Com seis metros de profundidade paramos de perceber a cor vermelha, aos 15 metros a amarela, até chegar a um ponto onde só se enxerga a cor azul que refletiu. Quanto à presença de outros materiais, deve-se lembrar de que a água é incolor e, quando percebemos a cor azul, significa que não há material em suspensão. Muitas vezes, identificamos uma cor esverdeada no mar, indicando que o local é rico em organismos fotossintetizantes. Quando ocorre muito material particulado ou lixiviado do solo, identificamos uma cor amarelada, marrom ou acinzentada. A distribuição dos ecossistemas aquáticos é muito diferente do terrestre. Não é possível, por exemplo, determinar uma vegetação que se desenvolva em um determinado clima. Nos ecossistemas aquáticos, os produtores primários são algas unicelulares, seres microscópicos que não formam uma estrutura característica que se identifique como vegetação. E como fica a composição básica de um ecossistema aquático? São os mesmos parâmetros para a água doce e o ambiente marinho? A classificação dos ecossistemas aquáticos baseia-se em características físicas como salinidade, movimentação da água e profundidade. Ambientes aquáticos são substratos que apresentam movimentação tanto vertical como horizontal; a pressão aumenta regularmente com a profundidade: a cada dez metros há adição de uma atmosfera (ATM), aproximadamente 1Kg/cm2. Para exemplificar melhor, a uma profundidade de um quilômetro a pressão da água é de cerca de uma tonelada. Os ecossistemas aquáticos podem se diferenciar em ambientes marinhos e de água doce (oceanos, estuários, águas correntes e lagos), e os organismos que vivem em meio aquático são classificados como planctônicos – os seres de vida livre, que podem ser o fitoplâncton (organismos fotossintetizantes) e o zooplâncton (animais heterotróficos) – e bentônicos (animais do fundo do mar sésseis e de vida livre). Entre as características principais do ecossistema marinho ou talassociclo está a salinidade. Os oceanos cobrem a maior parte da superfície do planeta. Nesse ambiente, encontramos uma concentração 67 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 15/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE de sais que gira em torno de 35 gramas por litro de água. Na verdade, seria mais correto dizer 35 partes por milhão, sendo que o sódio (Na+) e o cloreto (Cl-) são os dois sais que predominam. O nível da água do mar passa por alterações, é o que chamamos de marés, que sofrem influência da proximidade da Lua em relação à Terra, determinando a maré baixa e a maré cheia. Os ambientes marinhos apresentam diferenças de temperatura e luminosidade: à medida que a profundidade aumenta, as diferenças formam verdadeiros estratos na coluna de água, requerendo adaptações dos organismos vivos em cada situação em particular. As diferenças de profundidade que influenciam na capacidade de entrada de luz dividem os ecossistemas marinhos em zonas, onde podemos identificar a plataforma continental, composta pelo litoral e pela zona nerítica, e a zona oceânica. Na zona de litoral, onde ocorre a variação de marés, alternadamente exposta ao ar e recoberta pela água, apesar de haver uma ótima situação quanto aos nutrientes e taxa de oxigênio, animais e plantas têm muita dificuldade de viver, devido à incessante movimentação das ondas. A zona nerítica abrange águas rasas, até duzentos metros, e, portanto, recebe luz em toda a sua profundidade; há abundância de seres vivos e fitoplâncton, apresenta variações de temperatura conforme as estações do ano e diferenças de salinidade conforme a quantidade de chuvas e de desembocaduras de rios (entrada de água doce), estendendo-se até o limite da plataforma continental. A zona oceânica está além da plataforma continental, onde o fundo do mar cai a grandes profundidades e identificamos uma estratificação vertical devido à quantidade de oxigênio disponível. A zona que recebe luz solar (duzentos metros) ou zona fótica mantém organismos capazes de realizar fotossíntese; a zona afótica, com presença apenas de predadores e organismos saprófagos, se estende até os abismos oceânicos. É uma água uniformemente fria e calma, permanentemente escura, que possui pouco alimento e na qual os organismos aproveitam ao máximo suas oportunidades. Plataforma continental Zona fótica Zona litoral Zona nerítica Zona afótica Zona bentônica Zona oceânica Figura 17 – Zonas ecológicas no oceano O fundo do mar, abaixo da zona oceânica, constitui a zona bentônica, onde vivem organismos em meio lodoso; alguns se locomovem horizontalmente, outros são sésseis. 68 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Nos oceanos, há uma tendência natural dos nutrientes sedimentarem, atravessarem a coluna de água e se depositarem no fundo. Sua regeneração é muito lenta. As algas e plantas aquáticas assimilam nutrientes na coluna de água, mas a entrada de luz é um fator limitante, e a realização dos processos fotossintéticos se restringe à camada fótica, uma faixa com extensão de cerca de duzentos metros a partir da superfície, raio de alcance dos raios solares. Uma das consequências dessa limitação é que a sedimentação dos materiais orgânicos os coloca em uma zona afótica, sem luminosidade, sem fotossíntese e sem renovação de oxigênio, retardando as transformações bioquímicas da decomposição, alterando os caminhos de reciclagem dos elementos. A concentração de nutrientes torna-se também um fator limitante, pois em alto-mar a quantidade de autótrofos é muito inferior à de heterótrofos. A produtividade primária em águas marinhas está intimamente ligada à proximidade entre a zona fótica e os sedimentos profundos e à possibilidade do transporte desses nutrientes de volta às camadas superficiais, como por eventos de ressurgência, provocados por fortes ventos em águas rasas que resultam em misturas turbulentas, revirando o fundo e disponibilizando o material para a zona fótica. Em sistemas marinhos, a reciclagem de sedimentos ainda pode ocorrer quando há uma taxa de evaporação maior que a entrada de água doce (chuvas), o que deixa a camada superficial mais salina, tornando-a mais densa, resultando na descida dessa camada para estratos inferiores por correntes marinhas geradas pelas águas frias e densas que se formam ao redor dos polos da Terra; elas afundam e se espalham por todos os oceanos, fluindo abaixo de todas as outras massas de água. A mistura vertical das águas pode beneficiar ou afetar a sua produtividade. Ao trazer águas ricas em nutrientes das profundidades para as zonas fóticas, ocorre o aumento da oferta de nutrientes e, consequentemente, a produção primária. No entanto, o mesmo fator, ao misturar as águas, pode levar o fitoplâncton para a zona afótica, onde, por falta de luminosidade, não consegue realizar fotossíntese nem se reproduzir. Essa situação pode ser temporária, mas diminui a produção primária local. Todos os mares do planeta estão interligados por correntes impulsionadas pelos ventos criados pelas diferenças de temperatura entre as regiões dos polos e do Equador, pela rotação da Terra e pela diferença de densidade criada pela salinidade e temperatura. Essa continuidade confere-lhe uma uniformidade, e as correntes oceânicas exercem um profundo efeito sobre o clima mundial. Além disso, as correntes favorecem a dissolução do oxigênio, a dispersão das formas de vida e a manutenção da composição uniforme dos elementos químicos na água. Os ecossistemas de água doce, também conhecidos como limnociclo, incluem: os ecossistemas lóticos, de águas correntes, e ecossistemas lênticos, de águas calmas como lagos, lagoas e represas. Apenas cerca de 1% da massa aquática existente na superfície da Terra é de água doce e, como no mar, apresentam variações no conteúdo de oxigênio, quantidade de sais minerais, luminosidade e movimentação. Os sistemas fluviais, como são chamados os rios, são distinguidos pelo fato de apresentarem uma corrente de água que está continuamente transportando material particulado, animais e plantas. As correntes se formam onde quer que a precipitação exceda a evaporação e a água em excesso escoe pelo solo ou rochas (a água é bem oxigenada devido a movimentação). A velocidade da correnteza 69 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE depende do formato que o rio adquiriu, da aspereza e profundidade do fundo e da quantidade de chuvas. No trajeto do rio, nos locais onde o relevo produza fendas, ocorre o acúmulo de água e formam-se poças, onde há maior quantidade de matéria orgânica e particulados. As correntes são limitadas por uma área de vegetação terrestre, chamada de várzea, que está sujeita a inundações nas épocas de chuvas intensas, pois isso aumenta o volume das águas. Quanto mais largo o rio, maior sua produção interna. A água corrente transporta nutrientes para muitos organismos aquáticos, carrega suas excretas e traz organismos diferentes que habitavam regiões superiores. A temperatura não é constante, pode permanecer constante ou mudar a cada estação. Geralmente, rios de maior correnteza são mais frios e ricos em oxigênio, enquanto os mais lentos são menos oxigenados e mais quentes. Cada curso de água apresenta sua fauna e flora particular, mas o pH da água mais ácido reflete o nível de gás carbônico (CO2), a presença de ácidos orgânicos e poluição e menor quantidade de nutrientes, enquanto o pH mais básico indica a presença de carbonatos, bicarbonatos e sais associados e apresentam uma vida aquática mais abundante. Rios de águas muito calmas, quase paradas, assemelham-se a lagos: a correnteza não tem força o suficiente para remover o material do fundo e os sedimentos e detritos se acumulam. As cadeias alimentares dependem das terras vizinhas, folhas e galhos caídos da vegetação ou trazidos pelo vento e chuvas. Os lagos são corpos de água que se formam em depressões no relevo ou em regiões ecologicamenteativas, onde o deslocamento vertical de blocos da crosta terrestre cria bacias, dentro das quais a água se acumula. Podem variar de tamanho, desde pequenas poças e lagoas até represas e lagos profundos e de grandes dimensões, e não apresentam correnteza. Um lago inteiro poderia ser considerado um bioma, mas é normalmente subdividido em regiões com características próprias. A zona litoral é identificada em torno das margens. É uma região rasa, com vegetação enraizada; a área aberta, onde há luminosidade, com presença do fitoplâncton e algas unicelulares, é chamada de zona limnética, e o fundo do lago, com sedimentos, microrganismos e animais escavadores, é a zona bentônica. As mudanças de estação influenciam diretamente as características físicas dos lagos. Quanto maior for a variação de temperatura entre as estações, mais acentuados serão os fenômenos ocorridos. Uma situação típica de lagos é a estratificação térmica, que ocorre no verão, impedindo a mistura vertical: com a sedimentação dos nutrientes, a produtividade cai. Em casos em que a luz do sol aquece a água da superfície com mais rapidez que as camadas profundas, cria-se uma zona de rápida mudança de temperatura em uma profundidade intermediária, estabelecendo o que chamamos de termoclina. Uma vez que a termoclina está bem estabelecida, não há mistura ao longo da coluna de água. A água aquecida da superfície é menos densa e flutua sobre a camada de água mais fria e densa abaixo. A profundidade da termoclina pode variar conforme os ventos locais, a profundidade e a turbidez do lago. No entanto, as termoclinas costumam se formar entre cinco e vinte metros de profundidade, não sendo encontrados registros desse fenômeno em locais com menos de cinco metros de profundidade. 70 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Zona litoral Zona limnétrica Zona bentônica Figura 18 – Zonas ecológicas de um lago A produtividade costuma a se restringir à camada superficial onde a luminosidade é mais intensa, apesar de pobre em nutrientes, e os organismos que ficaram abaixo da termoclina deplecionam o ambiente de oxigênio, criando condições anaeróbicas. No outono e na primavera, a ação dos ventos causa movimentos verticais, revirando o fundo dos lagos, oxigenando o ambiente e provocando crescimento do fitoplâncton. No inverno, as camadas superficiais dos lagos ficam com uma temperatura mais baixa que seu interior; em alguns casos, podem até congelar. Como a água é menos densa em estado sólido, pode ocorrer o congelamento superficial, mantem seu interior líquido. A luminosidade diminui, a produtividade diminui, mas ainda é possível manter a sobrevivência dos organismos que tolerem a água mais fria. No Brasil, onde temos uma hidrologia privilegiada, as bacias hidrográficas desembocam no mar. Sendo assim, existem locais onde os rios que são de água doce se encontram com a água do mar, de alta salinidade. Esse encontro gera condições particulares, formando um ecossistema muito rico. Você sabe dizer como são caracterizadas estas regiões? E quais particularidades possuem e se exercem alguma importância para o meio ambiente? Os locais onde os rios desembocam no mar e há o encontro da água doce com a água salobra, formando locais que chamamos de estuários ou mangues; há locais como esses em toda a extensão de clima tropical do planeta. No Brasil, estende-se por quase toda a costa, desde o Amapá até Santa Catarina. São caracterizados por um ambiente pantanoso, movediço, sujeito a inundações diárias conforme as marés. Possuem uma vegetação muito particular, adaptada à alta concentração de salinidade, à falta de oxigênio no solo e à instabilidade física. As poucas espécies de árvores adaptadas que habitam o mangue possuem raízes radiculares, que saem de seus troncos acima do nível máximo da maré cheia e formam um verdadeiro meio de escoramento, mantendo a árvore em posição vertical e permitindo que se absorva o oxigênio diretamente da atmosfera. Suas sementes germinam ainda presas às árvores até o período em que estão prontas para enraizar; possuem uma haste que, ao cair na água, ajudam a fincar-se no solo. Outra espécie possui prolongamentos que emergem do solo até uma altura superior à das marés, chamados de pneumatóforos, que servem para a respiração. A presença do manguezal está associada à presença de rios de planície, que transportam partículas de argila e matéria orgânica, que acabam formando flocos, no momento em que a água doce se mistura 71 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE com a água salgada. A camada de lodo chega a atingir até vinte metros de espessura em São Paulo. Enquanto no Maranhão e no Pará a vegetação penetra até 40 km pelo interior do território. O bosque de mangue é um local enriquecido pela matéria orgânica em decomposição, restos de folhas da própria vegetação do mangue e minerais vindos dos rios e do mar. A grande parcela de decomposição desse sistema leva ao esgotamento total de oxigênio, o meio se torna anaeróbico e formam-se gases, como o metano e o gás sulfídrico. O manguezal é um ecossistema com uma das maiores produtividade primária, assemelhando-se a uma floresta tropical. A contínua renovação de sua fertilidade é garantida pela constância de elementos minerais trazidos pelos rios que drenam os continentes e sustentam uma imensa cadeia alimentar detritívora de bactérias e invertebrados que fornecem alimento para animais estuarinos. O mangue é considerado um berçário de espécies, serve de local de reprodução e crescimento para muitos organismos marinhos. Cerca de 90% dos pescados e frutos do mar consumidos pelo homem vem de águas costeiras, cujos organismos passaram parte de sua vida ou a vida inteira em estuários. Apesar de desprezado por sua aparência escura, lodosa e cheiro acentuado, a importância do manguezal para a manutenção das cadeias alimentares oceânicas é indiscutível. Esse local ainda suporta uma parte de fauna superior: muitos pássaros migratórios utilizam o mangue para descanso e alimentação, outros nidificam e animais como jacarés e peixes-boi procuram constantemente o mangue para se alimentar. A prática de soterramento vem diminuindo drasticamente a ocorrência de mangues em locais próximos a centros de desenvolvimento urbano. Como não se consegue utilizá-lo para atividades turísticas, ele vai sendo ocupado por moradias de classes menos favorecidas, que constroem favelas suspensas (palafitas), sem nenhum saneamento básico; outra agressão ao manguezal são as constantes enchentes que os rios sofrem pela degradação e ocupação das áreas de várzea, que aumentam muito o volume e velocidade das águas doces que chegam no estuário, realizando uma devastação nesse território. A extinção dos mangues significa, na prática, eliminar uma das maiores fontes de alimento de que o homem dispõe. No Brasil, o mangue é um ecossistema de preservação permanente, incluído em diversos dispositivos constitucionais, impondo ordenações quanto ao uso e ações em áreas estuarinas, com destaque à Lei nº 4.771, de 1965, que implantou o Código Florestal, e a Lei nº 7.661, de 1988, que institui o Plano Nacional de Gerenciamento Costeiro. Saiba mais Assista ao documentário a respeito da atividade humana no mangue, que conquistou o “X Prêmio Nacional de Comunicação e Justiça”: NO RUMO do Uçá. Dir. Wladymir Lima. Brasil: Ministério Público Federal em Alagoas; Núcleo de Biodiversidade do Ibama, 2012. 23 minutos e 48 segundos. 72 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II 4 BIOMAS Você saberia identificar um husky siberiano? Aquele cachorro que puxa os trenós na neve? Você já o viu? Perto da sua casa tinha um? Concordo que é uma espécie belíssima, e nem étão difícil de se conseguir. Você sabia que existem pessoas que criam esse tipo de animal só para lucrar com a venda de seus filhotes? Geralmente, os compradores se manifestam mesmo antes dos filhotes nascerem. Porém, com base no que foi aprendido até agora, responda: existe coerência em manter um animal desses por aqui? Um animal adaptado à neve? Vivendo em clima tropical, esse organismo está sofrendo, suas funções fisiológicas estão sobrecarregadas. Eles vivem cansados, não é mesmo? Nem parece que teriam forças para puxar um trenó! É claro que no calor brasileiro, eles não têm mesmo. Contudo, lá no clima frio, na neve, com certeza teriam. Você se lembra da tríade do ecossistema terrestre? Já discutimos que solo, clima e vegetação afetam profundamente a evolução de plantas e animais que se adaptam para as condições particulares de cada ambiente (e aí se encaixa a nossa indagação sobre o husky – adaptado a clima frio). Biomas são comunidades terrestres, facilmente reconhecíveis que resultam da interação dessa tríade. Os grandes biomas mundiais são classificados pelo clima, porque a vegetação se repete em regiões de clima semelhante, mesmo que as áreas estejam distantes uma das outras. Quando falamos sobre a incidência da radiação solar no planeta, aprendemos que, dependendo da latitude, podemos identificar regiões no globo terrestre que recebem os raios com maior ou menor intensidade. Dentro das mesmas zonas latitudinais os biomas ficam ainda mais específicos. Se temos solo, clima e vegetação interligados, após falarmos do solo, como seria a influência do clima sobre a vegetação? Lembrete A latitude é um referencial geográfico que divide o planeta horizontalmente de zero a noventa graus para norte ou para sul a partir da linha imaginária do Equador, considerada latitude zero. 4.1 Principais biomas do mundo Se a posição do planeta interfere na distribuição climática, como a vegetação se comporta diante desse clima diferencialmente distribuído ao longo da latitude? A partir da posição geográfica, o clima forma biomas. Você conhece os principais biomas climáticos? Os principais biomas climáticos estão divididos em zonas tropicais, temperadas, boreais e polares de acordo com suas latitudes, a norte ou sul do Equador. Dentro das zonas climáticas temperadas, os grandes biomas são: Florestas Sazonais, Florestas Úmidas, Campos, Desertos e Bosques de Arbustos. Entre as zonas tropicais e temperadas estão os Desertos Subtropicais. Em latitudes maiores, as Florestas 73 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE Boreais. Próximo ao ártico, temos a Tundra, que se desenvolve em terreno permanentemente congelado. As zonas climáticas tropicais são representadas por Florestas Pluviais e Savanas. Uma característica marcante das florestas é que possuem uma estrutura com vários estratos vegetais, que proporcionam um hábitat para inúmeras espécies. Uma floresta protege o solo, impedindo o impacto total da chuva, do vento e do sol. Os vários estratos diferenciados pela luminosidade e umidade modificam o ambiente a partir do topo da floresta em direção ao solo. A camada mais iluminada é a do dossel; abaixo disso, a luminosidade vai diminuindo gradualmente. A umidade é alta devido à transpiração das plantas e a circulação do ar é baixa. 4.1.1 Tundra O bioma de Tundra está situado na zona climática polar, próxima ao Círculo Polar Ártico, sem correspondência no hemisfério sul. Encontramos esse tipo de vegetação em parte do Alasca, Canadá, Groenlândia, Noruega, Suécia, Finlândia e Sibéria. Uma extensa região sem árvores que cresce sobre um solo permanentemente congelado, chamado de permafrost. No verão, que dura 3 meses, ocorre a estação de crescimento, onde a camada de solo que descongela chega a até um metro de profundidade. Como a camada abaixo permanece gelada, a água do degelo forma muitos brejos e o solo fica saturado por todo o verão. Os solos tendem a ser ácidos, devido ao alto conteúdo de matéria orgânica, mas possuem poucos nutrientes, pois a decomposição é extremamente lenta, quase não chove, os ventos são secos e há muita evaporação. A curta duração do verão obriga as plantas herbáceas a crescerem e frutificarem rapidamente, e as raras plantas lenhosas são anãs, pequenos arbustos que alcançam aproximadamente um metro de altura. Os liquens representam a maior parte da produção primária do local. Como o solo é muito pobre, dizemos que há uma “seca fisiológica” e as plantas retêm suas folhagens por anos. Na maior parte do ano, a Tundra é um ambiente excessivamente rude e qualquer vegetal que surja acima da superfície da neve é destruída pelos cristais de gelo. Sua fauna compreende o caribu (um tipo de rena), o boi almiscarado, a lebre ártica, a raposa e o lobo ártico, o lemingue e, à beira-mar, o urso branco. Na Tundra, é comum no inverno ocorrer o mimetismo por homocromia, quando os animais parecem ficar todos brancos. Na Tundra não há pinguins! Porém, no verão, encontramos algumas aves aquáticas que nidificam e depois migram para o sul, como corujas brancas e perdizes. Em algum momento em nossa história geológica, houve um único continente. E com o passar de milhões de anos, a separação dos continentes ficou caracterizada por biota própria. Apesar de os polos do planeta serem frios, na tundra, no Polo Norte, encontramos os ursos brancos que não habitam o Polo Sul. E da mesma forma, os pinguins que habitam a Antártida não estão presentes na tundra. Aves e mamíferos das regiões frias possuem tamanho maior que os animais da mesma espécie de regiões quentes, pois quanto maior o corpo, melhor a retenção de temperatura. Possuem ainda, como adaptações, cauda, focinho, orelhas e bicos pouco desenvolvidos, para evitar a perda de calor pelas extremidades. As cadeias alimentares da Tundra são curtas: os lemingues comem plantas e servem de alimento para raposas e lobos. A cada três ou quatro anos, a população de lemingues atinge a densidade 74 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II máxima e seus predadores ficam também muito numerosos, embora com um ano de atraso. Quando cessa bruscamente a proliferação desses roedores, seus predadores também diminuem, pois não conseguem mudar seu regime alimentar. Esse fenômeno ocorre em regiões mais quentes, onde a fauna é mais variada. Nos limites da Tundra, chegando ao clima temperado, nas montanhas rochosas da América do Norte e no platô tibetano da Ásia Central, encontramos a Tundra alpina, que apresenta estações de crescimento mais quentes e longas, invernos menos severos, que resultam em uma produtividade maior, solo com uma drenagem melhor e uma diversidade maior de espécies. 4.1.2 Floresta Boreal A floresta Boreal, também conhecida por Taiga (floresta de coníferas), inicia-se nos limites finais da Tundra, próximo aos sessenta graus de latitude, e não possui vegetação correspondente no hemisfério sul. Compreende as regiões do norte do Alasca, Canadá, parte sul da Groenlândia, Islândia, parte da Noruega, Suécia, Finlândia e parte da Sibéria. Apresenta duas estações: o inverno, com duração de nove meses, e o verão, com três meses; nessa região chove muito pouco. Na Floresta Boreal, durante o verão, o solo degela totalmente, originando muitos lagos e, diferentemente da Tundra, não existe permafrost. A temperatura média anual é de 5ºC, a evaporação é baixa e os solos são úmidos durante a maior parte da estação de crescimento. A vegetação consiste em intermináveis bosques densos de árvores aciculadas, pinheiros e abetos, que alcançam de dez a vinte metros de altura, formando um largo cinturão verde – as florestas são sempre verdes, com folhas em forma de agulhas. A floresta boreal está entre as mais importantes regiões produtoras de madeira do mundo. Devido às baixas temperaturas,a serapilheira decompõe-se muito lentamente e acumula-se na superfície do solo, produzindo níveis de ácidos orgânicos. Esses solos ácidos de baixa fertilidade são chamados de solos podzolizados. Abaixo da floresta densa, crescem samambaias, musgos e algumas ervas. Os animais comumente encontrados são alces, veados de orelhas longas, raposas, linces, ratos, esquilos, castores e lebres. Existem muitas aves aquáticas e insetos de muitas espécies. 4.1.3 Floresta Temperada Decídua A Floresta Temperada Decídua, também conhecida como Floresta Sazonal Temperada, localiza-se no hemisfério norte, em condições moderadas do congelamento do inverno, abrangendo as regiões do sul do Canadá, leste dos Estados Unidos, oeste da Europa e leste da Ásia, Coréia e Japão. No hemisfério sul é pouco desenvolvido, devido às temperaturas mais amenas do inverno, abrangendo as áreas da Nova Zelândia e sul do Chile. Essa floresta é chamada de decídua porque perdem as folhas no outono. Observam-se nitidamente as quatro estações do ano: os verões são quentes e os invernos são frios, mas sem excesso. Ao norte, a estação de crescimento dura quase cinco meses e, no sul, esse período chega a seis meses. A precipitação excede a evaporação e a transpiração; consequentemente, a água é drenada pelo solo, formando águas subterrâneas e rios. Os solos tendem a ser ácidos, com grande quantidade de húmus. 75 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE Há grandes extremos de variações de luminosidade, umidade e temperatura ao longo das estações do ano. Em abril, antes que as folhas apareçam, a luminosidade chega sem obstáculos até o chão da floresta. Nessa época, as variações de temperatura e umidade são pequenas quando comparamos o estrato superior da floresta com o interior. O solo, ainda não sombreado pela copa das árvores, absorve e irradia mais calor que no verão. As árvores decíduas são a forma de vegetação dominante nesse bioma. Todavia, na Europa, não restam senão fragmentos dispersos dessa vegetação, pois foram destruídas até a Idade Média, sendo substituídas por campos. E, atualmente, abrigam as maiores concentrações humanas. Esse bioma é bem mais complexo que a Floresta Boreal, pois apresenta diversas paisagens vegetais; as árvores mais comuns são o carvalho, a faia, a castanheira, a magnólia e a nogueira. A flora herbácea e arbustiva é rica em espécies e bem desenvolvida. As partes mais secas e quentes desse bioma, onde o solo é arenoso e pobre em nutrientes, podem desenvolver florestas de pinheiros, como as florestas das planícies costeiras do Atlântico na América do Norte. Como os solos são secos, os incêndios são frequentes e a maioria das espécies é capaz de resistir aos danos provocados pelo fogo. A fauna é ainda mais variada que a flora, e podemos encontrar veados, esquilos, lobos, raposas, lebres, coelhos, quatis, pássaros, répteis, anfíbios e muitos insetos. 4.1.4 Floresta Tropical A Floresta Tropical também é conhecida como Pluvial, Latifoliada, Tropical Chuvosa ou Sempre-verde. Inúmeras denominações para identificar essa vegetação que cresce em clima quente da região entre os trópicos, com alto índice de chuvas. É o bioma que recebe a maior quantidade de energia solar. Essas condições estão presentes em três grandes áreas, como a bacia do Amazonas na América do Sul e áreas na América Central e ao longo da costa atlântica do Brasil, que constituem a Floresta Tropical Americana. A área do extremo sul da África, ao longo do Congo, constitui a Floresta Tropical Africana e a Floresta Tropical Indo-Malásia, que cobre parte da Ásia – ilhas como a das Filipinas, Bornéu e Nova Guiné. As florestas possuem duas estações no ano, a úmida e a seca, e temperatura que dificilmente é inferior a 21º C. Os solos, de formação muito antiga, são desprovidos de húmus e argila e assumem a cor avermelhada dos óxidos de ferro, com pouca capacidade de reter nutrientes. A vegetação forma um dossel contínuo de árvores altas de até 40 metros de altura com algumas árvores emergentes (que alcançam até 55 metros). As florestas tropicais formam diversos estratos abaixo das copas, com pequenas árvores, arbustos e herbáceas, que normalmente estão bem espaçadas devido à tão pouca luz que penetra. A estratificação vertical acaba resultando no aparecimento de microambientes com seus próprios microclimas. A diversidade de espécies é maior que em qualquer outra parte do planeta, e a produtividade primária das florestas tropicais excede a de todos os outros biomas terrestres. Devido às temperaturas constantemente altas e à umidade abundante, a serapilheira se decompõe rapidamente e a vegetação imediatamente assimila os nutrientes liberados. Essa rápida reciclagem de nutrientes sustenta a alta produtividade da floresta, mas deixa o ecossistema muito vulnerável a perturbações. Quando as florestas tropicais são cortadas para implantação da agricultura ou venda da madeira, os nutrientes são retirados daquele ambiente, expondo o solo à erosão e improdutividade. 76 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II A Floresta Tropical possui fauna e flora extremamente diversificadas: pode apresentar mais de quinhentas espécies de árvores, enquanto a floresta temperada pode ter cerca de uma dezena. Esse bioma possui árvores cobertas de epífitas, cipós, trepadeiras, samambaias, avencas e bromeliáceas, e os vegetais apresentam folhas largas e cutículas finas. O dossel é muito denso e a entrada da claridade é menor próxima ao solo. As folhas caem progressivamente (não em uma única estação) e, como sua decomposição é rápida, o solo é quase nu. A vida animal é escondida tanto pela folhagem densa como pela cobertura da noite. As aves são geralmente arborícolas (animais que vivem em árvores) e, apesar de apresentarem cores intensas, como os tucanos, papagaios e as araras, são camufladas pela folhagem. Os animais de solo são pequenos e de coloração escura, difíceis de serem observados; a maioria dos mamíferos é arborícola, como os macacos e preguiças, e de hábitos noturnos. Entre as diferentes espécies terrestres, temos: porco do mato, quati, gambá, ornitorrinco, cobras, quelônios, sapos, pererecas, e muitos insetos. 4.1.5 Campos Os Campos encontram-se situados tanto em regiões tropicais como nas temperadas. Ocupam grandes extensões no interior dos continentes e se caracterizam por apresentar grandes variações de temperatura – alta durante o dia e baixa durante à noite –, bastante luz e muito vento. A vegetação é herbácea ou gramínea, devido ao baixo teor pluviométrico e ao solo normalmente ácido, o que impede a existência de grandes árvores. Esse bioma tem mais deficiência de água que de energia. Podemos identificar Campos Temperados e Campos Tropicais. Os Campos Temperados possuem um clima mais seco e a vegetação é praticamente rasteira (gramínea). Os Campos da América do Norte são denominados Pradarias e os da América do Sul, Pampas. Na Ásia e Europa, recebem o nome de Estepes. Os verões são quentes e úmidos, e os invernos são frios; a estação de crescimento aumenta ao sul, durando quase o ano todo. A precipitação é baixa, os detritos orgânicos não se decompõem rapidamente e os solos são ricos em matéria orgânica, apresentam baixa acidez e são abundantes em nutrientes. A maioria das espécies vegetais desses campos tem caules subterrâneos e sementes resistentes ao fogo. Encontram-se muitos animais roedores (ratos), cobras e aves de rapina. Campos Tropicais são caracterizados por apresentarem período de chuvas mais constantes e clima mais quente do que na região dos Campos Temperados. Mesmo assim, apresentam uma ou duas épocas de secas prolongadas, predominando uma vegetação de pequeno porte, composta de árvores e arbustos. Localizam-se nas regiões intertropicais, que cobrem grandesáreas da África, onde são chamadas de Savanas, e do Brasil, onde recebem o nome de Cerrado. Nesses campos, principalmente na África, as estações são reguladas pelas chuvas, e não pela temperatura, e a fauna é constituída de animais de grande porte, tais como: búfalos, elefantes, girafas, zebras, rinocerontes, leões, leopardos etc. Existem também aves corredoras, como o avestruz, e pássaros, como o gavião. 77 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE As Savanas verdadeiras existem apenas onde o clima é favorável. No entanto, muitas vêm sendo criadas pelo fogo, pelo pastoreio ou por ambos e estão crescendo onde a cobertura vegetal foi destruída pela atividade humana. A fauna, por sua vez, vem desaparecendo pela pressão do gado doméstico. O aumento da população de gado e a pastagem excessiva estão convertendo parte da Savana em Desertos. O aumento da população humana agrava ainda mais a situação. 4.1.6 Desertos Os Desertos são Biomas de localização variada, onde as temperaturas podem chegar a 45ºC ou mais, com a quantidade de água evaporada muito maior que a quantidade de chuvas. As condições do Deserto variam de aridez extrema à umidade, apenas para suportar algumas poucas espécies de organismos. Os grandes Desertos do mundo estão dispostos na Terra em dois cinturões, um confinado grosseiramente à área em redor do Trópico de Câncer e outro em redor do Trópico de Capricórnio. O Deserto do Saara na África é o maior e mais inóspito do mundo; o do Atacama, no Chile, é um dos lugares mais áridos da Terra; e ainda encontramos Desertos na Austrália, na América do Norte, no Tibete e na Arábia Saudita. A escassez de chuvas pode estar relacionada à posição de montanhas, que barram o vento e ajudam a manter as condições áridas. Alguns desertos estão tão distantes do oceano que quando as massas de ar chegam a eles já perderam toda a umidade. A vegetação é escassa e muito espalhada, com regiões nuas entre as regiões de vegetação. As plantas anuais florescem, frutificam e morrem no espaço de poucas semanas após as chuvas, evitam, assim, a seca e crescem apenas quando há umidade elevada. As plantas suculentas armazenam água em seu caule e seu sistema radicular é muito espalhado. A flora do Deserto possui uma espessa cutícula que reduz as perdas de água. Os animais são adaptados para reter e economizar água: possuem um número reduzido de glândulas sudoríparas, produzem uma urina concentrada com mínima eliminação de água, têm as fezes secas e adquirem água e alimentos das plantas suculentas. A fauna é pobre: há camelos, cobras, lagartos e ratos. Observação Os biomas refletem nitidamente a influência da latitude no planeta, maior diversidade entre os trópicos onde a incidência dos raios solares são maiores, clima mais quente e mais umidade no ar. E quanto aos biomas brasileiros, você sabia que temos vários? Você sabe quais e quantos são? 4.2 Biomas brasileiros O Brasil é um país de extensa área territorial, em sua grande maioria localizada na zona intertropical. Apresenta uma grande variedade de climas e solos, que permitem a existência de várias espécies de biomas típicos das diferentes regiões brasileiras. 78 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II 4.2.1 Floresta Amazônica É a maior e mais rica Floresta Tropical do mundo: estende-se por vários países da América do Sul – cerca de 60% está no Brasil, abrangendo os estados do Amazonas, Pará, Acre, Amapá, Rondônia, Maranhão, Mato Grosso, Tocantins e Goiás. É cortada por inúmeros rios. A temperatura média anual é de 26ºC e a variação para a temperatura mínima é de cerca de um ou dois graus, com mudanças sazonais mínimas e atividade das plantas contínua, resultando em um exuberante crescimento. A diversidade vegetal chega a milhares de espécies, sem ocorrer dominância de nenhuma. A Floresta Amazônica possui uma das maiores e mais interessantes comunidades de insetos, que têm um meio excelente para seu desenvolvimento. O fato de existir uma grande oferta de alimento vegetal, aliado à uma temperatura constante e uma umidade elevada, ocasiona, em paralelo, o crescimento de animais que deles se alimentam, desde morcegos e aves até tatus e tamanduás. A maioria dos animais se esconde em galhos altos de árvores e alcança até trinta metros de altura durante o dia, aguardando a noite para realizar suas atividades. A fauna arborícola ainda é representada por pequenos roedores, preguiças, esquilos, macacos, cobras, formigas térmitas, muitos pássaros de plumagem colorida, como beija-flores, tucanos, papagaios, periquitos e aves de rapina, e ainda conta com os maiores répteis do mundo: além das cobras encontramos lagartos e crocodilos. A Floresta Amazônica conta com uma diversidade de vegetais e animais. No entanto, o solo é pobre, constituído basicamente por argila e areia, e as plantas se alimentam do próprio material orgânico que cai no chão. Apesar da exuberância, apresenta um alto índice pluviométrico, e a evaporação, seja dos rios, oceano ou da própria floresta, é muito alta, o que propicia grandes volumes de chuvas. O bioma da floresta é extremamente frágil. A vegetação é mantida e o volume de folhedo adicionado ao solo é bem menor que o da Floresta Temperada, pois a decomposição acontece muito rapidamente, devido às condições de clima e temperatura. As raízes das árvores possuem micorrizasMas, você sabe o que são micorrizas? Designamos micorrizas os locais onde ocorre uma associação mutualística entre as raízes das plantas e os com fungos. Estes são verdadeiros recicladores da natureza: efetuam a decomposição de material orgânico, facilitando a obtenção dos nutrientes para as plantas. A presença das micorrizas nas raízes pode ajudar a explicar por que a retirada da Floresta Amazônica para agricultura não alcança o resultado esperado: o solo em si é pobre em nutrientes, e a fonte de alimento para a vegetação é mantida por elas. Uma vez retirada a cobertura vegetal em prol do plantio de lavouras, em pouco tempo o solo se mostra hostil e há ocorrência de muitas plantas invasoras e pragas. Algumas culturas que foram mais bem sucedidas se instalaram em locais de clima mais temperado, que favorece a permanência da matéria orgânica por mais tempo, fornecendo maior nutrição do solo. Mas, se retirar a cobertura vegetal causa um problema de enfraquecimento do solo, seria possível corrigir essa deficiência com a prática da adubação? Será que ninguém pensou nisso antes? Já tentaram, mas o que foi constatado é que adição de fertilizantes no solo também não alcança os resultados esperados, porque o alto índice de chuvas e a quantidade de areia no solo fazem com que esse fertilizante seja drenado com facilidade. Os pesticidas adicionados às plantas também são drenados 79 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE pelas chuvas; e a atividade agrícola resultante acaba sendo dispendiosa. A rotação de culturas torna- se o meio mais viável de produção, mas é deficitário, pois não suporta uma produção comercial. Na maioria das vezes, o que ocorre é um novo desmatamento, onde se aproveita uma ou duas colheitas e parte-se para uma nova área, o que vem devastando a floresta. Outra consequência do rompimento do equilíbrio com os desmatamento são as queimadas, resultando no extermínio de muitos animais, o que pode desencadear o crescimento incomum de outras espécies pela falta de predadores, como acontece facilmente com os insetos. Dentro da própria floresta, quando intacta, são identificados três diferentes formações de matas, muito distintas: a Mata de Terra Firme, a Mata de Igapós e a Mata de Várzea. No entanto, também é possível encontrar vegetações não florestais,como a Caatinga Amazônica, Campos de Várzea e Campos de Cerrado, entre outras dentro da área da floresta. A Mata de Terra Firme, nas regiões de florestas longe de rios e que não sofrem alagamento, caracteriza-se por apresentar grandes árvores, com as copas densas, como a castanha-do-pará, o guaraná, o cedro, o pau-rosa, os cipós e as epífitas. Corresponde a 90% da Amazônia. As árvores são de maior porte – podem chegar a 60 metros de altura. A Mata de Igapós tem parte da floresta localizada próxima aos rios, em terras baixas, sempre inundadas; a vegetação apresenta adaptações a alagadiços, o solo é muito ácido e mal arejado. As principais espécies que sobrevivem nessas matas são as vitórias-régias, as bromélias, as orquídeas, os aguapés e as palmeiras. Nesses locais, encontramos árvores com raízes escoras e tabulares, que ajudam na sustentação da planta. A Mata de Várzea, por sua vez, está situada entre as Matas de Terra Firme e a de Igapós, e é inundada periodicamente durante a cheia dos rios, predominando vegetação de porte médio, com cacaueiros, palmeiras, jatobás e a famosa seringueira produtora de borracha, tão marcante no desenvolvimento da região no século passado. O alerta que há muito tempo ecologistas e estudiosos de outras áreas vêm fazendo é sobre a possibilidade de formação de um deserto na região, resultante da destruição da floresta para venda da madeira, e das atividades agropecuárias, que são favorecidas pela abertura de novas estradas. Exemplo de aplicação Descubra onde vive a maior espécie de peixe de água doce, a maior flor e a maior espécie de cobra do mundo, realizando uma pesquisa sobre os biomas existentes no planeta. 4.2.2 Caatinga A Caatinga desenvolve-se em região de clima seco – as chuvas ocorrem somente no inverno e são bastante irregulares (a seca pode durar até nove meses). Estende-se pelo interior dos estados do Maranhão, Piauí, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, Bahia e parte do norte de Minas 80 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Gerais. Os rios da região, geralmente, são intermitentes (secam na época das secas), com exceção do rio São Francisco. O solo é arejado, bastante permeável e considerado fértil, e o plantio depende da ocorrência de chuvas. A vegetação possui árvores esbranquiçadas, sem folhas durante os meses de seca, daí a denominação “caatinga” (= mata branca). Somente na época de inverno é que a paisagem fica verdejante. Existem muitas formas de vegetação na Caatinga, como o Sertão, o Agreste e o Cariri. Porém, de maneira geral, todos possuem vegetação predominantemente constituída por arbustos, temperaturas elevadas e umidade baixa, com chuvas irregulares, que acentuam o problema da região. Os solos são quimicamente férteis, têm boa permeabilidade, são arejados – apesar dos restos de animais e plantas não poderem ser decompostos devido à falta de umidade de microrganismos no solo – e se encontram fragmentos de rochas na superfície. A vegetação da Caatinga é adaptada ao clima seco (cactos são típicos da região e apresentam caules suculentos para armazenamento de água), perde as folhas na época da seca, apresenta raízes desenvolvidas e as folhas são transformadas em espinhos para evitar a perda de água por transpiração. Entre as plantas mais comuns da Caatinga, encontramos barriguda, mandacaru, guipá, xique-xique, catingueira, juazeiro, coroa de frade, mamoeiro e umbuzeiro. A fauna da Caatinga inclui veado catingueiro, gambá, preá, tatupeba, aves como carcará e ararinha-azul, répteis como jiboia, calango e cascavel, anfíbios como o sapo cururu, inúmeras espécies de invertebrados – principalmente insetos – e aves de rapina. 4.2.3 Cerrado É localizado na região central do Brasil, abrangendo os estados de Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Goiás e Tocantins e áreas esparsas dos estados de São Paulo e Paraná. Possui vegetação similar a das Savanas, com árvores baixas e retorcidas, arbustos e campos cobertos de gramíneas. O clima é quente com períodos de chuvas e de secas. O solo é ácido, devido à presença de alumínio, que é tóxico para a vegetação, e pobre em sais minerais. Essas características interferem no tipo de vegetação. A princípio, pensava-se que o desenvolvimento da vegetação do Cerrado era limitado pela escassez de água, mas as plantas não se comportam como adaptadas às condições de seca. A maioria das plantas do Cerrado transpira livremente, sem fechar seus estômatos nas horas mais quentes do dia, mesmo no período de seca pronunciada. A vegetação apresenta raízes profundas, que atingem camadas de solo onde a água não é problema, porque os lençóis freáticos se encontram a uma grande profundidade, e só a camada superficial do solo é que sofre com a seca. Entre as principais espécies de vegetais, estão a sucupira, o ipê do cerrado, a peroba do campo, o jacarandá do campo, o angico e grande quantidade de plantas herbáceas, como o capim-barba-de-bode e o capim-flecha. Dentre as principais espécies animais, destacam-se o tatu, o tamanduá, o veado campeiro, o lobo-guará, a onça pintada, o sagui, as cutias e inúmeras espécies de insetos, incluindo a formiga saúva. As aves são poucas; temos a codorna, o periquito e o pica-pau-do-campo. Os répteis são encontrados nos buracos de tatus, cupinzeiros e sauveiros. O modo de vida subterrâneo da maioria dos animais parece ser adequado para escapar da forte insolação e a procura de alimento costuma ser noturna. 81 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE A queimada é um fator importante atingindo o cerrado. O fogo é anualmente ateado pelo homem com a finalidade de estimular o crescimento da vegetação herbácea para a o pasto. Essa prática favorece a sobrevivência e crescimento do capim sobre os arbustos. Além disso, o fogo produz a liberação de nutrientes minerais a partir dos detritos secos acumulados. Em longo prazo, o fogo pode ser um fator de empobrecimento do solo em relação aos elementos retirados, que são volatilizados na fumaça, ademais, há destruição de animais, artrópodes, ninhos e ovos de aves. 4.2.4 Pampas Os Pampas são localizados, em sua maioria, no Rio Grande do Sul, onde também recebem o nome de Campos e estendem-se até o Uruguai e nordeste da Argentina. Ocupam áreas de planícies, onde predomina a vegetação de gramínea, adaptadas a viver sob insolação, vento, solo seco e baixa pluviosidade. O clima é subtropical, com verão quente e inverno bem frio, e as chuvas são regulares e constantes. Próxima a regiões de rios ou litorâneas, a vegetação é mais desenvolvida, surgindo algumas árvores, tais como o pau-de-leite, a sombra de touro e o salgueiro. A fauna é composta por roedores, raposas do campo, guaraxins etc. 4.2.5 Mata Atlântica Na época da colonização do Brasil, a Mata Atlântica cobria a costa brasileira, desde o Ceará até o Rio Grande do Sul. Todavia, ao longo dos anos, passou pela exploração de portugueses, franceses e holandeses. Atualmente, só restam de 5 a 8% dela. O pau-brasil, árvore que deu o nome ao país, era abundante e hoje é encontrada em pontos isolados ou em museus. É uma típica floresta tropical úmida e quente. É considerada um dos biomas mais ricos em espécies, tanto de animais como vegetais; possui o maior número de espécies endêmicas do mundo e o mais ameaçado de extinção; e é muito semelhante à Floresta Amazônica, tanto na composição como na aparência. A Mata Atlântica se dispõe sobre uma cadeia de montanhas que acompanha o litoral brasileiro e obriga os ventos úmidos que sopram do mar a subirem. Com isso, resfriam e o excesso de vapor de água, que condensa e precipita em forma de nevoeiro e chuva, mantendo o ambiente suficientemente úmido e capaz de suportar a floresta densa. O solo é rico em nutrientes, a quantidade de serapilheira presenteé grande, originando muito húmus, e as raízes são profundas. É uma mata estratificada: o estrato superior é formado pelas copas das árvores, que chegam a atingir quarenta metros de altura. Entre as principais espécies, temos: jequitibá-rosa, pau-brasil, jacarandá e peroba. O segundo estrato é formado por árvores de porte menor, como: ipê, manacá, quaresmeira e palmeira. A parte interna da mata possui uma grande variedade de epífitas e pteridófitas. A fauna é composta por inúmeras espécies, tais como: onça-pintada, jaguatirica, capivara, anta, mico-leão-dourado e aves como o macuco, a arapaia etc. 82 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Exemplo de Aplicação Realize uma sinopse do documentário: MATA Atlântica e os ciclos da vida. Dir. Túlio Schargel e Fernão Lara Mesquita. Brasil: Grita filmes; Bossanova filmes, 2007. 52 minutos. 4.2.6 Mata de Araucárias Típica de clima temperado, a Mata de Araucária é encontrada principalmente nos estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. As chuvas são mais distribuídas ao longo do ano. Distinguem-se duas estações: inverno e verão, claramente definidos pela variação de temperatura. Seu nome está relacionado à espécie de pinheiro (Araucária angustiflolia), vegetação predominante. O tronco do pinheiro chega a um metro de diâmetro com até trinta metros de altura e possui muitas ramificações; os ramos que ficam à sombra são eliminados. Devido ao grande valor de sua madeira, vem sendo impiedosamente dizimado. Ao contrário das florestas, é uma mata aberta, onde a vegetação é semelhante, e o número de espécies tanto vegetais como animais é pequeno. Entre as espécies destacam-se canela, imbuia, erva-mate, cedro e algumas epífitas como as samambaias. Entre os animais, existem alguns roedores, insetos e aves, como a gralha-azul, que se alimenta do pinhão (semente do pinheiro) e é a principal dispersora de semente. 4.2.7 Zona dos Cocais A Zona dos Cocais está localizada nos estados do Rio Grande do Norte, Ceará, Piauí e Maranhão, é considerada uma região de trânsito entre a Floresta Amazônica, a Caatinga e o Cerrado. A vegetação predominante é a de palmeiras, na qual se destaca o babaçu, utilizado na exploração do óleo; existe também a carnaúba, que predomina em terrenos alagados, produtora de cera, e o buriti. É uma vegetação que resiste ao desmatamento, pois se reproduz em pouco tempo. 4.2.8 Pantanal A região do Pantanal situa-se nos estados do Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, estendendo-se pela Bolívia e Paraguai. É um ecossistema muito rico em espécies animais e vegetais. A região está cercada por terras mais elevadas e, em função dessa topografia, muitos rios desembocam no Pantanal e seus escoamentos são lentos, favorecendo a entrada de grande quantidade de nutrientes, o que torna o solo fértil. Os rios da bacia do Paraguai extravasam suas águas de outubro a março, inundando extensas áreas; no resto do ano, o solo permanece enxuto. Há áreas que, mesmo no período seco, permanecem alagadas, formando numerosas lagoas. A flora do Pantanal é muito diversificada, pois apresenta vegetações comuns a outras regiões, como o Cerrado, a Caatinga, a Mata Densa e as Florestas Ciliares, que acompanham as margens dos rios e servem de abrigo para uma grande variedade de espécies de animais e plantas adaptadas à 83 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE água. Nas lagoas e rios, flutuam aguapés, vitórias-régias, plantas submersas e, nas margens, plantas de brejo, como a taboa. A fauna é constituída principalmente por aves: estima-se que o Pantanal possui a maior concentração de aves do continente, e estão entre as espécies encontradas o martim-pescador, o biguatinga, a garça, o pato selvagem, o jaburu, o colhereiro, o gavião carcará, o tuiuiú – que é a ave símbolo do Pantanal – e a ema, encontrada em pequenos bandos. Outros animais completam a fauna, como a ariranha, a onça, o porco-espinho, os jacarés – encontrados em bandos numerosos –, as capivaras, os preás e as pacas, além de peixes como o pintado, o pacu, a traíra e a piranha. 4.2.9 Vegetação litorânea (Dunas, Mangues e Restinga) As Dunas localizam-se logo após os limites atingidos pelas áreas de marés altas, ao longo do litoral. Caracterizam-se por suas areias que mudam de lugar de acordo com a direção do vento, apresentar alto teor salino e possuir flora de pequeno porte (as principais espécies são as gramíneas). A fauna é composta por alguns crustáceos, como caranguejos, e aves, como gaivotas. As Restingas estão presentes em quase toda a costa brasileira. São formações arenosas e resultam da mistura de vários ecossistemas em que vivem espécies de animais e vegetais de continentes, do oceano e da própria Restinga. A vegetação mais próxima à praia é composta de gramíneas e à medida que se afasta da praia, já apresenta arbustos, palmeiras e algumas espécies de cactáceas. A fauna é composta por algumas espécies de répteis, como os lagartos, e muitos invertebrados, principalmente insetos. Os Mangues são ecossistemas encontrados na costa brasileira. Formam-se em locais em que os rios desembocam no mar, havendo encontro de água doce com salgada. Apresentam solo lodoso e salgado, pobre em oxigênio e rico em nutrientes, que são depositados pelas águas dos rios e oceanos. Toda a vegetação dos Mangues está adaptada às áreas alagadas: as árvores possuem raízes do tipo escoras, para sustentar a árvore no solo lodoso, ou apresentam pneumatóforos, raízes respiratórias que emergem do solo. Os manguezais são importantes para a reprodução de inúmeras espécies, como peixes, camarões, ostras, caranguejos e muitas outras espécies. A fauna abriga inúmeras espécies de aves como gaivotas, garças, socos, gaviões e flamingos, alguns répteis e algumas espécies de caranguejos que vivem permanentemente nesses locais. Uma discussão maior sobre os manguezais se encontra em ecossistemas aquáticos, no início do título três deste material. Observação Entre os sistemas ecológicos naturais, temos os ecossistemas terrestres, baseados na integração do solo, clima e vegetação, que determinam os diferentes biomas encontrados, e os ecossistemas aquáticos, baseados em características físicas, como salinidade, movimentação das águas e profundidade. Eles não são classificados como biomas por não possuírem o equivalente à vegetação terrestre. 84 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II Sabendo agora que os biomas climáticos são dependentes da latitude do planeta e que conseguimos reconhecer diferentes biomas dentro do território brasileiro, devido a sua extensão geográfica, podemos perceber o quanto dessas regiões ainda poderíamos conhecer pessoalmente, não é mesmo? No entanto, sabemos que os desequilíbrios provocados ao meio ambiente devido principalmente às ações antrópicas desenfreadas vêm prejudicando a natureza em demasia, o que pode sobremaneira ameaçar a ideia de um dia conhecer um bioma com o qual nunca tivemos contato. E para poder controlar essas agressões ao meio, precisamos conhecer os reais perigos a que todos os seres vivos estão sujeitos. O que você consideraria desequilíbrio ambiental? Vamos discutir um pouco sobre este assunto? 4.3 Desequilíbrios ambientais A dependência dos seres vivos em relação às características do meio ambiente varia muito entre as espécies. Os animais, por exemplo, em seu conjunto, caracterizam-se, antes de tudo, por uma mobilidade muito maior que os vegetais. Essa mobilidade os torna muito menos dependentes das condições ambientais que os vegetais em geral. Eles tanto podem procurar o seu alimento como buscar abrigo ou fugir de seus inimigos, ou ter ainda mais facilidade que os vegetais em encontrar outros organismosda mesma espécie para se reproduzir. Os vegetais, sem dispor dessa mobilidade, dependem, essencialmente, da existência de condições favoráveis à sua vida, no próprio local em que se acham plantados. O ambiente para o vegetal é o local físico, em que ele se encontra fixado, e para o animal, o ambiente, além de mais amplo, é de certa forma mais estável, uma vez que ele pode procurar quase sempre o local que lhe possa oferecer as condições mais favoráveis e mais confortáveis. Para o homem, finalmente, que desenvolveu o mais alto grau dessa capacidade de deslocamento e de construção de abrigos e refúgios, acrescentando a ela uma capacidade exclusiva de condicionar o meio em que vive às suas necessidades, a noção de ambiente tomou um sentido totalmente diferente, atingindo seu mais alto grau de estabilidade. Essa aptidão nos leva ao conceito de ambiente artificial, em oposição ao ambiente natural. Sua capacidade de improvisar é ilimitada e ele a utiliza para modificar o ambiente que o cerca, de modo a torná-lo mais adequado ao seu tipo de vida. Aliás, o próprio “tipo de vida” foi por ele modificado, não tendo mais o sentido natural de satisfação de necessidades fisiológicas básicas. Surgiram, assim, “necessidades ideais”, que se traduzem em conforto, padrões estéticos e satisfação de aptidões intelectuais resultantes da atividade mental, que lhe são peculiares e exclusivas. O homem não se acha necessariamente filiado a qualquer tipo de ecossistema. Essa independência deriva da capacidade, por ele desenvolvida, de utilizar em seu benefício várias fontes físicas ou químicas de energia. Essa capacidade lhe permite obter alimentos (energia) a partir de qualquer tipo de ecossistema, capturar presas em qualquer ambiente, transformar moléculas orgânicas (ou mesmo inorgânicas) em produtos de mais fácil assimilação ou, ainda, reduzir gastos fisiológicos de energia através da mecanização do seu trabalho e aquecimento do ambiente em que vive. 85 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 FUNDAMENTOS DE ECOLOGIA: ECOSSISTEMA E BIODIVERSIDADE O risco de completo desequilíbrio dos ecossistemas terrestres existe, pois, como consequência da independência energética do ser humano: quanto maior for a facilidade de utilização direta de uma fonte de energia disponível, menor será sua fonte de reposição, o sistema de autocontrole natural é menor e a estabilidade do sistema se torna mais vulnerável a perturbações, levando à falha de seu equilíbrio. O homem provoca amplas modificações de seu ambiente ecológico, provavelmente desde que começou a utilizar o fogo. A queima das matas para o plantio e a devastação de florestas para obtenção de combustível deram origem aos primeiros desertos e problemas de erosão. A agropecuária intensiva em certas regiões levou ao esgotamento dos nutrientes minerais da terra e à sua consequente esterilização, e em muitos casos à compactação do solo pelo pisoteio do gado. Existem grandes diferenças entre outras comunidades e as sociedades humanas. Na espécie humana, não existem castas biologicamente diferenciadas, todos os elementos da comunidade são potencialmente iguais e a divisão de trabalho é feita por uma solução resultante, em parte de hábito ou treinamento, em parte de tendências voluntárias, aptidões mentais e pressões sociais. Aliás, a diferenciação morfológica teria pouco sentido, uma vez que o homem emprega instrumentos em substituição a órgãos naturais para realização de seu trabalho. O homem, apesar de viver em sociedade, mantém um grau de individualidade que não é encontrado em nenhum outro ser vivo. A existência de uma atividade mental ou consciente dá a cada membro dessa sociedade uma personalidade, o que implica um alto nível de originalidade, termo que não se aplica aos demais seres vivos. Evidentemente, a ausência de originalidade permite, por exemplo, à colônia de insetos, uma rigidez de estrutura, um automatismo em suas atividades muito maior do que poderia existir em qualquer sociedade humana. Todos os seres vivos necessitam do meio ambiente para sua sobrevivência; respiramos o mesmo ar, essa matéria gasosa que circunda o globo terrestre, constituinte da atmosfera, formado por uma mistura de vários elementos e compostos distintos, e, embora historicamente a sua composição tenha sofrido um processo de evolução, pode-se considerar que, para fins práticos, a sua composição não varia, pelo menos com relação aos seus componentes principais. Do ponto de vista ecológico, os dois componentes mais importantes do ar são o oxigênio e o gás carbônico. O nitrogênio é, naturalmente, de importância primordial, como elemento da biomassa dos seres vivos, porém, a sua ocorrência na atmosfera é tão grande que as preocupações com a sua reciclagem são secundárias, muito embora a grande demanda de fertilizantes sintéticos venha acumulando consideravelmente a quantidade de nitrogênio que é fixada diretamente no ar por processos industriais. O gás carbônico é, essencialmente, originado de calcinações (tais como as que se realizam durante a atividade vulcânica, a partir de carbonatos) e combustões, merecendo especial destaque, nesse caso, todo o processo de respiração. Por essa razão, nos locais de intensa atividade biológica, como junto aos solos cobertos por espessa vegetação ou sobre terrenos pantanosos, rico em matéria orgânica em decomposição, o ar representa maior concentração de gás carbônico. A combustão, naturalmente, substitui o processo normal de decomposição ou de respiração orgânica, produz energia em forma de calor com consumo de oxigênio e combustível com a liberação de gás carbônico. A própria queima do álcool vem contemplar um processo de reciclagem já iniciado por 86 GA M B - Re vi sã o: M ar ia na /C ris tin a - Di ag ra m aç ão : F ab io - 1 5/ 05 /2 01 4 Unidade II uma atividade de respiração anaeróbica, que é a fermentação do açúcar, no qual não houve consumo de oxigênio e com pequena liberação de gás carbônico. Porém, na escala em que tais combustões são realizadas pelo homem, essa fase de reciclagem (a decomposição) torna-se muito mais rápida que a fase oposta (de síntese). Reservas fósseis de matéria orgânica que foram acumuladas durante centenas de milhões de anos estão sendo extintas em pouco mais de um século. Além disso, a devastação das florestas para queima da madeira bem como outras utilizações e a poluição das águas podem vir a comprometer as fontes de oxigênio que permitiram sua reposição. Os principais poluentes do ar podem ser classificados quanto à sua origem, como poluentes primários, aqueles emitidos diretamente pelas fontes, ou poluentes secundários, formados na atmosfera por interações químicas entre os poluentes primários e constituintes normais da atmosfera; podem ser divididos quanto à sua natureza química, como compostos sulfurosos, compostos nitrogenados, compostos orgânicos, óxidos de carbono, halógenos, matéria particulada e compostos radioativos. A inalação de dióxido de enxofre (SO2), que é um dos mais frequentes contaminantes atmosféricos, mesmo em concentrações muito baixas, provoca espasmos passageiros dos músculos lisos dos brônquios pulmonares e, aumentando-se progressivamente essas concentrações, observa-se aumento da secreção mucosa nas vias respiratórias superiores e depois inflamações graves nas mucosas. Todos esses sintomas são agravados quando o ar é frio. Ocorre redução do movimento ciliar no trato respiratório, cuja função é eliminar o excesso de muco e partículas estranhas. Todos esses efeitos atuam de maneira prejudicial à respiração e à função dos pulmões. A exposição contínua dos seres humanos a esse gás desenvolve uma resistência moderada. Em alguns casos, pode ocorrer o contrário: a presença constante do gás provoca aumento de sensibilidade, como uma reação alérgica. Em certas condições, o SO2 pode se transformar em óxido sulfúrico (SO 3)
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