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R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 325 C a p ít u lo 1 3 • Fu n d a m e n to s d a E co lo g ia Esporos e pólenLimite superior da biosfera 7.000 Poucas aves migratórias Raros artrópodes 5.000 Liquens e musgos ArbustosGramíneas Florestas Coníferas Nível do marLitoral Plataforma continental R eg iã o pe lá gi ca R eg iã o ab is sa l Zona afótica (sem luz)M et ro s 0 200 2.000 11.000 Limite inferior da biosfera Vegetação litorânea 0 Luz para a fotossíntese M etros Zona eufótica (iluminada) Com o aparecimento dos seres vivos, há cerca de 3,5 bilhões de anos, uma nova entidade passou a fazer parte da constituição de nosso planeta: a biosfera. Além da litosfera (cons- tituída pelas rochas e pelo solo), da hidrosfera (constituída pelas águas) e da atmosfera (constituída pelo ar), passou a existir a biosfera, representada pelos seres vivos e pelo ambiente em que eles vivem. O termo “biosfera” foi introduzido em 1875 pelo geólogo austríaco Eduard Suess (1831-1914), durante uma discussão sobre os vários envoltórios da Terra. Em 1926 e 1929, o mineralogista russo Vladimir Vernandsky (1863-1945) consagrou definitivamente o termo, utilizando-o em duas conferências de sucesso. A biosfera pode ser definida como o conjunto de regiões do ambiente terrestre onde há seres vivos. Esse termo nos leva a pensar em uma camada contínua de regiões propícias à vida em torno do planeta, mas não é isso o que ocorre. Há locais muito secos ou muito frios em que praticamente não há seres vivos. A biosfera abrange desde as profundezas dos oceanos até o topo das mais altas montanhas. A maioria dos seres vivos habita regiões situadas até 5.000 metros acima do nível do mar. Nos oceanos, a maioria dos seres vivos vive na faixa que vai da superfície até 150 metros de pro- fundidade, embora diversas espécies de animais e de bactérias vivam a mais de 9.000 metros de profundidade. (Fig. 13.2) Figura 13.2 Representação esquemática dos limites da biosfera. (Imagens sem escala, cores-fantasia.) R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 326 U n id a d e C • Ec o lo g ia 3 Populações, comunidades e biótopos Na biosfera há milhões de espécies de seres vivos. As diferentes espécies distribuem-se em grupos de indivíduos, chamados de populações biológicas. Uma população é um conjunto de seres de mesma espécie que vive em determinada área geográfica. O conjunto de populações de diferentes espécies que vivem em uma mesma região constitui uma comunidade biológica, também chamada de biota, ou biocenose. O termo “biocenose” (do grego bios, vida, e koinos, comum, público) foi criado em 1877 pelo zoólogo alemão Karl August Möbius (1825-1908) para ressaltar a relação de vida em comum dos seres que habitam determinado local. A comunidade de uma floresta, por exemplo, compõe-se de populações de várias espécies de arbustos, árvores, pássaros, formigas, microrganismos etc., que convivem e se inter-relacionam. Os seres vivos de uma comunidade, que são seus componentes bióticos, interagem com as partes não vivas do ambiente, os componentes abióticos. Estes compreendem aspectos físicos e geoquímicos do meio e constituem o biótopo (do grego bios, vida, e topos, lugar), termo que significa “lugar em que vive a biocenose”. Em uma floresta, por exemplo, o bióto- po é a área que contém o solo (com seus minerais e água) e a atmosfera (com seus gases, umidade, temperatura, grau de luminosidade etc.). Os fatores físicos que atuam em determinada região da superfície terrestre constituem o clima, que resulta da ação combinada de luminosidade, temperatura, pressão, ventos, umidade e regime de chuvas. A radiação solar que atinge a Terra é um dos principais determinantes do clima. Além das radiações visíveis (luz) utilizadas pelos seres autotróficos na fotossíntese, a radiação solar inclui raios infravermelhos, responsáveis pelo aquecimento da atmosfera e do solo, que con- tribui para manter as temperaturas favoráveis à vida na superfície terrestre. A temperatura ambiental é uma condição ecológica decisiva na distribuição dos seres vivos pelo planeta; poucas espécies conseguem viver em lugares extremamente quentes ou frios. A temperatura, além disso, influi em outros fatores climáticos, tais como os ventos, a umidade relativa do ar e a pluviosidade (índice de chuvas) de uma região. (Fig. 13.3) Figura 13.3 Representação esquemática da distribuição da radiação solar na superfície terrestre. As regiões localizadas na faixa equatorial recebem maior quantidade de radiação solar do que as situadas próximo dos polos. A latitude, portanto, é uma das variáveis determinantes das condições climáticas da região. (Imagem sem escala, cores-fantasia.) Clima polar Clima temperado Clima temperado Clima polar Climas tropical e subtropical RAIOS SOLARES POLO NORTE POLO SUL R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 327 C a p ít u lo 1 3 • Fu n d a m e n to s d a E co lo g ia 4 Hábitat e nicho ecológico Hábitat é o ambiente em que vivem determinadas espécies ou comunidades biológicas, carac- terizado por suas propriedades físicas e bióticas. Quando dizemos que certa espécie vive na praia e que outra vive na copa das árvores, estamos nos referindo aos hábitats dessas espécies. Cada espécie de ser vivo está adaptada a seu hábitat. Essa adaptação se refere a um conjunto de relações e de atividades características da espécie no local, desde os tipos de alimento utilizados até as condições de reprodução, moradia, hábitos, inimigos naturais, estratégias de sobrevivência etc. Esse conjunto de interações adaptativas da espécie constitui seu nicho ecológico. A palavra “nicho” (do italiano antigo nicchio) significa, originalmente, uma cavi- dade ou vão na parede onde se coloca uma estátua ou imagem. Por extensão, o termo “nicho” transmite a noção de um “ambiente restrito”, que inspirou o conceito de nicho ecológico, desenvolvido em 1927 pelo zoólogo inglês Charles Sutherland Elton (1900-1991). Elton definiu nicho ecológico nos seguintes termos: “é o conjunto de relações e atividades próprias de uma espécie, ou seja, o modo de vida único e particular que cada espécie explora no hábitat”. De acordo com o biólogo evolucionista Ernst Mayr, há duas maneiras de entender o conceito de nicho ecológico. Em uma visão clássica, haveria milhares de nichos em po- tencial em uma região, alguns dos quais já estão ocupados pelas espécies que ali vivem. Segundo essa interpretação, o nicho é uma propriedade do ambiente. Outra visão é a que considera o nicho ecológico como uma pro- priedade da espécie que o ocupa, ou seja, ele é entendido como uma projeção daquilo que a espécie necessita do hábitat. (Fig. 13.4) O princípio da exclusão competitiva Quando duas espécies de uma biocenose exploram nichos ecológicos semelhantes, estabelece- -se entre elas competição por um ou mais recursos limitados do meio. Por exemplo, espécies que comem capim, como os gafanhotos e o gado, competem por alimento quando este é escas- so. Plantas cujas raízes ocupam a mesma região do solo competem por água e por nutrientes minerais limitados. Com base nessas observações, o cientista russo Georgyi Frantsevich Gause (1910-1986) concluiu que, se duas ou mais espécies ocupam exatamente o mesmo nicho ecológico, ocorre uma competição tão severa que elas não poderão conviver. Essa premissa ficou conhecida como princípio da exclusão competitiva, ou princípio de Gause; segundo ele, duas ou mais espécies só podem coexistir em um determinado hábitat se tiverem nichos ecológicos suficientemente diferentes. O princípio de Gausetem sido confirmado em diversos estudos, com diferentes espécies de organismos. A competição entre duas espécies que exploram o mesmo nicho ecológico pode levar a três dife- rentes situações: a) a extinção de uma das espécies; b) a expulsão de uma das espécies do território; c) a mudança de nicho ecológico de uma ou ambas as espécies por ação da seleção natural. O próprio Gause verificou, em 1934, que populações do protozoário Paramecium caudatum e Paramecium aurelia cultivadas separadamente em tubos de ensaio se desenvolviam normalmente. Entretanto, quando as duas espécies eram reunidas em um mesmo tubo de cultivo, a população de P. caudatum era logo eliminada pela competição com P. aurelia. Figura 13.4 Nicho ecológico refere-se à posição funcional de um organismo em seu ambiente, compreendendo seu hábitat, suas atividades e os recursos que ele obtém, ou seja, todas as ações típicas de uma espécie no ambiente em que vive. Predadores Parasitas Alimento e água Temperatura e umidade Local de reprodução Outros veados