FLUXO DE ENERGIA e NIVEIS TROFICOS

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ECOLOGIA BÁSICA E CONSERVACIONISMO | Fluxo de energia e níveis tróficos 
Fluxo de energia e Níveis tróficos 
Fluxo de energia 
TRANSFERÊNCIA DE MATÉRIA E ENERGIA EM UM ECOSSISTEMA: 
O Sol é considerado a fonte básica de energia para a manutenção da vida na Terra. As 
plantas obtêm a energia dele através de reações químicas e a armazenam na forma de ligações 
químicas. Os vegetais, por meio da fotossíntese, absorvem energia solar e gás carbônico da 
atmosfera através de folhas, raízes, água e sais minerais do solo; então, eles produzem matéria 
orgânica e liberam gás oxigênio. Por esse motivo, as plantas são denominadas organismos 
autotróficos. Observe a figura a seguir que sintetiza essa explicação! 
Figura: Utilização da luz solar pelas plantas para realização da fotossíntese. 
A luz solar é utilizada como fonte de energia pelas plantas através do processo de 
fotossíntese, e a absorção e água, sais minerais e dióxido de carbono possibilita a 
produção de matéria orgânica. 
 
Os organismos autotróficos podem servir de alimento para algumas espécies animais, uma 
vez que estes não conseguem produzir o próprio alimento e, por isso, são classificados como 
organismos heterotróficos. Assim, a matéria e a energia dos organismos autotróficos são 
transferidas para os seres vivos heterotróficos dentro do ecossistema. 
 
 
 
 
 
 
ECOLOGIA BÁSICA E CONSERVACIONISMO | Fluxo de energia e níveis tróficos 
 
 
Figura: Transferência de energia e 
matéria pelos produtores. A matéria 
orgânica produzida pelos organismos 
heterotróficos, que não são capazes de 
produzir sua própria energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CADEIAS ALIMENTARES 
Como já visto anteriormente, a cadeia alimentar representa as relações alimentares entre os 
seres vivos que constituem uma biota, em que se realiza o fluxo contínuo de energia e matéria entre 
eles. Ela sempre se inicia com os seres vivos produtores e termina com os decompositores, que 
promovem a absorção final de nutrientes e energia entre os seres vivos. A cadeia alimentar se 
traduz por meio das relações alimentares entre os diferentes seres vivos. 
Os componentes da cadeia alimentar são os produtores, os consumidores e os 
decompositores, estando cada um deles em um nível trófico distinto. Observe a ilustração abaixo 
que exemplifica uma cadeia alimentar. 
Figura: Cadeia alimentar. Na cadeia alimentar terrestre ocorre a 
transferência de matéria orgânica a partir dos organismos autotróficos, que depois 
será utilizada por diferentes organismos heterotróficos. 
 
Em função da diversidade de seres vivos que habitam o planeta Terra, cada um deles pode 
fazer parte de mais de uma cadeia alimentar, muitas vezes, ocupando posições distintas e 
diferentes, conforme a fonte de matéria orgânica adquirida. O conjunto constituído pelos seres vivos 
autotróficos (plantas) e heterotróficos (gafanhoto, sapo, cobra) forma o nível alimentar ou nível 
trófico. 
 
 
 
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TEIAS ALIMENTARES 
Os mesmos seres vivos podem integrar mais de uma cadeia alimentar, fazendo com que as 
cadeias não sejam isoladas e formando redes ou teias alimentares. Assim, a teia alimentar 
corresponde a um conjunto de cadeias alimentares interligadas, representando as relações entre 
os diferentes organismos que constituem um ecossistema. Como exemplo, observe, atentamente, 
o esquema a seguir 
Figura: Teia alimentar. Na teia alimentar existem mais de um organismo 
autotrófico (carvalho, erva) que transfere energia e matéria para os consumidores 
primários (escaravelho, esquilo, coelho, rato do campo), depois, esta matéria é 
transferida para os consumidores secundários (pica-pau, águia, raposa, coruja). 
 
CIRCULAÇÃO DA MATÉRIA: 
A matéria circula ao longo das cadeias alimentares dentro do ecossistema. Estas têm início 
a partir dos organismos produtores que, com a energia solar e fotossíntese, têm a capacidade de 
transformar a matéria mineral em matéria orgânica. A matéria orgânica, por sua vez, passa dos 
produtores para os consumidores quando estes se alimentam de organismos produtores. 
Quando os produtores e consumidores morrem, a matéria orgânica deles é utilizada pelos 
organismos decompositores, que vão transformar a matéria orgânica em matéria mineral através 
da decomposição. 
Essa matéria mineral agora passa a fazer parte do solo/ambiente e será utilizada pelos 
organismos produtores para sintetizarem novamente matéria orgânica, reiniciando o ciclo da 
matéria. Vamos ver um exemplo disso? Observe este esquema 
Figura: Ciclo da matéria de um ecossistema. Em um ecossistema, a cadeia 
alimentar é fundamental para que a matéria circule na forma orgânica e depois seja 
transformada pelo Sol e, por meio da fotossíntese, produzem matéria orgânica, que é 
utilizada pelos organismos consumidores. Estes, ao morrerem, sofrem ação dos 
organismos decompositores, que transformam a matéria orgânica em inorgânica, que 
é incorporada ao solo, que depois é utilizada pelos organismos produtores. 
 
 
 
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FLUXO DE ENERGIA: 
Diferentemente do fluxo da matéria em uma cadeia alimentar de um determinado 
ecossistema, o fluxo de energia segue um caminho unidirecional, uma vez que a energia gasta ou 
perdida não é reaproveitada. 
A energia que inicialmente entra no ecossistema é a energia solar, que vai ser transformada 
em energia química pelos organismos produtores, ou autotróficos. Os organismos autotróficos, ao 
serem utilizados como alimento pelos animais consumidores (herbívoros), transferem a energia 
disponível; e essa energia será passada dos animais consumidores primários (herbívoros) aos 
consumidores secundários (carnívoros) quando forem utilizados como fonte de alimento. 
Além deste fluxo unidirecional, existem gastos e perdas de energia em todos os níveis das 
cadeias alimentares por meio da manutenção de funções vitais (respiração) e também perdas de 
energia pelos organismos heterotróficos através da dissipação de calor e das excreções corpóreas 
naturais. Como exemplo, veja a ilustração abaixo. 
Figura: Fluxo de energia dentro de uma cadeia alimentar. Em uma cadeia 
alimentar o fluxo de energia é unidirecional, partindo dos organismos produtores (plantas), 
este fluxo passa pelos consumidores primários (minhoca), depois pelos consumidores 
secundários (aves) e, finalmente pelos consumidores terciários (gatos). Durante a cadeia 
alimentar, parte da energia é perdida ou gasta pelos organismos consumidores. 
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PIRÂMIDES ECOLÓGICAS 
 Ao longo de uma cadeia alimentar em um determinado ecossistema, ocorrem transferências, 
consumos, gastos e perdas de matéria e energia à medida que se sucedem os diferentes níveis 
tróficos. Isso faz com que o número de organismos diminua conforme o nível trófico aumente. Para 
ilustrar esse processo, são utilizadas as pirâmides ecológicas, que representam graficamente as 
variações de número, massa e energia que são transferidos ao longo da cadeia alimentar nos 
diferentes ecossistemas, apresentando as relações que ocorrem entre os diferentes níveis tróficos 
em termos quantitativos. Em uma pirâmide ecológica, cada degrau representa um diferente nível 
trófico. 
As pirâmides ecológicas podem ser representativas de número, massa ou biomassa e energia. 
Vamos conhecer como se constitui cada uma dessas representações? 
• Pirâmide de números é constituída e construída de acordo com o número de organismos 
existentes e que fazem parte de cada nível trófico. 
 
• Pirâmide de massa ou biomassa: a é aquela construída e constituída a partir de valores como 
o peso seco total ou valor calórico dos organismos envolvidos no ecossistema, que traduzem 
a quantidade de matéria viva envolvida no processo de transferência. 
 
• Pirâmide de energia:é aquela construída e constituída a partir da taxa de fluxo de energia 
e/ou produtividade dos organismos envolvidos no ecossistema, que traduzem a quantidade 
de energia transferida. 
Figura: Pirâmide de números. Na pirâmide de números, cada nível trófico ou degrau 
representa o número de produtores (5.000 plantas), consumidores primários (700 
gafanhotos) e consumidores secundários (30 sapos) de uma cadeia alimentar em um 
determinado ecossistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura: Pirâmide de massa ou biomassa. Na pirâmide de massa, cada nível trófico 
ou degrau representa o peso de materia dos organismos produtores (feno 1.000kg), 
consumidores primários (bezerro 250kg) e consumidores secundários (ser humano 80kg) de 
uma cadeia aliemntar em um determinado ecossistema. 
 
 
Figura: Pirâmide de energia. Na pirâmide de energia, cada nível trófico ou degrau 
representa a quantidade de quilocalorias dos organismos produtores (fitoplâncton 
36.380kcal), consumidores primários (zooplâncton 590kcal) e consumidores secundários 
(peixe 40 kcal) de uma cadeia aliemntar em um determinado ecossistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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NÍVEIS TRÓFICOS 
 
Definição 
Os níveis tróficos são a representação organizacional dos seres vivos que compõem uma 
determinada cadeia alimentar em que ocorre a transferência de matéria e energia entre eles. 
Conforme você já estudou nesta unidade, os componentes dessas cadeias alimentares podem ser 
divididos em três grupos: 
1. Organismos produtores 
2. Organismos consumidores 
3. Organismos decompositores 
 
• Produtores primários: 
O primeiro nível trófico, que forma a base fundamental das relações alimentares e transferência 
de matéria e energia nas cadeias alimentares e ecossistemas, é composto pelos produtores 
primários. 
Os produtores primários também são denominados organismos autotróficos, pois são capazes 
de sintetizar seu próprio alimento através da fotossíntese. Nos diferentes ecossistemas globais, 
sejam terrestres ou aquáticos, os principais produtores primários ou organismos autotróficos são 
as plantas, as algas e o fitoplâncton. 
Em média, os organismos produtores são capazes de converter somente 1% da energia 
proveniente de luz solar incidente sobre eles em moléculas orgânicas através do processo de 
fotossíntese. 
Em locais onde não existe a incidência da luz solar (ex.: em profundidades marítimas abissais), 
o primeiro nível trófico é ocupado por bactérias que produzem seus alimentos através da produção 
de energia obtida por reações químicas ou quimiossíntese. 
 
• Consumidores primários: 
O próximo nível trófico é representado pelos consumidores primários, constituídos pelos 
organismos herbívoros, que consomem a matéria orgânica sintetizada pelos produtores 
(organismos autotróficos) para obter matéria, nutrientes e energia, fundamentais para a 
manutenção do seu metabolismo e sua sobrevivência. 
Por isso, os consumidores primários também são denominados organismos heterotróficos, pois 
sua fonte de matéria e energia tem origem exógena (não sendo produzidas pelo próprio corpo). 
Este nível trófico é ocupado pelos animais, desde os invertebrados até os vertebrados. 
 
• Consumidores secundários: 
O próximo nível trófico é representado pelos consumidores secundários, constituídos pelos 
organismos vivos que se alimentam dos consumidores primários e obtêm sua energia através de 
hábitos carnívoros. 
Dependendo da complexidade da cadeia trófica, os consumidores secundários podem servir de 
alimento para os terciários, e assim sucessivamente, até chegar ao predador ou consumidor do 
topo, que normalmente não é predado por outros organismos vivos 
Em geral, vários grupos animais ocupam esse nível trófico, formando teias tróficas em que um 
mesmo organismo pode atuar como consumidor primário, consumidor secundário e/ou consumidor 
terciário. 
 
 
 
 
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• Organismos decompositores: 
O último nível trófico é constituído pelos organismos decompositores, composto basicamente 
por bactérias e fungos. Eles também são considerados organismos heterotróficos, mas que 
apresentam papel distinto na ciclagem de nutrientes dentro do ecossistema 
Em virtude da biodegradação realizada pelos decompositores, a matéria orgânica obtida dos 
organismos mortos provenientes de todos os outros níveis é clivada até a formação de substâncias 
simples, que podem ser reabsorvidas pelos organismos produtores ou permanecer disponíveis no 
solo e na água. O processo de decomposição da matéria orgânica, mesmo auxiliado por animais 
carniceiros, como abutres, e também por insetos, ocorre microscopicamente através da ação das 
bactérias. 
As bactérias podem realizar a decomposição aeróbica ou anaeróbica. Nos dois tipos de 
decomposição, ocorre a quebra das macromoléculas orgânicas, como proteínas e carboidratos, até 
a formação de moléculas mais simples quimicamente, como aminoácidos e monossacarídeos. 
 
LEI DOS 10%: 
A eficiência da transferência de biomassa e energia entre os diferentes níveis tróficos é baixa, 
atingindo, em média, apenas 10% de eficiência, ou seja, 10% de toda a energia disponível em um 
nível trófico é convertida em biomassa pelo próximo nível trófico. 
Isso ocorre uma vez que os organismos consumidores têm baixa capacidade de absorção 
da matéria orgânica, além de existirem inúmeras perdas de energia entre os níveis tróficos na forma 
de calor (através de transpiração, atividades motoras, atividades metabólicas e respiração). 
Este valor é conhecido em ecologia como a “Lei dos 10%”, que explica por que as teias 
tróficas normalmente não apresentam mais do que cinco níveis, uma vez que os organismos 
consumidores quaternários são obrigados a se alimentar de grandes quantidades de biomassa a 
fim de obter a energia necessária para a manutenção do seu metabolismo e sua sobrevivência. 
 
PRINCÍPIO DE GAUSS (OU PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO COMPETITIVA) 
 O princípio de Gauss (ou princípio da exclusão competitiva) corresponde ao processo de 
competição interespecífica que acontece quando duas espécies homogêneas, mas distintas entre 
si, habitam o mesmo ambiente equilibrado. Duas espécies distintas dependentes de um mesmo 
recurso não podem existir simultaneamente e ocupar um mesmo nicho por muito tempo, pois uma 
delas irá prevalecer, uma vez que é mais adaptada ao habitat em decorrência da pressão evolutiva 
exercida pela competição. 
Conforme o princípio, uma das espécies em competição acaba sobrepujando a outra, o que 
pode acarretar mudanças morfológicas, comportamentais, deslocamento de nicho ecológico ou 
extinção da espécie em desvantagem. 
Esta exceção é conhecida como o paradoxo do plâncton, em que o fitoplâncton dos 
ambientes marinhos dispõe de grande variedade de organismos, que dependem dos mesmos 
recursos (luz e nutrientes), sendo capaz de coexistir e disputar os mesmos recursos, sem que uma 
espécie exclua outra. 
Contudo, nos ambientes aquáticos, o movimento das águas, as alterações da temperatura e 
outros fatores fazem com que os recursos de luz e energia não sejam distribuídos da mesma 
maneira. Além disso, existe a predação frequente de espécies abundantes do fitoplâncton pelos 
organismos que compõem o zooplâncton, impedindo o predomínio de uma espécie sobre a outra. 
Na prática, a exclusão competitiva não é uma regra na natureza, uma vez que existe grande 
diversidade de espécies animais e vegetais no planeta Terra. 
A diversidade em termos de espécies está associada aos processos de extinção, especiação 
e adaptação, que permitem a coexistência das diferentes espécies sem que ocorra a extinção pela 
competição, e também pelo fato deque nem todos os recursos naturais são limitados. 
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Isso faz com que as diferentes espécies animais e vegetais que habitam o planeta Terra 
possam desenvolver modificações morfológicas ou comportamentais que possibilitem a 
coexistência. 
Os mecanismos que atuam diminuindo a competição entre diferentes espécies por 
sobreposição dos nichos ecológicos são conhecidos como estabilizadores, ao passo que aqueles 
que diminuem a competição entre as espécies são chamados de equalizadores. 
 
METABOLISMO E TAMANHO DOS ORGANISMOS 
A biomassa corresponde à matéria orgânica que pode ser utilizada na produção de energia. A 
biomassa de um determinado organismo vivo depende do seu tamanho e, basicamente, é o 
seguinte: 
Quanto menor o tamanho do organismo vivo, maior seu metabolismo por grama de biomassa. 
Quanto maior o tamanho do organismo vivo, menor o seu metabolismo por grama de biomassa. 
• Taxa metabólica: 
A quantidade de energia gasta por uma determinada espécie animal em um determinado 
período é conhecida como taxa metabólica, que pode ser medida em joules, calorias ou 
quilocalorias por unidade de tempo. 
A taxa metabólica também pode ser expressa pelo oxigênio consumido ou dióxido de carbono 
produzido por unidade de tempo, uma vez que o oxigênio é utilizado na respiração celular para 
produção de adenosina trifosfato (ATP), e o dióxido de carbono é produzido como um subproduto 
desse processo. Assim, a medida do oxigênio consumido ou de dióxido de carbono liberado indica 
a quantidade de energia que foi produzida e depois consumida 
A taxa metabólica de base de uma espécie animal é medida como 
- Taxa metabólica basal (TMB) para uma espécie animal endotérmica; 
- Taxa metabólica padrão (TMP) para uma espécie animal ectodérmica. 
 
TMB e TMP são medidas de taxa metabólica observadas em animais que estão em descanso, 
calmos, sem estresse e que não estão digerindo alimento (jejum) 
 
• TMB e os animais endotérmicos 
Nos animais endotérmicos, a TMB é medida quando o animal está em um ambiente neutro, no 
qual o organismo não gasta energia acima da linha de base para manter a temperatura. 
Além disso, esses animais apresentam taxas metabólicas basais altas e também 
necessidades energéticas elevadas para manutenção da temperatura corporal constante. 
Entre os animais endotérmicos, quanto menor a massa do organismo, maior sua taxa 
metabólica basal. Por que isso ocorre? 
Parte da explicação está relacionada à proporção entre a área superficial e o volume do 
animal, e como ela varia com o tamanho. Uma vez que os animais trocam calor com o ambiente 
através de toda sua superfície corporal, os animais de menor tamanho tendem a perder calor para 
um ambiente mais frio de modo mais rápido em comparação com os animais grandes. Portanto, 
uma espécie animal de menor tamanho necessita de mais energia e de taxa metabólica maior para 
manter a temperatura interna constante. 
 
• TMP e os animais ectodérmicos: 
Nos animais ectodérmicos, a TMP varia conforme a temperatura. Assim, qualquer medida de 
TMP é específica para a temperatura na qual o processo é realizado. 
Os animais ectodérmicos tendem a apresentar taxa metabólica padrão e necessidades 
energéticas baixas quando comparados aos endotérmicos.