Ciclos Biogeoquímicos e Produtividade

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Produtividade secundária líquida
A produtividade secundária líquida (PSL) é a quantidade de matéria orgânica armazenada 
no corpo de um animal herbívoro em determinado intervalo de tempo; ela corresponde à quanti-
dade de energia que o herbívoro conseguiu absorver dos alimentos que ingeriu, já subtraído de 
seu valor o que é gasto para a manutenção de seu metabolismo.
Por exemplo, com uma tonelada de feno, pode-se alimentar um bezerro ou trezentos coelhos. 
A quantidade de carne produzida a partir desse feno será a mesma, mas os coelhos estarão 
prontos para o abate em 30 dias, enquanto o bezerro precisará de 120 dias. Assim, a PSL dos 
coelhos é quatro vezes maior que a dos bezerros. (Fig. 14.8)
Figura 14.8 A produtividade secundária 
líquida (PSL) de coelhos é cerca de quatro 
vezes maior que a de gado bovino. O cálculo 
de produtividade leva em conta que, com 
a mesma quantidade de alimento, coelhos 
ficam prontos para o abate em um quarto 
do tempo daquele que é necessário ao 
gado. (Baseado em Phillipson, J., 1977.)
C1
P
C2
C3 Perdas devidas
à respiração (R)Produtividade
terciária líquida (PTL)
Produtividade 
secundária 
líquida (PSL)
Produtividade primária líquida (PPL)
Produtividade primária bruta (PPB)
Feno Feno
1 BEZERRO 300 COELHOS
500 kg Massa corporal 500 kg
8,3 kg Consumo diário de feno 33,3 kg
120 dias Duração do feno 30 dias
0,9 kg Ganho de massa por dia 3,6 kg
109 kg Ganho de massa com 1 t de feno 109 kg
20.000 kcal Perda diária de calor 80.000 kcal
A
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Animação: Cadeia alimentar e ciclo dos elementos, veja aba Fluxo de energia na cadeia alimentar
A explicação para a maior produtividade das algas é que 
nelas não há, como nas plantas, tecidos não produtivos, isto 
é, tecidos que não fazem fotossíntese, como a madeira, as 
fibras etc. Por terem ciclo de vida curto, as algas reciclam a 
energia com mais rapidez, sem acúmulo de biomassa. Já em 
uma floresta, grande parte da energia absorvida na fotossínte-
se fica armazenada na madeira das árvores, constituindo uma 
biomassa improdutiva e de longa duração. (Fig. 14.7)
C
B
Figura 14.7 A. Pirâmide que mostra a relação entre energia e produtividade. A produtividade primária líquida é relativamente 
maior nos ecossistemas marinhos que nos de terra firme. Isso ocorre porque os produtores do fitoplâncton (B) têm 
crescimento rápido e acumulam pouca matéria orgânica em seus corpos (micrografia ao microscópio óptico, aumento  50). 
Em uma floresta (C) ocorre o inverso: as árvores crescem lentamente e acumulam muita matéria orgânica em seus troncos.
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Seção 14.2
Ciclos biogeoquímicos
Com a morte dos organismos ou a perda de partes de seu corpo, sua 
matéria orgânica é degradada e os átomos que a constituíam retornam ao 
ambiente, onde poderão ser incorporados por outros seres vivos.
Uma vez que os átomos dos diversos elementos químicos que faziam 
parte de seres vivos voltam ao ambiente não vivo, ocorre o que se denomina 
ciclo biogeoquímico (do grego bios, vida, e geo, Terra). Essa terminologia 
visa ressaltar o fato de que os elementos químicos circulam entre os seres 
vivos (biosfera) e o planeta (atmosfera, hidrosfera e litosfera). 
Se não houvesse o reaproveitamento da matéria dos cadáveres, logo os 
átomos de alguns dos elementos químicos fundamentais para a constitui-
ção de novos seres vivos se tornariam escassos e a vida se extinguiria.
O processo de reciclagem dos átomos na natureza é realizado princi-
palmente por certos fungos e bactérias decompositores. Nutrindo-se dos 
cadáveres e das fezes dos mais diversos seres vivos, os decompositores 
promovem sua degradação, transformando as moléculas de substâncias 
orgânicas em moléculas mais simples, que passam para o ambiente não 
vivo e podem ser reaproveitadas por outros seres vivos como matéria-prima 
para a síntese de suas substâncias orgânicas.
1 Ciclo da água
A água é importante por estar associada aos processos metabólicos de 
todos os seres vivos. As diversas formas da água do planeta relacionam-se 
entre si por meio dos processos de evaporação, precipitação, infiltração e 
escoamento, num movimento cíclico que se denomina ciclo da água. 
O ciclo da água pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo 
(ciclo curto) e o grande ciclo (ciclo longo). 
O pequeno ciclo da água é aquele do qual não participam os seres 
vivos. Nele, a água dos oceanos, dos lagos, dos rios, das geleiras e mesmo 
a água embebida no solo evapora, passando à forma gasosa. Nas camadas 
mais altas da atmosfera, o vapor de água condensa-se formando nuvens, 
das quais se originam as chuvas que se precipitam sobre o solo. Com as 
chuvas, a água retorna à superfície terrestre, completando o ciclo. Desde 
o passado, esse movimento das águas vem contribuindo para tornar o 
ambiente da Terra favorável à vida como a conhecemos. 
O grande ciclo da água é aquele do qual participam os seres vivos. 
Por exemplo, em um ecossistema de terra firme, as plantas absorvem, por 
meio de suas raízes, a água infiltrada no solo. A água absorvida, além de ser 
solvente e reagente em diversas reações químicas intracelulares, é uma 
das matérias-primas da fotossíntese — processo em que os átomos de 
hidrogênio da água são usados para a síntese de glicídios e seus átomos 
de oxigênio unidos dois a dois, formando o gás oxigênio (O2), que é liberado 
para a atmosfera. Em seu processo de respiração, as plantas degradam 
moléculas orgânicas que fabricaram, obtendo energia e liberando gás 
carbônico e água para o meio.
As plantas perdem água continuamente por transpiração, principalmen-
te durante o dia, quando seus estômatos estão abertos. A transpiração 
é essencial para que a água absorvida pelas raízes seja conduzida até as 
folhas, nas quais ocorre a fotossíntese. A liberação da água na forma de 
vapor pelos estômatos não apenas resfria a planta como também contribui 
para a manutenção de um grau de umidade do ar favorável à vida.
A água também participa de muitos processos do metabolismo animal. 
Animais obtêm água bebendo-a ou ingerindo-a em alimentos, porém, estão 
continuamente perdendo água do corpo na urina, nas fezes e por meio 
da transpiração.
Objetivos❱❱❱❱
Reconhecer o CCCCCCC
comportamento cíclico 
dos elementos químicos 
que constituem as 
substâncias orgânicas 
e representar, por meio 
de esquemas, as etapas 
fundamentais dos ciclos 
biogeoquímicos da 
água, do carbono, 
do nitrogênio, do 
oxigênio e do fósforo. 
Compreender CCCCCCC
o princípio e a 
importância da 
adubação verde, da 
plantação consorciada 
e da rotação de culturas 
para o plantio e para a 
produção de alimentos. 
Compreender como CCCCCCC
se origina a camada de 
ozônio na atmosfera 
e reconhecer sua 
importância na filtração 
da radiação ultravioleta 
(UV) solar, protegendo, 
assim, os seres 
vivos de seus efeitos 
prejudiciais.
Termos e conceitos❱❱❱❱
ciclo biogeoquímico•	
ciclo da água•	
ciclo do carbono•	
combustível fóssil•	
ciclo do nitrogênio•	
nitrificação•	
desnitrificação•	
adubação verde•	
ciclo do oxigênio•	
camada de ozônio•	
ciclo do fósforo•	
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2 Ciclo do carbono
O carbono é um elemento químico importante porque participa da composição química de todos 
os compostos orgânicos. O percurso que esse elemento químico realiza no ambiente e nos seres 
vivos é denominado ciclo do carbono.Para fins didáticos, vamos considerar como o início do ciclo a 
passagem de átomos de carbono presentes em moléculas de gás carbônico (CO2) para as moléculas 
de substâncias orgânicas dos seres vivos. Isso acontece quando o gás carbônico do ambiente é 
captado pelos seres autotróficos e seus átomos são utilizados na síntese de moléculas orgânicas.
Como já mencionamos, parte substancial das moléculas orgânicas produzidas na fotossíntese 
é degradada pelo próprio organismo fotossintetizante, por meio da respiração celular, para a 
obtenção da energia necessária a seu metabolismo. Nesse processo, o carbono é devolvido ao 
ambiente na forma de CO2. O restante da matéria orgânica produzida na fotossíntese passa a 
constituir a biomassa dos produtores.
O carbono da biomassa dos produtores pode ter dois destinos: ser restituído ao ambiente na 
forma de CO2, o que ocorre com a morte do organismo produtor e a consequente degradação de 
sua matéria orgânica pelos decompositores, ou ser transferido aos animais herbívoros, o que se 
dá quando estes se alimentam dos produtores. 
Nos herbívoros, como vimos, a maior parte da energia contida no alimento ingerido não é 
absorvida, mas eliminada nas fezes, que também sofrem a ação dos decompositores. 
Das substâncias orgânicas incorporadas por um herbívoro, grande parte é degradada na res-
piração celular para fornecer energia metabólica às células, enquanto outra parte é empregada 
na síntese de substâncias orgânicas. No processo de respiração celular, o carbono é liberado 
para o meio na forma de CO2. A outra parte das substâncias alimentares incorporadas passa a 
constituir a biomassa do herbívoro.
Se o herbívoro for comido por um carnívoro, este incorpora parte de sua biomassa; o que 
não é incorporado é eliminado como fezes e sofre a ação dos decompositores. Assim, o carbono 
originalmente captado na fotossíntese vai passando de um nível trófico para outro e, ao mesmo 
tempo, retornando aos poucos à atmosfera, como resultado da respiração dos próprios organis-
mos e da ação dos decompositores, que atuam em todos os níveis tróficos. (Fig. 14.10)
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Animação: Cadeia alimentar e ciclo dos elementos, veja aba Ciclo dos elementos, botão Ciclo da água
Atmosfera
Nuvens
Movimento das nuvens
GRANDE 
CICLO
Condensação 
(chuva)
Lago
Mar
PEQUENO 
CICLO
Condensação 
(chuva)
Transpiração e respiração 
de plantas e animais
Evaporação Praia Rio
Água infiltrada no solo
Incorporação nos 
seres vivos
Figura 14.9 
Representação esquemática do ciclo 
da água na natureza. (Imagem sem 
escala, cores-fantasia.)
Parte da água que as plantas e os animais absorvem é utilizada na síntese de outras subs-
tâncias, ficando incorporada nos tecidos animais ou vegetais até sua morte, quando é devolvida 
ao ambiente pela ação dos decompositores. (Fig. 14.9)