Introdução à Ecologia: Níveis de Organização e Interdependência

Prévia do material em texto

ECOLOGIA
Ronei Tiago Stein
Introdução à ecologia
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Reconhecer a área de estudo da ecologia.
 � Caracterizar os níveis de organização biológica na escala de abran-
gência da ecologia.
 � Relacionar a área de ecologia com acontecimentos atuais.
Introdução
A ecologia é a parte da biologia que aborda as relações estabelecidas entre 
os seres vivos e o meio ambiente em que vivem. Neste texto, você vai ver a 
área de estudo da ecologia e como ela se relaciona com o nosso dia a dia. 
Também verá, de forma detalhada, seus níveis de organização biológica.
Ecologia — definições gerais 
A ecologia é a ciência que procura entender os organismos e suas relações 
com o meio ambiente, as populações, as comunidades, os ecossistemas e a 
biosfera (LOPES, 2006). As raízes da ecologia levam aos estudos ligados 
à história natural, algo que, em essência, é tão antigo quanto o homem. Os 
egípcios e os babilônios, por exemplo, já aplicavam métodos ecológicos para 
combater as pragas que assolavam suas culturas de cereais no vale do rio Nilo 
e na Mesopotâmia (PINTO-COELHO, 2007). 
A palavra ecologia foi criada há mais de 100 anos pelo biólogo e naturalista 
alemão Ernst Heinrich Haeckel (1834-1919), que uniu dois termos gregos: 
oikos, que significa “casa”, e logos, que significa “estudo”. Logo, a ecologia 
é a ciência que estuda as “casas naturais”, ou seja, os diversos ambientes da 
natureza, incluindo as relações dos seres vivos entre si e com o ambiente.
Mesmo sendo um campo da ciência distinto e reconhecido desde os anos 
1900, aproximadamente, foi somente nas últimas décadas que a ecologia se 
tornou parte do vocabulário geral da população mundial. Ela se popularizou 
muito devido à crescente preocupação com questões relacionadas ao meio 
ambiente; após o homem ir ao espaço e tirar as primeiras fotografias da Terra, 
ele teve a real noção do tamanho do nosso planeta e de quão solitário e frágil 
ele é, pairando no espaço (Figura 1). Principalmente após a década de 1970, 
houve uma maior preocupação com questões como poluição, áreas naturais, 
crescimento populacional, consumo de alimentos e energia e diversidade 
biótica (ODUM; BARRETT, 2015).
Figura 1. A exploração espacial dos anos 1960 e 1970 impulsionou também os estudos 
da ecologia.
Fonte: BEST-BACKGROUNDS/Shutterstock.com.
Atualmente, a ecologia é uma das ciências de maior interesse público e 
científico, e seu estudo é fundamental para a preservação do meio ambiente 
e de todos os organismos vivos. Para a área da ecologia, o meio ambiente é 
Introdução à ecologia2
o panorama animado ou inanimado onde se desenvolve a vida de um orga-
nismo. No meio ambiente, existem vários fatores externos que influenciam 
os organismos. A ecologia tem como objeto de estudo as relações entre os 
organismos e o ambiente envolvente.
É importante não confundir os termos meio ambiente e ecologia. O meio 
ambiente é um conjunto de unidades ecológicas que funcionam como um 
sistema natural, e inclui toda a vegetação, animais, microrganismos, solo, 
rochas, atmosfera e fenômenos naturais que podem ocorrer em seus limites. 
Também compreende recursos e fenômenos físicos, como, por exemplo, ar, 
água e clima, assim como energia, radiação, descarga elétrica e magnetismo. 
De acordo com Pinto-Coelho (2007), os enfoques da ecologia moderna 
são dois:
 � Enfoque descritivo (história natural): consiste em levantamentos 
da fauna e da flora. 
 � Enfoque experimental: baseia-se em testes de hipóteses por meio de 
uma abordagem experimental, que pode conter experimentos tanto de 
laboratório quanto conduzidos no campo. 
A questão central em ecologia é determinar as causas da distribuição e da 
abundância de organismos. Isso pode ser avaliado em nível da comunidade 
e em nível das populações, por isso, a ecologia pode também ser dividida 
segundo seu objeto central de estudo:
 � Autoecologia: ecologia de populações. 
 � Sinecologia: ecologia de comunidades.
Por razões históricas e metodológicas, bem como por limitação de co-
nhecimentos, o estudo ecológico esteve inicialmente restrito ao estudo de 
associações de plantas ou de animais, como segue:
 � Ecologia vegetal: apresenta o problema da restrição a apenas um nível 
trófico. 
 � Ecologia animal: neste caso, os produtores autótrofos não são 
considerados.
3Introdução à ecologia
Interações ecológicas
A ecologia estuda os processos, as dinâmicas e as interações entre todos os 
seres vivos de um ecossistema. As interações ecológicas são caracterizadas 
pelo benefício de todos os seres vivos (harmônicas) ou pelo prejuízo de um 
deles (desarmônicas), e podem ocorrer entre seres da mesma espécie (intra-
específicas) ou espécies diferentes (interespecíficas).
 � Relações intraespecíficas harmônicas: sociedade (organização de 
indivíduos da mesma espécie) e colônia (agrupamento de indivíduos 
da mesma espécie com graus de dependência entre si).
 � Relações intraespecíficas desarmônicas: canibalismo e competições 
intra e interespecíficas (seleção natural). São relações entre espécies 
iguais, porém há um prejuízo para pelo menos um dos lados.
 � Relações interespecíficas harmônicas: mutualismo (ou simbiose), 
protocooperação, inquilinismo (ou epibiose) e comensalismo.
 � Relações interespecíficas desarmônicas: amensalismo (ou anti-
biose), herbivorismo, predatismo, parasitismo e esclavagismo intra e 
interespecífico.
Os elementos que compõem os ecossistemas estão intimamente relacio-
nados entre si, de modo que um interfere nas propriedades do outro e cada 
um é necessário para a manutenção da vida na Terra. Os ecossistemas são, 
portanto, unidades funcionais básicas em que os componentes bióticos e 
abióticos interagem e estão inseparavelmente relacionados (LOPES, 2006). 
Cada espécie pertence a um determinando ecossistema, fazendo parte de 
uma biocenose ou de uma comunidade, e pode sofrer efeitos distintos, como:
 � Fatores bióticos: interação entre os seres vivos (predação, cadeia 
alimentar, entre outros).
 � Fatores abióticos: interação com o solo, a água, o ar, entre outros.
Introdução à ecologia4
O Brasil é conhecido mundialmente por suas belezas naturais, sendo o país mais rico 
em número de espécies de seres vivos do mundo. Além da beleza de suas praias, 
rios e mares, ele detém a parte mais extensa da maior planície inundável do mundo, 
o Pantanal, e da maior floresta úmida do mundo, a Floresta Amazônica (BARSANO; 
BARBOSA, 2013).
Níveis de organização biológica
A ecologia busca compreender a importância de cada espécie na natureza e 
a necessidade de preservar os vários ambientes naturais que a Terra abriga. 
Barsano e Barbosa (2013) descrevem que não são apenas a fauna e a flora 
que merecem cuidados: há outros fatores que também devem ser observados 
visando ao equilíbrio da natureza, entre eles o espaço físico, a temperatura e 
a localização. O termo biodiversidade (ou diversidade biológica) refere-se 
à riqueza e à variedade de plantas e animais que são encontrados nos mais 
diferentes ambientes. As plantas, os animais e os microrganismos fornecem 
alimentos, remédios e boa parte da matéria-prima industrial consumida pelo 
ser humano.
Para melhor compreensão do mundo vivo, a biologia, a ecologia e muitas 
outras áreas utilizam níveis de organização biológica em seus estudos. As 
estruturas biológicas organizam-se hierarquicamente desde o nível de or-
ganização mais baixo até ao nível de organização mais elevado, ou seja, da 
célula até a biosfera. Os níveis mais elevados (acima do nível “população”) 
são frequentemente referidos como organização ecológica.
De acordo com Begon (2007), Townsend, Begon e Harper (2010), Cain, 
Bowman e Hacker (2011) e Nicolau (2017), cada nível de organização biológica 
é composto, principalmente, pelas unidades estruturais do nível organizacional 
imediatamente inferior, somado a um aumento da complexidade organizacional. 
Um conceito básico associadoà organização biológica é o da emergência, 
ou surgimento, de caraterísticas e funções novas nos níveis organizacionais 
sucessivamente mais elevados, não presentes nos níveis de organização mais 
baixos. Isso significa que, na hierarquia, os níveis sucessivamente mais ele-
vados apresentam caraterísticas e funções novas, que resultam do respectivo 
5Introdução à ecologia
aumento de complexidade. Assim, teoricamente, uma alteração na organização 
da estrutura biológica de um nível inferior acarreta alterações na organização 
das estruturas biológicas superiores — por exemplo, alterações na estrutura 
de um átomo conduzem, ou podem conduzir, a alterações na organização 
biológica de níveis superiores, indo da célula para o organismo até a biosfera.
Os níveis de organização biológica são uma das melhores formas de deli-
mitar a ecologia moderna, segundo Odum e Barrett (2015). Veja uma repre-
sentação dos níveis de organização na Figura 2.
Figura 2. Hierarquia dos níveis de organização biológica. 
Fonte: Adaptada de Odum e Barrett (2015).
Evolução Diversidade
IntegraçãoBiosfera
Bioma
Paisagem
Ecossistema
Comunidade
População
Organismo
Sistema de órgãos
Órgão
Tecido
Célula
Desenvolvimento
Regulação
Os níveis de organização biológica iniciam pela célula, a qual é definida 
como a unidade básica, estrutural e funcional da vida. Ela é a menor unidade 
dos níveis de organização biológica que se classifica como ser vivo. Alguns 
Introdução à ecologia6
seres vivos são constituídos por uma única célula (seres unicelulares como 
bactérias, fungos, algas, entre outros), e outros são constituídos por conjuntos 
de células (seres multicelulares, como animais, plantas e o homem), conforme 
ressalta Nicolau (2017).
Os tecidos são formados pela união de células especializadas. Eles estão 
presentes em apenas alguns organismos multicelulares, como as plantas e os 
animais. Quando organizados e juntos, os tecidos formam os órgãos, que são 
formados por vários tipos de tecidos — por exemplo, o coração é formado por 
tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso (nervos). Já os sistemas, por sua 
vez, são formados pela união de vários órgãos que trabalham em conjunto 
para desempenhar determinada função corporal — por exemplo, o sistema 
digestivo, que é formado por vários órgãos como boca, estômago, intestinos, 
entre outros. 
O conjunto de órgãos que constituem um ser vivo é denominado organismo. 
As características principais dos organismos são a capacidade de extrair energia 
a partir de nutrientes, de se adaptar às mudanças ambientais e de se reproduzir. 
A ecologia se preocupa de forma ampla, mas não total, com os níveis de 
sistema além do organismo. O termo população, originalmente cunhado 
para um grupo de pessoas, foi ampliado para incluir grupos de indivíduos 
de qualquer tipo de organismo. A população corresponde ao conjunto de 
indivíduos de uma mesma espécie que ocorrem juntos em uma mesma 
área geográfica no mesmo intervalo de tempo (LOPES, 2006; ODUM; 
BARRETT, 2015).
Já a comunidade (também denominada biocenose ou biota), inclui todas 
as populações que ocupam uma certa área. Sobre a comunidade atuam vários 
fatores físicos, químicos e geológicos do ambiente, como a luz, a umidade, a 
temperatura, os nutrientes, o solo e a água. Esses são os componentes abióticos, 
enquanto que os seres vivos são os componentes bióticos.
A comunidade e o ambiente não vivo (abiótico) funcionam juntos, que eles 
correspondem ao ecossistema — também denominado biocenose ou biogeo-
cenose em algumas bibliografias. Em relação à paisagem, ela se refere à área 
heterogênea composta de um agregado de ecossistemas em integração, que se 
repetem de maneira similar por toda a sua extensão. Uma bacia hidrográfica 
é um bom exemplo de unidade de paisagem, porque geralmente tem limites 
naturais identificáveis. 
7Introdução à ecologia
A bacia hidrográfica, de acordo com Brandão (2006), é uma região sobre a terra, na 
qual o escoamento superficial, em qualquer ponto, converge para um único ponto 
fixo. É a área abastecida por meio das águas das chuvas, das montanhas, subterrâneas 
ou de outros rios, as quais escoam em direção a um determinado curso d´água, 
abastecendo-o. Veja um exemplo na Figura 3.
Figura 3. Esquematização de uma bacia hidrográfica.
Fonte: Crystal Eye Studio/Shuttestock.com.
O bioma designa uma área geográfica onde são encontradas flora, fauna e 
condições climáticas especificas. Em outras palavras, biomas são um conjunto 
de vida vegetal e animal, constituído pelo agrupamento de tipos de vegetação 
contíguos e que podem ser identificados em nível regional, com condições 
de geologia e clima semelhantes e que, historicamente, sofreram os mesmos 
processos de formação da paisagem, resultando em uma diversidade de flora 
e fauna própria.
Introdução à ecologia8
No Brasil há seis tipos de biomas continentais: Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata 
Atlântica, Pantanal e Pampa. Além disso, há também um bioma marinho ou aquático. 
Juntos, os biomas da Amazônia e da Mata Atlântica ocupam 100% de oito estados 
brasileiros, mas, devido ao desmatamento, atualmente a Mata Atlântica corresponde 
a 7% de sua área original. Já o bioma da Amazônia e do Pantanal ocupam juntos mais 
de metade do Brasil.
A biosfera se refere ao conjunto de todos os ecossistemas da Terra, ou seja, 
a camada da Terra que contém seres vivos. Parcelas da biosfera de diferentes 
tamanhos podem ser consideradas ecossistemas, desde que haja intercâmbio 
de matéria e de energia entre os elementos abióticos e bióticos. Dessa forma, 
pode-se considerar ecossistema uma pequena lagoa ou um oceano inteiro. 
A biosfera toda pode ser vista como um grande ecossistema. Embora a 
distribuição dos organismos no planeta não seja homogênea, pois depende de 
fatores abióticos que variam de região para região, em linhas gerais, os limites 
da biosfera podem ser definidos com base nos regimes extremos de ocorrência 
de seres vivos: cerca de 7 mil metros de altitude, onde voam algumas aves 
migratórias, e por volta de 11 mil metros de profundidade nos oceanos, onde 
se encontram bactérias e alguns animais (LOPES, 2006).
Ecologia e acontecimentos atuais
Até o início do século XIX, o crescimento da população mundial foi relativa-
mente lento, resultado do equilíbrio que existia entre as taxas de natalidade 
e de mortalidade, pois ambas se apresentavam bastante lentas. Isso acontecia 
porque era muito comum a ocorrência de grandes catástrofes sociais, como 
fome e pestes, que ocasionavam a morte de um grande número de pessoas. 
Porém, o relativo equilíbrio entre as taxas de natalidade e mortalidade foi 
rompido (primeiro nos países desenvolvidos e posteriormente nos países 
subdesenvolvidos) no final do século XIX, principalmente devido ao resul-
tado das transformações provocadas pela industrialização e pelo avanço da 
medicina (ALMEIDA, 2007).
9Introdução à ecologia
Esses benefícios para o homem vêm resultando em uma série de malefícios 
para o meio ambiente. Entre eles, a geração de resíduos sólidos, a poluição 
(da água, do solo e da atmosfera), o aumento do efeito estufa, o aquecimento 
global, as mudanças climáticas, entre outras. Além desses fatores já interferem 
no meio ambiente, o homem ainda faz uso da caça, pesca, desmatamento e 
queimadas para beneficiamento próprio, o que coloca uma enorme lista de 
animais e plantas em risco de extinção. 
O estudo da ecologia ganhou importância no cenário mundial atual em grande 
parte pelas ameaças destrutivas do homem à biosfera. Ecossistemas inteiros estão 
sendo ameaçados pelas mais diversas atividades humanas, muitas vezes de forma 
pouco racional.
Gases de efeito estufa
Embora o clima tenha sempre variado de modo natural, pesquisas e simulações 
sofisticadas vêm sinalizando um processo gradual de aumento das temperaturas 
médias. Somando-se ao processo natural, as atividades do homem, também 
denominadas atividades antrópicas, estão contribuindo para a produção de 
gases deefeito estufa, acentuando a concentração desses gases na atmosfera 
e, consequentemente, ampliando a capacidade de absorção de energia que 
naturalmente já possuem. 
As emissões antrópicas de dióxido de carbono, o gás que mais contribui 
para a intensificação do efeito estufa “antrópico”, decorrem principalmente da 
queima de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás natural (Figura 
4), e de processos de modificação do uso do solo (desmatamento e queimadas), 
conforme menciona Almeida (2007).
Introdução à ecologia10
Figura 4. Exemplo de emissão antrópica de dióxido de carbono.
Fonte: Toa55/Shuttestock.com.
Poluição
Poluição é qualquer degradação das condições ambientais do habitat de uma 
coletividade humana. Abiko e Moraes (2009) descrevem que os principais 
tipos de poluição são: 
 � poluição do solo;
 � poluição do ar;
 � poluição da água;
 � poluição acústica;
 � poluição visual.
Esses tipos de poluição dificilmente ocorrem de forma isolada, em geral 
ocorrendo conjuntamente, com várias relações de interdependência entre eles. 
Os autores exemplificam essa interdependência da seguinte maneira: a dispo-
sição inadequada de lixo em terrenos baldios pode causar, simultaneamente, 
a poluição do solo, da água, — por meio do líquido gerado pelo resíduo, que 
percola pelas camadas do solo, podendo atingir o lençol freático —, do ar — 
por meio da queima do lixo ou dos gases gerados na sua decomposição — e 
poluição visual, pelo aspecto desagradável dos resíduos.
11Introdução à ecologia
Queimadas e desmatamento
As queimadas e o desmatamento ilegais são outros vilões que ocasionam em 
uma enorme perda de biodiversidade. Eles respondem por mais de 75% das 
emissões de gás carbônico, sendo responsáveis por colocar o Brasil entre os 
dez maiores emissores de gases de efeito estufa. As queimadas, mesmo sendo 
irregulares, são comuns no país, para a renovação de pastagens e o preparo 
de novas áreas para agropecuária. Veja um exemplo na Figura 5.
Figura 5. Desmatamento e queimadas geram uma enorme perda de biodiversidade.
Fonte: Adaptada de Fedorov Oleksiy e Vladimir Melnikov/Shuttestock.com.
O desmatamento ocorre em todo o planeta. Para você ter uma ideia da 
situação, há 10 mil anos, 55% do planeta Terra era coberto por florestas. 
Isso equivale a cerca de 70 milhões de quilômetros quadrados; entretanto, 
restam atualmente apenas 20 milhões de quilômetros quadrados de florestas. 
A situação mais grave é a da Mata Atlântica, que já tem cerca de 93% da sua 
cobertura original desmatada. Além disso, cerca de 30% do Cerrado e 15% da 
Floresta Amazônica estão irremediavelmente perdidos (SITUAÇÃO..., [2013?]).
As florestas tropicais são as que mais sofrem na questão do desmatamento, 
pois são o alvo predileto das queimadas e também da extração de madeira. 
Um dado alarmante é que entre 1960 e 1990 cerca de 1/5 das matas tropicais 
foi destruído, uma velocidade realmente assustadora (SITUAÇÃO..., [2013?]). 
Introdução à ecologia12
Outro grande problema ambiental que o país vem sofrendo é o tráfico de animais 
silvestres, um dos principais comércios ilegais do mundo, perdendo apenas para as 
drogas e as armas. Somente no Brasil, são 38 milhões de animais silvestres retirados de 
seus ecossistemas todo ano para abastecer o mercado negro (SITE..., 2016).
Todos esses problemas ambientais são responsáveis por uma enorme perda 
de biodiversidade. Somente no Brasil, no final de 2016, tínhamos 3.286 espé-
cies ameaçadas de fauna e flora, das quais 698 eram de espécies de animais 
terrestres e, dessas, 165 estavam na categoria “criticamente em perigo”, a 
mais grave de todas, com altíssimo risco de extinção. Isso representa cerca 
de 27% de todas as espécies analisadas. Além disso, tínhamos 475 espécies 
ameaçadas de animais aquáticos e marinhos (153 delas “criticamente em 
perigo”) e 2.113 espécies ameaçadas de plantas (467 delas “criticamente em 
perigo”), conforme o WWF (2016). A missão dos ambientalistas é estudar 
e compreender as consequências que a poluição e a perda de espécies pode 
ocasionar no planeta Terra.
13Introdução à ecologia
ABIKO, A.; MORAES, O. B. Desenvolvimento urbano sustentável: texto técnico. São 
Paulo: Escola Politécnica da USP, Departamento de Engenharia de Construção Civil, 
2009. Disponível em: <http://www.pcc.usp.br/files/text/publications/TT_00029.pdf>. 
Acesso em: 19 jun. 2018.
ALMEIDA, D. H. C. Mudanças climáticas: premissas e situação futura. São Paulo: LCTE, 
2007.
BARSANO, P. R.; BARBOSA, R. P. Meio ambiente: guia prático e didático. 2. ed. São 
Paulo: Érica, 2013.
BEGON, M. Ecologia: de indivíduos a ecossistemas. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
BRANDÃO, V. S. et al. Infiltração da água no solo. 3. ed. Viçosa, MG: UFV, 2006.
CAIN, M. L.; BOWMAN, W. D.; HACKER, S. D. Ecologia. Porto Alegre: Artmed, 2011.
LOPES, S. Bio. São Paulo: Saraiva, 2006. v. 3.
NICOLAU, P. B. Organização biológica. Portugal: Universidade Aberta, 2017. Disponível 
em: <https://repositorioaberto.uab.pt/bitstream/10400.2/6134/1/texto_apoio_2_
Organiza%C3%A7%C3%A3o%20biologica.pdf>. Acessado em: 19 jun. 2018.
ODUM, E. P.; BARRETT, W. G. Fundamentos de ecologia. São Paulo: Cengage Learning, 
2015. 
PINTO-COELHO, R. M. Fundamentos em ecologia. Porto Alegre: Artmed, 2007. 
SITE traz informações sobre o tráfico de animais silvestres. Jornal da USP, São Paulo, 
17 jun. 2016. Disponível em: <http://jornal.usp.br/atualidades/site-traz-informacoes- 
sobre-o-trafico-de-animais-silvestres/>. Acesso em: 19 jun. 2018.
SITUAÇÃO atual do desmatamento no Brasil. [2013?]. Disponível em: <http://meio-
ambiente.culturamix.com/natureza/situacao-atual-do-desmatamento-no-brasil>. 
Acesso em: 19 jun. 2018.
TOWNSEND, C. R.; BEGON, M.; HARPER, J. L. Fundamentos em ecologia. 3. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2011.
WWF. Uma ameaça para a fauna e para a flora do Brasil. 2016. Disponível em: <https://
www.wwf.org.br/informacoes/noticias_meio_ambiente_e_natureza/?50743/Uma- 
ameaa-para-a-fauna-e-a-flora-do-brasil>. Acesso em: 19 jun. 2018.
Leituras recomendadas
BARSANO, P. R.; BARBOSA, R. P.; VIANA, V. J. Poluição ambiental e saúde pública. São 
Paulo: Érica, 2014.
GUREVITCH, J.; SCHEINER, S. M.; FOX, G. A. Ecologia vegetal. 2. ed. Porto Alegre: Art-
med, 2009. 
SADAVA, D. et al. Vida: a ciência da biologia: plantas e animais. Porto Alegre: Artmed, 
2009. v. 3.
14Introdução à ecologia