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BIOLOGIA II PRÉ-VESTIBULAR 199SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 INTRODUÇÃO À ECOLOGIA Ecologia é a parte da Biologia que estuda as relações dos seres vivos entre si e destes com o meio. O termo, que foi usado pela primeira vez em 1866 por Ernest Haeckel, vem da junção de duas palavras gregas: Oikos, que signifi ca casa, e logos, que quer dizer estudo, assim sendo, ecologia signifi ca o “estudo da casa” ou o “estudo do habitat dos seres vivos”. A Ecologia preocupa-se com o entendimento do funcionamento de toda a natureza. Assim como vários outros campos de estudo da Biologia, ela não é uma ciência isolada. A seguir definiremos alguns conceitos importantes na ecologia. Espécie: é o conjunto de indivíduos semelhantes (estruturalmente, funcio nalmente e bioquimicamente) que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis. Exemplo: Homo sapiens. DUAS CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE UMA ESPÉCIE Habitat: é o lugar específi co onde uma espécie pode ser encontrada, isto é, o seu “endereço” dentro do ecossistema. • Exemplo: o leão pode ser encontrado nas savanas africanas etc. Nicho ecológico: é o papel que o organismo desempenha no ecossistema, isto é, a “profi ssão” do organismo no ecossistema. O nicho informa à custa de que se alimenta, a quem serve de alimento, como se reproduz etc. • Exemplo: a fêmea do Anopheles (transmissor da malária) é um inseto hematófago (se alimenta de sangue); o leão atua como predador devorando grandes herbívoros, como zebras e antílopes. PROEXPLICA População: é o conjunto de indivíduos de mesma espécie que vivem numa mesma área e num determinado período. Exemplo: população de ratos em um bueiro, em um determinado dia; população de bactérias causando amigdalite por 10 dias, 10 mil pessoas vivendo numa cidade em 1996 etc. Comunidade ou biocenose: é o conjunto de populações de diversas espécies que habita uma mesma região num determinado período. O estudo de uma comunidade se restringe aos organismos vivos daquele local. Exemplos: seres de uma floresta, de um rio, de um lago, de um brejo, dos campos, dos oceanos etc. Ecossistema ou sistema ecológico: é o conjunto formado pelo meio ambiente físico ou seja, o biótopo (formado por fatores abióticos – sem vida – como: solo, água, ar) mais a comunidade (formada por componentes bióticos – seres vivos) que com o meio se relaciona. Ecótono: é a região de transição entre duas comunidades ou entre dois ecossistemas. Na área d e transição (ecótono) vamos encontrar grande número de espécies e, por conseguinte, grande número de nichos ecológicos. Biótopo: área física na qual os biótipos adaptados a ela e as condições ambientais se apresentam praticamente uniformes. Biosfera: toda vida, seja ela animal ou vegetal, ocorre numa faixa denominada biosfera, que inclui a superfície da Terra, os rios, os lagos, mares e oceanos e parte da atmosfera. Por exemplo, a determinação das preferências térmicas de uma espécie permitirá explicar (ao menos em parte) sua localização nos diversos meios, sua repartição geográfi ca, abundância e atividade. Capacidade-limite – capacidade máxima de indivíduos de uma população que o ambiente pode suportar. Resistência ambiental – conjuntos de fatores que limitam o crescimento de uma população, como por exemplo alimento, doenças, predadores, espaço etc. Potencial biótico – capacidade que uma população tem de crescer em condições ideais. A curva (a) representa o potencial biótico da espécie; a curva (b) representa o crescimento populacional padrão; (c) é a capacidade limite do meio. A área entre (a) e (b) representa a resistência ambiental. ORGANIZAÇÃO DO MUNDO VIVO Podemos dividir o mundo vivo em estratos para um melhor entendimento da gradação da complexidade, por isto, existem níveis de organização segundo os quais podemos entendê-lo. Partindo do mais simples ao mais completo teremos: PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO200 BIOLOGIA II 01 INTRODUÇÃO À ECOLOGIA PROTREINO EXERCÍCIOS 01.Defina o conceito de espécie. 02. Diferencie nicho ecológico de habitat. 03. Explique por que o ecótono é considerado uma área de grande tensão. 04. Aponte a diferença entre fator biótico e abiótico, cite exemplos. 05. Descreva como podemos definir se dois animais são da mesma espécie. PROPOSTOS EXERCÍCIOS 01. (UECE) A biosfera é constituída a) pelos seres vivos e o ambiente em que vivem. b) pelas rochas e pelo solo. c) pelo ar. d) pelas águas. 02. (UECE) As variáveis que são utilizadas para determinar a densidade populacional são as seguintes: a) número de indivíduos da população e área ou volume. b) número de espécies da comunidade e área ou volume. c) número de espécies da população e biomassa. d) número de indivíduos da comunidade e biomassa. 03. (ENEM) Um alimento orgânico deve apresentar em sua embalagem o selo de uma instituição certificadora, garantindo ao consumidor que, além de ser um alimento isento de agrotóxicos, também é produzido com técnicas planejadas e controladas. A técnica de produção desses alimentos causa menor impacto aos recursos naturais, contribuindo para melhorar a qualidade de vida das pessoas. Nesse sistema de produção de alimentos vegetais, o controle de insetos é manejado por meio do(a) a) prática de adubação verde. b) emprego da compostagem. c) controle da irrigação do solo. d) utilização de predadores naturais. e) uso de sementes inoculadas com Rhizobium. 04. (UECE) Fatores ecológicos podem ser divididos em bióticos e abióticos. Sobre esses fatores, é correto afirmar que a) a presença e a atividade dos seres vivos são fatores abióticos enquanto as condições físicoquímicas são fatores bióticos. b) luminosidade, temperatura, umidade, salinidade e gases dissolvidos na água são exemplos de fatores bióticos. c) os fatores abióticos necessários, mas insuficientes, para o crescimento pleno de uma população são denominados fatores limitantes. d) fatores edáficos relacionados à estrutura física e composição química do solo são exemplos de fatores bióticos. 05. (ENEM) Recentemente um grupo de biólogos descobriu um animal que vive em uma região extremamente árida no território brasileiro. Fizeram a coleta do sangue e da urina desse animal e observaram que sua urina apresenta uma concentração hipertônica em relação ao sangue. Que adaptação desse animal lhe permite viver na região citada? a) Diminuição da transpiração. b) Eliminação de fezes hidratadas. c) Predominância de hábitos diurnos. d) Eliminação de muita água na urina. e) Excreção de amônia como produto nitrogenado. 06. (UECE) Em relação à dinâmica de populações, escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma nos itens abaixo. ( ) A densidade populacional é definida como o número de indivíduos presentes na comunidade que vive em determinada área ou volume. ( ) A curva de crescimento populacional real resulta da interação entre seu potencial biológico e a resistência ambiental. ( ) Qualquer população pode apresentar crescimento exponencial, independente do meio em que vive. ( ) A capacidade de carga ou resistência ambiental, a competição e a densidade populacional são exemplos de fatores que regulam o crescimento populacional. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a) V, V, V, F. b) V, F, V, F. c) F, V, F, V. d) F, F, F, V. 07. (ENEM) Um biólogo foi convidado para realizar um estudo do possível crescimento de populações de roedores em cinco diferentes regiões impactadas pelo desmatamento para ocupação humana, o que poderia estar prejudicando a produção e armazenagem local de grãos. Para cada uma das cinco populações analisadas (I a V), identificou as taxas de natalidade (n), mortalidade (m), emigração (e) e imigração (i), em número de indivíduos, conforme ilustrado no quadro. n m e i I 65 40 23 5 II 27 8 18 2 III 54 28 15 16 IV 52 25 12 40 V 12 9 6 4 Em longo prazo,se essas taxas permanecerem constantes, qual dessas regiões deverá apresentar maiores prejuízos na produção/ armazenagem de grãos? a) I b) II c) III d) IV e) V PRÉ-VESTIBULAR SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 INTRODUÇÃO À ECOLOGIA 201 BIOLOGIA II 08. (UERJ) Nicho ecológico é o conjunto de recursos e condições em que um indivíduo ou população vive e se reproduz. Todo nicho apresenta uma faixa de tolerância aos fatores ecológicos dentro da qual a existência da espécie é possível. Alterações nessa faixa podem ocorrer quando duas espécies diferentes exploram nichos ecológicos semelhantes. Os gráficos abaixo exemplificam uma dessas alterações em determinada população. Adaptado de nadouille.com A relação ecológica interespecífica capaz de provocar o estreitamento do nicho preferencial apresentado nos gráficos é denominada: a) predação b) parasitismo c) mutualismo d) competição 09. (ENEM) Insetos podem apresentar três tipos de desenvolvimento. Um deles, a holometabolia (desenvolvimento completo), é constituído pelas fases de ovo, larva, pupa e adulto sexualmente maduro, que ocupam diversos habitat. Os insetos com holometabolia pertencem às ordens mais numerosas em termos de espécies conhecidas. Esse tipo de desenvolvimento está relacionado a um maior número de espécies em razão da a) proteção na fase de pupa, favorecendo a sobrevivência de adultos férteis. b) produção de muitos ovos, larvas e pupas, aumentando o número de adultos. c) exploração de diferentes nichos, evitando a competição entre as fases da vida. d) ingestão de alimentos em todas as fases de vida, garantindo o surgimento do adulto. e) utilização do mesmo alimento em todas as fases, otimizando a nutrição do organismo. 10. (FUVEST) A figura representa a estrutura de três populações de plantas arbóreas, A, B e C, por meio de pirâmides etárias. O comprimento das barras horizontais corresponde ao número de indivíduos da população em cada estágio, desde planta recém- germinada (plântula) até planta senescente. A população que apresenta maior risco de extinção, a população que está em equilíbrio quanto à perda de indivíduos e a população que está começando a se expandir são, respectivamente, a) A, B, C b) A, C, B c) B, A, C d) B, C, A e) C, A, B 11. (UECE) Ecologia é uma ciência ampla e complexa, direcionada ao entendimento do funcionamento da natureza, que apresenta conceitos específicos utilizados para definir as relações dos seres vivos entre si e destes com o meio. Considerando os conceitos ecológicos, é correto afirmar que a) um ecossistema corresponde a uma região de transição entre duas comunidades, onde se encontra grande número de espécies e, por conseguinte, grande número de nichos ecológicos. b) a cadeia alimentar é definida pelas interações entre fatores bióticos e abióticos, ou seja, pela transferência de energia dos organismos vivos entre si e entre estes e os demais elementos de seu ambiente. c) analogicamente, um habitat corresponde ao “endereço” de um ser vivo na natureza, enquanto um nicho ecológico pode ser comparado à “profissão” desempenhada por uma espécie em um determinado ecossistema. d) biótopo corresponde a áreas geográficas sempre localizadas em elevadas altitudes, nas quais vivem determinadas comunidades compostas predominantemente por espécies endêmicas. 12. (FUVEST) A cobra-coral - Erythrolamprus aesculapii - tem hábito diurno, alimenta-se de outras cobras e é terrícola, ou seja, caça e se abriga no chão. A jararaca - Bothrops jararaca - tem hábito noturno, alimenta-se de mamíferos e é terrícola. Ambas ocorrem, no Brasil, na floresta pluvial costeira. Essas serpentes a) disputam o mesmo nicho ecológico. b) constituem uma população. c) compartilham o mesmo hábitat. d) realizam competição intraespecífica. e) são comensais. 13. (UNICAMP) A diversidade de plantas tende a ser maior em lugares que não sejam nem tão hostis nem tão hospitaleiros. Em um ambiente onde faltam recursos, poucas espécies de plantas sobrevivem. Se as condições melhoram, o número de espécies tende a aumentar. Já quando há abundância de nutrientes, a tendência se reverte e o ambiente é dominado por poucas espécies que captam recursos de forma mais eficaz. O gráfico abaixo mostra a relação entre a biomassa e a quantidade de espécies de plantas em uma mesma área. Texto e imagem adaptados de http://revistapesquisa.fapesp.br/2015/07/18/estudo- reabilita-teoria-sobre-diversidade-de-plantas. PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO202 BIOLOGIA II 01 INTRODUÇÃO À ECOLOGIA Com base no texto, é correto afirmar que a) espécies mais eficientes na obtenção de recursos prevalecem quando há abundância de recursos. b) quanto maior a abundância de recursos, maior a diversidade de espécies. c) alta produção de biomassa indica necessariamente maior diversidade de espécies. d) ambientes hostis são mais limitantes para a diversidade que ambientes hospitaleiros. 14. (ENEM) Um pesquisador investigou o papel da predação por peixes na densidade e tamanho das presas, como possível controle de populações de espécies exóticas em costões rochosos. No experimento colocou uma tela sobre uma área da comunidade, impedindo o acesso dos peixes ao alimento, e comparou o resultado com uma área adjacente na qual os peixes tinham acesso livre. O quadro apresenta os resultados encontrados após 15 dias de experimento. Espécie exótica Área com tela Área sem tela Densidade (indivíduo/ m2) Tamanho médio dos indivíduos (cm) Densidade (indivíduo/ m2) Tamanho médio dos indivíduos (cm) Alga 100 15 110 18 Craca 300 2 150 1,5 Mexilhão 380 3 200 6 Ascídia 55 4 58 3,8 O pesquisador concluiu corretamente que os peixes controlam a densidade dos(as) a) algas, estimulando seu crescimento. b) cracas, predando especialmente animais pequenos. c) mexilhões, predando especialmente animais pequenos. d) quatro espécies testadas, predando indivíduos pequenos. e) ascídias, apesar de não representarem os menores organismos. 15. (MACKENZIE) Há espécies de insetos, como por exemplo, o Aedes aegypti em que machos e fêmeas vivem no mesmo esconderijo, porém na hora de se alimentar, a fêmea busca o sangue de outros animais, enquanto que o macho se alimenta de frutas ou outros vegetais adocicados. Assim, podemos afirmar que o macho e a fêmea a) ocupam nichos ecológicos diferentes, porém o mesmo habitat. b) ocupam o mesmo nicho ecológico, porém com habitats diferentes. c) ambos ocupam o mesmo nicho ecológico e o mesmo habitat. d) são consumidores de primeira ordem. e) são consumidores de segunda ordem. 16. (ENEM) O caramujo gigante africano, Achatina fulica, é uma espécie exótica que tem despertado o interesse das autoridades brasileiras, uma vez que tem causado danos ambientais e prejuízos econômicos à agricultura. A introdução da espécie no Brasil ocorreu clandestinamente, com o objetivo de ser utilizada na alimentação humana. Porém, o molusco teve pouca aceitação no comércio de alimentos, o que resultou em abandono e liberação intencional das criações por vários produtores. Por ser uma espécie herbívora generalista (alimenta-se de mais de 500 espécies diferentes de vegetais), com grande capacidade reprodutiva, tornou-se uma praga agrícola de difícil erradicação. Associada a isto, a ausência de predadores naturais fez com que ocorresse um crescimento descontrolado da população. O desequilíbrio da cadeia alimentar observado foi causado pelo aumento da densidade populacional de a) consumidores terciários, em função da elevada disponibilidade de consumidores secundários. b) consumidores primários, em função da ausência de consumidores secundários. c) consumidores secundários, em função da ausência de consumidores primários. d) consumidores terciários, em função da elevada disponibilidade de produtores. e) consumidores primários,em função do aumento de produtores. 17. (ENEM) Manguezais são biomas litorâneos que ocorrem ao longo da costa brasileira com vegetação característica que se desenvolve em solo lodoso, alagado e salgado. Uma planta presente nesse bioma é Avicennia tomentosa, conhecida popularmente como siriúba. Dentre as características adaptativas dessa planta, destacam-se suas raízes, que afloram perpendicularmente ao solo, conhecidas como pneumatóforos. Essa adaptação está relacionada a uma maior a) eliminação de água. b) captação de O2 do ar. c) captação de CO2 do ar. d) absorção de nutrientes. e) fixação ao solo do manguezal. 18. (UNESP) A Verdadeira Solidão. [...] A grande novidade é que há pouco tempo foi descoberto um ser vivo que vive absolutamente sozinho em seu ecossistema. Nenhum outro ser vivo é capaz de sobreviver onde ele vive. É o primeiro ecossistema conhecido constituído por uma única espécie. Fernando Reinach. O Estado de S.Paulo, 20.11.2008. O autor se refere à bactéria Desulforudis audaxviator, descoberta em amostras de água obtida 2,8 km abaixo do solo, na África do Sul. Considerando-se as informações do texto e os conceitos de ecologia, pode-se afirmar corretamente que a) não se trata de um ecossistema, uma vez que não se caracteriza pela transferência de matéria e energia entre os elementos abióticos e os elementos bióticos do meio. b) o elemento biótico do meio está bem caracterizado em seus três componentes: produtores, consumidores e decompositores. c) os organismos ali encontrados ocupam um único ecossistema, mas não um único hábitat ou um único nicho ecológico. d) trata-se de um típico exemplo de sucessão ecológica primária, com o estabelecimento de uma comunidade clímax. e) os elementos bióticos ali encontrados compõem uma população ecológica, mas não se pode dizer que compõem uma comunidade. PRÉ-VESTIBULAR SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 01 INTRODUÇÃO À ECOLOGIA 203 BIOLOGIA II 19. (INSPER) O gráfico representa duas curvas de crescimento populacionais e suas variáveis. http://educacao.globo.com. Adaptado Assinale a alternativa correta a respeito das informações do gráfico. a) II é o crescimento populacional livre de qualquer adversidade ambiental. b) III é crescimento populacional em seu potencial biótico. c) V é o crescimento populacional em desequilíbrio com o ambiente. d) IV são os fatores bióticos e abióticos que regulam o crescimento populacional. e) I é o máximo de crescimento populacional possível suportado pelo ambiente. 20. (UERJ) Em um ecossistema lacustre habitado por vários peixes de pequeno porte, foi introduzido um determinado peixe carnívoro. A presença desse predador provocou variação das populações de seres vivos ali existentes, conforme mostra o gráfico a seguir. A curva que indica a tendência da variação da população de fitoplâncton nesse lago, após a introdução do peixe carnívoro, é a identificada por: a) W b) X c) Y d) Z 05. APROFUNDAMENTO EXERCÍCIOS DE 01. (UFPR) Com o aumento do comércio globalizado entre países, damos oportunidade para que espécies que outrora existiam em uma região do planeta se dispersem para áreas onde não existiam previamente. Foi assim com o mexilhão-dourado, uma espécie de molusco originário do sudeste asiático que encontrou condições perfeitas para sua sobrevivência em águas continentais da bacia do Prata. Essa espécie, provavelmente, veio de “carona” na água usada como lastro em navios mercantes. Conseguiu se estabelecer em rios argentinos, brasileiros e uruguaios, causando enormes problemas ambientais e econômicos. O sucesso de estabelecimento dessa espécie na América do Sul (e de outras espécies consideradas exóticas em locais onde não existiam previamente) depende da inter-relação entre dois conceitos ecológicos: nicho ecológico e habitat. Assim: a) Defina esses dois conceitos (nicho ecológico e habitat) de forma objetiva. – Nicho ecológico: – Habitat: b) Explique como uma análise integrada desses dois conceitos permite prever o risco de colonização de um determinado ambiente por uma espécie exótica. 02. (UFTM) Paramécios são seres unicelulares heterótrofos que se deslocam com certa facilidade no meio em que se encontram. Os gráficos ilustram as curvas de crescimento de duas espécies de paramécio (Paramecium caudatum e P. bursaria) mantidas isoladas (gráfico 1) e mantidas no mesmo tubo de ensaio, em cultura mista (gráfico 2). Em relação às curvas de crescimento e às espécies de paramécios, responda: Em termos ecológicos, como pode ser explicado o fato de as curvas do gráfico 2 serem semelhantes às do gráfico 1? 03. (UNIRIO) Em uma palestra, um ecologista discursou sobre a importância da preservação de cada Biociclo da Biosfera. Cite e defina resumidamente, em cerca de 2 linhas, cada um deles. 04. O que é um ecossistema? Dê um exemplo citando 3 fatores bióticos e 4 fatores abióticos encontrados nesse ecossistema. 05. (UNESP) Biodiversidade foi tema muito discutido durante a preparação e realização da Conferência Mundial Sobre Meio Ambiente ECO-92. a) O que é biodiversidade? b) Justifique porque certas regiões geográficas são consideradas biodiversas. PRÉ-VESTIBULARSISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO204 BIOLOGIA II 01 INTRODUÇÃO À ECOLOGIA GABARITO EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. A 02. A 03. D 04. C 05. A 06. C 07. D 08. D 09. C 10. D 11. C 12. C 13. A 14. C 15. A 16. B 17. B 18. E 19. D 20. A EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO 01. a) Nicho ecológico: conjunto de condições e recursos que permitem a sobrevivência de uma população em seu habitat Habitat: espaço geográfico ocupado pela população. b) Habitats extensos com nichos ecológicos desocupados, ou parcialmente ocupados, podem ser invadidos por espécies exóticas, as quais competem com as espécies nativas pelos recursos do meio. 02. As duas espécies de paramécios não ocupam o mesmo nicho ecológico. Por esse motivo, eles não competem e mantêm o mesmo comportamento populacional em cultura mista. 03. Espinociclo - é o Biociclo terrestre que se divide em província superficial e província subterrânea. Talassociclo - é o Biociclo das águas salgadas, constituído pelos sistemas litorâneo e abissal. Limnociclo - é o Biociclo das águas doces, dividindo-se em província lótica e província lêntica. 04. Conjunto formado por um ambiente físico (abiótico; ex: água, ar, solo) e os seres vivos que o habitam (fator biótico; ex: predatismo, parasitismo e competição). 05. a) Biodiversidade designa a existência de um grande número de espécies animais e vegetais em determinado ecossistema. Pode ser também indicativo de grande variação dentro de determinado grupo animal ou vegetal. b) Certas regiões são biodiversas porque apresentam condições ambientais favoráveis à adaptação e sobrevivência de muitas espécies vivas. ANOTAÇÕES