Prévia do material em texto
1 CURSO TÉCNICO EM SEGURANÇA DO TRABALHO – MÓDUL O I 201 CURSO TÉCNICO EM SEGURANÇA DO TRABALHO – MÓDULO I CURSO TÉCNICO EM SEGURANÇA DO TRABALHO – MÓDULO I 381 CURSO TÉCNICO SEGURANÇA DO TRABALHO MÓDULO I DISCIPLINA ECOLOGIA BÁSICA 2 PLANO DE CURSO Curso: Segurança do Trabalho Disciplina: Ecologia Básica Professora: Ana Paula Amâncio Moreira Cunha Período de vigência: Primeiro Semestre de 2023 ______________________________________________________________________________________ 1 – EMENTA Introdução e Conceitos. Teoria de sistemas. Fatores Ecológicos e a Distribuição e Abundância das Espécies. Interações entre Espécies. Ecologia de Populações. Ecologia de Comunidade. Transferências de Matérias nos Ecossistemas. Sucessão Ecológica. 2 – OBJETIVO Compreender as condições de existência dos seres vivos e as interações entre eles e o seu meio, bem como os efeitos das ações antrópicas no equilíbrio e na dinâmica de ecossistemas. 3 – DESENVOLVIMENTO (Conteúdo programático) CAPÍTULO 1 – Introdução à Ecologia. Ecologia e sua relação com as outras ciências e sua importância para a civilização; Níveis de organização do Ecossistema; Conceitos de habitat, nicho ecológico; Diversidade de espécies nas comunidades Conceito do Ecossistema; A estrutura do Ecossistema. CAPÍTULO 2 – Cadeia e Teia Alimentar. Cadeias e redes alimentares; Estrutura trófica; Pirâmides ecológicas; Fluxo de energia nos ecossistemas. CAPÍTULO 3 – Dinâmica de População 3 Propriedades de grupo populacional; Forma de crescimento populacional; A taxa intrínseca de aumento natural; Flutuação e oscilações. CAPÍTULO 4 – Sucessão Ecológica Comunidades pioneiras; Estágios da sucessão; Tipos de sucessão; Causas evolutivas e tendências ao longo da sucessão. CAPÍTULO 5 – Relações Ecológicas Tipos de interações entre duas espécies; Competição interespecíficas e coexistência; Interações harmônicas e desarmônicas. CAPÍTULO 6 – Ciclos Biogeoquímicos Padrões e tipos básicos de ciclos biogeoquímicos; Ciclo da água, carbono, oxigênio, enxofre, nitrogênio; A ciclagem de elementos de nutrientes nos trópicos. 4 – COMPETÊNCIAS E HABILIDADES Aplicar conhecimentos, métodos e técnicas de ensino da Ecologia para a área da segurança do trabalho. 5 – REFERÊNCIAS BOTKIN, D. B. Ciência ambiental: Terra Planeta vivo. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. HINRICHS, R.A. KLEINBACH, M. Energia e Meio Ambiente. 4ª. Ed. São Paulo: Ed. Thompson, 2011. PRIMACK , Richard B. Biologia da conservação. Londrina: Editora Planta, 2001. RICKLEFS, R. E. A ecologia da natureza. 3ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. 4 ROBERT E. RICKLEFS. A economia da natureza. 6ª ed, Rio de Janeiro: Guanabara KOOGAN, 2011. 6 – METODOLOGIA DE ENSINO A disciplina será desenvolvida com aulas expositivas e participativas com a utilização de quadro e slides, correlacionando a teoria à prática. 7 – AVALIAÇÃO O semestre é dividido em dois trimestres, a distribuição dos pontos será da seguinte forma: Primeira Etapa- 50 pontos Avaliação escrita com questões dissertativas e objetivas- 30 pontos Trabalhos 20 pontos Segunda Etapa- 50 pontos Avaliação escrita com questões dissertativas e objetivas- 30 pontos Trabalhos 20 pontos Para ser aprovado, o aluno deverá obter a média de 60 pontos. 8 – VISITAS TÉCNICAS (aulas práticas ou/de campo). Não haverá visitas técnicas. __________________________________________________ Assinatura do professor 5 CAPÍTULO 1 – Introdução à Ecologia A Ecologia é a ciência que estuda a interação entre os seres vivos e o ambiente em que vivem. O termo "ecologia" foi utilizado pela primeira vez em 1866, na obra "Morfologia Geral do Organismo", pelo biólogo alemão Ernst Haeckel. A palavra Ecologia vem do grego, onde Oikos significa "casa" e Logos significa "estudo". Dessa forma, a ecologia é o estudo da casa, ou seja, do ambiente e das inter-relações dos organismos no meio físico. A ecologia pode ser considerada uma das ciências mais complexas e amplas, pois para compreender o funcionamento da natureza, ela envolve o estudo de diferentes campos de estudo, como evolução, genética, citologia, anatomia e fisiologia. Níveis de organização do Ecossistema Ao estudar ecologia é importante saber que ela se divide em níveis de organização, que se dividem em população, comunidade, ecossistemas e biosfera. Espécies São os organismos com características genéticas semelhantes. Com isso, o cruzamento de indivíduos da mesma espécie gera descendentes férteis. Exemplos: caranguejos, ursos, pau-brasil, etc; 6 População A população representa o conjunto de organismos da mesma espécie que vivem juntos e apresentam maiores chances de reprodução entre si. Inicialmente, essa organização era utilizada apenas para grupos humanos, depois foi ampliado para qualquer grupo de organismos. Comunidade A comunidade representa o conjunto das populações que vivem numa mesma região, no qual vivem em determinado local, com condições ambientais específicas e interagindo entre si. Também chamado de comunidade biológica, biocenose ou biótopo. Como exemplo de comunidades pode ser citado as aves, insetos e plantas de uma região. Ecossistemas O ecossistema é o conjunto de comunidades que interagem entre si e com o ambiente. Ele é formado pela interação de biocenoses e biótopos. https://www.todamateria.com.br/ecossistema/ 7 Bioma A reunião de diferentes ecossistemas e nele estão reunidas características próprias de diversidade biológica e condições ambientais. Alguns exemplos de biomas brasileiros são: a Mata Atlântica, o Cerrado e a Amazônia. Biosfera A biosfera é o nível mais amplo, pois ele corresponde ao conjunto de todos os ecossistemas das diferentes regiões do planeta, ou seja, o local onde estão todos os seres vivos. É a reunião de toda a biodiversidade existente na Terra. https://www.todamateria.com.br/biomas-brasileiros/ https://www.todamateria.com.br/biosfera/ 8 Conceitos básicos da ecologia Para melhor compreensão do mundo vivo, além dos níveis de organização, a ecologia moderna abrange diversos conceitos que são fundamentais. Biodiversidade- O termo biodiversidade - ou diversidade biológica - descreve a riqueza e a variedade do mundo natural. As plantas, os animais e os microrganismos fornecem alimentos, remédios e boa parte da matéria-prima industrial consumida pelo ser humano. Habitat- O habitat é o ambiente físico em que vivem determinadas espécies. As condições do ambiente dependem de fatores abióticos que afetam diretamente os seres vivos presentes. Alguns exemplos são: o habitat do leão, as savanas e, o habitat do tatu, as florestas. Nicho ecológico- O Nicho Ecológico representa os hábitos e o modo de vida dos animais que representam seu nicho. Por exemplo: no grupo dos leões são as leoas que caçam e cuidam dos filhotes, enquanto os machos defendem de invasores. https://www.todamateria.com.br/habitat/ https://www.todamateria.com.br/nicho-ecologico/ 9 Fatores bióticos e abióticos- Os fatores bióticos e abióticos são os seres vivos e não vivos de um ecossistema e são interdependentes. Os seres vivos representam os componentes bióticos, como as plantas, animais e bactérias. Já o conjunto de componentes físicos e químicos do meio, tais como umidade, temperatura e luminosidade são os componentes abióticos. https://www.todamateria.com.br/fatores-bioticos-e-abioticos/ 10 Relações ecológicas- As relações ecológicas são as interações que ocorrem entreos seres vivos dentro dos ecossistemas. Elas podem ser entre indivíduos da mesma espécie (intraespecífica) ou entre espécies diferentes (interespecíficas). E também podem ser benéficas (positivas) ou prejudiciais (negativas) para as partes envolvidas. CAPÍTULO 2 – Cadeia e Teia Alimentar FLUXO DA MATÉRIA E ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS Cadeias Alimentares Este termo ecológico representa o vínculo existente entre um grupo de organismos presentes em um ecossistema, os quais são regulados pela relação predador-presa. É através da cadeia alimentar, ou cadeia trófica, que é possível a transferência de energia entre os seres vivos. É a unidade fundamental da teia trófica. Existem basicamente dois tipos de cadeia alimentar, as que começam a partir das plantas fotossintetizantes e as originadas através da matéria orgânica animal e vegetal morta. As plantas são consumidas por animais herbívoros enquanto que a matéria orgânica morta é consumida pelos animais detritívoros. A cadeia https://www.todamateria.com.br/relacoes-ecologicas/ 11 alimentar é constituída pelos seguintes níveis: • Produtores - São os organismos capazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias terrestres e aquáticas. • Consumidores primários- São os animais que se alimentam dos produtores, ou seja, são as espécies herbívoras. Milhares de espécies presentes em terra ou na água, se adaptaram para consumir vegetais, sem dúvida a maior fonte de alimento do planeta. Os consumidores primários podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados bentônicos (de fundo) pastadores, até grandes mamíferos terrestres como a girafa e o elefante. • Consumidores secundários- São os animais que se alimentam dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros. • Consumidores terciários- São os grandes predadores como os tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo considerados os predadores de topo de cadeia. Tem como característica, normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais. 12 • Decompositores- São os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores, representados pelas bactérias e fungos, são o último elo da cadeia trófica, fechando o ciclo. A sequência de organismos relacionados pela predação constitui uma cadeia alimentar, cuja estrutura é simples, unidirecional e não ramificada. A transferência do alimento (energia) de nível para nível trófico a partir dos produtores faz-se através de cadeias alimentares, cuja complexidade é variável. Na maioria das comunidades, cada consumidor utiliza como alimento seres vivos de vários níveis tróficos. Daí resulta que na Natureza não há cadeias alimentares isoladas. Apresentam sempre vários pontos de cruzamento, formando redes ou teias alimentares, geralmente de elevada complexidade. 13 Teias Alimentares- Conjunto de várias cadeias alimentares de um ecossistema. Diferença entre cadeia alimentar e teia alimentar Pirâmides Ecológicas As pirâmides ecológicas representam graficamente o fluxo de energia e matéria entre os níveis tróficos no decorrer da cadeia alimentar. Para tal, cada retângulo representa, de forma proporcional, o parâmetro a ser analisado. Esta representação gráfica por ser: Pirâmides de Números- Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses. 14 Em alguns casos, quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números passa a ter uma conformação diferente da usual, sendo denominado “pirâmide invertida”. Outro exemplo de pirâmide invertida é dada quando a pirâmide envolve parasitas, sendo assim os últimos níveis tróficos mais numerosos. Pirâmide de Biomassa- A pirâmide de biomassa representa a quantidade de matéria orgânica presente no corpo dos organismos de um determinado nível trófico. Frequentemente, é expressa pelo peso seco (água presente não é matéria orgânica), por unidade de área, assim, g/m2 ou kg/m2. Em ambientes terrestres ela possui base larga e topo estreito. 15 Na pirâmide de biomassa, também há exemplos de pirâmides invertidas. Este exemplo pode ser observado em algas microscópicas, como o fitoplâncton (produtor), sua biomassa pode ser menor sendo comparado com a do zooplâncton, um consumidor primário. Isso só é possível quando a medida de biomassa é feita em um intervalo de tempo curto, não sendo verificada a velocidade com que a matéria orgânica é produzida de forma que a velocidade de multiplicação do fitoplâncton é maior do que a velocidade de multiplicação do zooplâncton. Pirâmide de Energia- Esta pirâmide representa, em cada nível trófico, a quantidade de energia acumulada por unidade de área ou volume e por unidade de tempo, quilocaloria (kcal) por metro quadrado (m2) por ano. Dessa forma, a pirâmide indica o fluxo de energia presente em cada nível trófico de uma cadeia alimentar de um ecossistema, levando em conta o fator tempo. Sendo assim, não há possibilidade de inversão da pirâmide, já que o fluxo de energia de um ecossistema é unidirecional e vai diminuindo a cada nível trófico, apenas 10% será passado para o próximo nível. Na figura acima, é possível observar um número muito maior de produtores que serviriam para alimentar os consumidores primários em um número menor, e que, por sua vez, alimentaria os consumidores secundários. Essas bases mais largas, diminuindo em direção ao ápice são observadas, pois os consumidores secundários, geralmente de maior porte, necessitam de mais presas para manter seu corpo. 16 Fatores Limitantes do Ecossistema São fatores que limitam a sobrevivência dos seres vivos de um ecossistema, entre os quais: Luz: Está relacionada a fenômenos fotobiológicos como fotossíntese, fotoperiodismo e visão. Temperatura: regula a distribuição geográfica dos organismos. O trabalho enzimático está diretamente relacionado com a temperatura. Água: A disponibilidade de água é essencial, pois esta entra no desenvolvimento das atividades celulares. Nutrientes: a disponibilidade de nutrientes aumenta a biodiversidade. Relações ou interações ecológicas: Como os seres vivem se correlacionam interfere em sua constância e/ou sobrevivência. Lei de Liebig: A lei de Liebig, em sua forma moderna, expressa a idéia de que, entre todos os fatores bióticos ou abióticos que controlam uma dada população, um deve ser limitante (isto é, ativo, controlador da dinâmica). Os atrasos produzidos por este fator limitante geralmente duram por uma ou duas gerações. A lei de Liebig enfatiza a importância dos fatores limitantes na ecologia. "Um fator é definido como limitante se uma mudança no fator produzir uma mudança na densidade média ou de equilíbrio”. Às vezes ouvimos que “tudo está relacionado na natureza" e que, portanto, uma mudança na abundância de um organismo afetará a abundância de todos os outros. Embora seja verdade que tudo na natureza esteja relacionado por meio de interações, a conclusão acima é exagerada e pode induzir a erro. As pesquisas demonstram que apenas algumas das várias interações são fortes e importantes, e que relativamentepoucas delas limitam o crescimento da população focal em um determinado tempo e local. CAPÍTULO 3 – Dinâmica de População Equilíbrio e tamanho da população Num ecossistema estável, ou em equilíbrio, o tamanho de cada população permanece mais ou menos o mesmo ao longo do tempo. Em outras palavras, há uma compensação entre reprodução e morte (por falta de alimento, por doença, por predadores). Essa situação torna-se delicada quando uma espécie não nativa é introduzida em um ecossistema, a qual passa a ter um crescimento populacional descontrolado, devido à 17 falta de seus predadores naturais. Dinâmica das populações é a parte da ecologia que estuda as variações de ocorrência de indivíduos da mesma espécie (população) e procura definir a(s) causa(s) dessas variações. Exemplo: com a caça de jacarés, há um aumento da população de piranhas resultando, desta forma, em uma variação de ocorrência. Conceitos importantes Características observadas para o controle do tamanho de uma população: densidade; taxa de natalidade; taxa de mortalidade; taxa de imigração; taxa de emigração. Densidade Demográfica- definido como o número de indivíduos em uma determinada área, ou seja, é o tamanho da população em relação a alguma unidade de espaço. Geralmente é avaliada e expressa como o número de indivíduos ou a biomassa da população por unidade de área e de volume. Taxa de Natalidade- Número de indivíduos que nascem por unidade de tempo Taxa de Mortalidade: Número de indivíduos que morrem. Imigração: Número de indivíduos que, vindos de outras áreas, entram na população; Emigração: Número de indivíduos que saem da população; 18 De modo geral, as taxas de natalidade e de imigração tendem a aumentar a densidade da população e as taxas de mortalidade e de emigração tendem a diminuí-la. 19 Potencial Biótico x Resistência do ambiente Regulam o tamanho da população, pois o potencial biótico faz o seu crescimento em ambiente favorável, já a resistência ambiental, em meio desfavorável, o impede. Esses são os fatores que mantêm o equilíbrio de uma população. 20 CAPÍTULO 4 – Sucessão Ecológica Sucessão ecológica é como denominamos o processo de alterações graduais da estrutura e composição de uma comunidade (grupo de diferentes populações que vivem em um mesmo local em um determinado período de tempo) de algum ecossistema. Resumindo: é todo processo ordenado de mudanças em um determinado ecossistema a partir da inserção de espécies em um ambiente antes inabitável ou degradado, dando início a uma sequência de comunidades, desde uma simples colonização até alcançar uma instância máxima chamada de clímax. A sucessão ecológica passa por três fases: Comunidade ecese- A ecese representa a comunidade pioneira. São os primeiros organismos a se instalarem no ambiente, como líquens, gramíneas e insetos. Comunidade Sereal-A seral é a comunidade intermediária. Representada pela vegetação de pequeno porte, arbustiva e herbácea. Nessa fase ocorrem mudanças significativas na comunidade. Comunidade Clímax- A última fase é o clímax, a comunidade estabilizada. A comunidade atinge elevado número de espécies, os nichos ecológicos são ocupados e apresenta grande quantidade de biomassa. A comunidade tende a evoluir até clímax, quando é formada por populações em equilíbrio com o meio. Entendendo as etapas da sucessão Vamos imaginar uma região completamente desabitada, constituída apenas por areia e rochas nuas. O conjunto de condições para que plantas e animais sobrevivam ou se instalem nesse ambiente são 21 desfavoráveis: a incidência luminosa direta causa altas temperaturas, a incidência de chuvas é baixa e a composição nutricional do solo é quase nula. De repente, ocorre um forte vendaval sobre essa região causando uma perturbação. Esse vento acabou transportando diversas sementes, esporos e microorganismos que se depositaram na rocha. Com o tempo, os primeiros vegetais começaram a aparecer no local. Pequenas gramíneas que independentes de um solo rico em nutrientes ou de grandes concentrações de água surgem sob o solo arenoso, enquanto que nas rochas aparecem microorganismos se fixando e formando os liquens que sobreviviam através da fotossíntese. As primeiras espécies que surgem, as pioneiras, compõem a comunidade ecese (conjunto de primeiros seres vivos a adentrarem no ecossistema). Essas são responsáveis pelas primeiras modificações ambientais do ecossistema. A atividade metabólica dos líquens vai lentamente modificando as condições iniciais da região. Os líquens produzem ácidos orgânicos que corroem gradativamente a rocha, formando através da erosão as primeiras camadas de solo. Esses processos aumentam a concentração de compostos orgânicos no solo e permitem o aparecimento de novas espécies que antes não encontravam condições favoráveis para se estabelecerem no ambiente. Próximas aos líquens, surgem as briófitas, pequenos vegetais primitivos, e também outras espécies de vegetais de maior porte como samambaias e arbustos. Também começam a aparecer os pequenos animais como insetos e moluscos. Com isso, a temperatura do ecossistema passa por processos de adequação de acordo com os organismos ali presentes, contribuindo para a formação de um ambiente mais adequado para o aparecimento de outras espécies. As espécies que aparecem após as pioneiras são chamadas de sereal. Dessa forma, etapa após etapa, a comunidade pioneira evolui até que a velocidade do processo começa a diminuir gradativamente, chegando a um ponto de equilíbrio, em que toda a energia gerada pelo ambiente é praticamente consumida por ele mesmo. Essa é a etapa final do processo de sucessão, atingindo seu desenvolvimento máximo compatível com as condições físicas do local, conhecida como comunidade clímax. 22 Tipos de Sucessão Sucessão Primária: é aquela que acontece em ambientes que não possuíam comunidades biológicas instaladas e que apresentam condições desfavoráveis, por isso, são destituídos de vida. Normalmente demora bastante até atingir a fase de Clímax. Rochas, dunas de areias e poças de lava vulcânica recém-solidificada são exemplos de regiões estéreis que sofrem esse tipo de sucessão. Sucessão Secundária: diferente da primária, essa sucessão é um processo de regenaração de uma comunidade após uma perturbação, ou seja, ocorre em um ambiente parcialmente destruído, mas que já foi anteriormente ocupado por outra comunidade biológica. Mesmo degradado, este ambiente oferece condições mais favoráveis à ocupação de novas comunidades, o que torna a sucessão mais rápida. Áreas destruídas por queimadas ou desmatamento e campos de cultivo abandonados são exemplos que sofrem esse tipo de sucessão (podemos dizer que esse tipo de sucessão normalmente é causado por humanos). 23 CAPÍTULO 5 – Relações Ecológicas Em um ecossistema, os seres vivos relacionam-se com o ambiente físico e também entre si, formando o que chamamos de relações ecológicas. Essas relações estabelecem-se na busca por alimento, água, espaço, abrigo, luz ou parceiros para reprodução. Relações intraespecíficas- As relações ecológicas ocorrem dentro da mesma população (isto é, entre indivíduos da mesma espécie), Relações Interespefícas- entre populações diferentes (entre indivíduos de espécies diferentes). Relações Harmônicas (relações positivas) Intraespecíficas (entre indivíduos da mesma espécie) 1. Sociedade (++)- União permanente entre indivíduos em que há divisão de trabalho. Uma sociedade é composta por um grupo de indivíduos da mesma espécie que vivem juntos de forma http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/Ecologia3.php http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/Ecologia4.php 24 permanente e cooperando entresi. Ex.: insetos sociais (abelhas, formigas e cupins). 2. Colônia (++)- Associação anatômica formando uma unidade estrutural e funcional. Ex.: coral, caravela. Colônia é um grupo de organismos da mesma espécie que formam uma entidade diferente dos organismos individuais. Por vezes, alguns destes indivíduos especializam-se em determinadas funções necessárias à colônia. Interespecíficas (Entre indivíduos de espécies diferentes) 1. Mutualismo (++)- Associação obrigatória entre indivíduos, em que ambos se beneficiam. Ex.: líquen (fungo + cianobactéria), cupim e protozoário, micorrizas (fungos + raízes de plantas), ruminantes e protozoários. 25 2. Protocooperação (++)- Associação facultativa entre indivíduos, em que ambos se beneficiam. Ex.: Anêmona do Mar e paguro, gado e anu (limpeza dos carrapatos), crocodilo africano e ave palito (higiene bucal). 3. Comensalismo (+0)- Associação em que um indivíduo aproveita restos alimentares do outro, sem prejudicá-lo. Ex.: Tubarão e rêmoras, leão e a hiena, urubu e o homem. 26 4. Inquilinismo (+0)- Uma espécie usa a outra como abrigo, mas somente ela se beneficia, mas sem causar prejuízos à outra. Ex: orquídeas e bromélias associadas a árvores de grande porte (epifitismo), peixe-agulha e pepino-do-mar (epizoísmo). 5. Foresia (+0)- Uma espécie transporta outra sem se beneficiar ou prejudicar. Ex: animais e carrapicho. Relações Desarmônicas (Relações negativas) Intraespecíficas (entre indivíduos da mesma espécie) 1. CANIBALISMO (+-)- Ato no qual um indivíduo alimenta-se de outro(s) da mesma espécie. Ex: Viúva-negra, louva-a-deus. 27 2. Competição intraespecíficas (--)- Disputa por territórios, parceiros sexuais, comida etc.Ex: Leões disputando território, búfalos disputando fêmeas para acasalamento. Interespecíficas (entre indivíduos de espécies diferentes) 1. Amensalismo ou antibiose (0-) Uma espécie inibe o desenvolvimento de outra. Ex.: liberação de antibióticos por determinados fungos, causando a morte de certas bactérias; maré vermelha; eucaliptos e outras plantas. 2. Predatismo ou predação (+-)- Um indivíduo mata outro para alimentar-se.Ex.: serpente e rato; leão e zebra. 28 3. Herbivorismo ou Herbivoria (+-)- Um indivíduo (consumidor) mata outro (produtor) para alimentar-se. Em termos populacionais é considerado um mutualismo indireto, pois a população de predadores controla a população de presas e vice- versa.Ex: boi e capim. 4. Parasitismo (+-)- O parasita retira do corpo do hospedeiro nutrientes para garantir a sua sobrevivência, debilitando-o gradativamente. Ex.: lombriga e ser humano, lagarta e folhagens, carrapato e cachorro etc. Ectoparasitismo– parasitas externos. Ex: pulga, carrapato, piolho. Endoparasitismo – parasitas internos. Ex: lombriga, tênia, ancilóstomo. Parasitismo intracelular – parasitas do interior de células. Ex: vírus. Holoparasitismo – parasitismo completo. Ex: cipó-chumbo. Hemiparasitismo – parasitismo incompleto. Ex: erva-de-passarinho Parasita monóxeno – com apenas um hospedeiro. Ex: lombriga. Parasita heteróxeno – com dois hospedeiros, um intermediário (fase assexuada) e um definitivo (fase sexuada). Ex: tênia, esquistossomo. 29 5. Competição intraespecífica (--)- Disputa por recursos (território, presas, etc) entre espécies diferentes com sobreposição de nichos.Ex: Leões e hienas. Princípio de Gause ou da exclusão competitiva – espécie mais eficiente na exploração do nicho, exclui a competidora em seu habitat. 6. Esclavagismo ou sinfilia (+-)- Uma espécie força outra a trabalhar.Ex: formiga e pulgão. CAPÍTULO 6 – Ciclos Biogeoquímicos Os ciclos biogeoquímicos são processos que ocorrem na natureza para garantir a reciclagem de elementos químicos no meio. São esses ciclos que possibilitam que os elementos interajam com o meio ambiente e com os seres vivos, ou seja, garantem que o elemento flua pela atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera. Padrões e tipos básicos de ciclos biogeoquímicos; A Biogeoquímica é a ciência que estuda os processos químicos que ocorrem no planeta, e mais especificamente, dos fluxos de elementos entre eles. Os principais ciclos biogeoquímicos são: 30 Ciclo do nitrogênio; Ciclo do carbono; Ciclo do oxigênio; Ciclo do fósforo; Ciclo da água. Uma característica fundamental dos ciclos biogeoquímicos é o fato dos componentes bióticos e abióticos estarem intimamente relacionados. Os elementos químicos são retirados do ambiente, utilizados pelos organismos e novamente devolvidos à natureza. A vida está continuamente sendo recriada a partir dos mesmos átomos. Quando um organismo morre, sua matéria orgânica é degradada pelos seres decompositores, representados por fungos e bactérias. Assim, os átomos que constituíam esse organismo retornam ao ambiente e podem ser novamente incorporados por outros seres vivos para produção de suas substâncias orgânicas. Sem essa reciclagem, os átomos de alguns elementos químicos fundamentais para a vida poderiam desaparecer. Para que ocorra o ciclo biogeoquímico é necessária a existência de um reservatório do elemento químico. Este reservatório pode ser a crosta terrestre ou a atmosfera. Além disso, são necessários os seres vivos que auxiliam no movimento dos elementos químicos. Classifucação dos ciclos Os ciclos biogeoquímicos podem ser classificados em dois tipos básicos, conforme a natureza de seu reservatório abiótico: Ciclo Gasoso: Possuem como reservatório a atmosfera. Exemplo: Ciclo do Nitrogênio e Ciclo do Oxigênio. Ciclo Sedimentar: Possuem como reservatório as crosta terrestre. Exemplo: Ciclo do fósforo e Ciclo da Água. Ciclo da água O ciclo da água corresponde à transformação desse recurso na natureza, sendo representado basicamente pelas mudanças de seu estado físico, através de fenômenos como evaporação e transpiração. A água é fundamental para a vida e pode ser encontrada na natureza em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. A maior parte é encontrada na forma líquida. De forma resumida, o ciclo da água ocorre da seguinte forma: 1. A água presente em lagos, rios e oceanos sofre evaporação. E as plantas liberam parte da água que absorvem através da transpiração. 31 2. O vapor de água encontra as camadas mais altas da atmosfera. Com o resfriamento, este vapor se condensa e forma as nuvens, que se precipitam na forma de chuva. 3. Assim, a água líquida atinge novamente a superfície terrestre. 4. Então, a água infiltra o solo e é absorvida pelas plantas. Os animais podem ingerir diretamente ou através da alimentação. Ciclo do carbono O ciclo do carbono corresponde ao movimento do carbono na natureza. Trata-se do elemento que constitui as moléculas orgânicas. A fotossíntese e a respiração são processos que governam o ciclo do carbono. Por isso, o ciclo inicia com a captação de gás carbônico (CO2) pelos organismos. O ciclo do carbono consiste na fixação desse elemento pelos seres autótrofos, através da fotossíntese ou quimiossíntese. Em termos de equação química destes processos temos: 6CO2 + 6H2O + energia (luz solar) → C6H12O6 + 6O2 (fotossíntese) C6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia (Respiração) Os seres autótrofos fixam o carbono na forma de compostos orgânicos. Assim, ficam disponíveis aos seres produtores e consequentemente, para os consumidores e decompositores, através da cadeia alimentar. O CO2 retorna para o meio ambiente através da respiração, decomposição ou queima de combustíveis fósseis. 32 Ciclo do oxigênio O ciclo do oxigênio consiste no movimento desse elemento entre os seus três reservatórios principais: a atmosfera, a biosfera e a litosfera. O oxigênio é o elemento mais abundante no planeta.Ele é liberado e consumido pelos seres vivos em diferentes formas químicas. Esses fatores fazem com que o ciclo seja mais complexo. A fotossíntese é a principal responsável pela produção de oxigênio e a atmosfera é o principal reservatório de oxigênio para os seres vivos, onde pode ser encontrado na forma de O2 e CO2. O2 é usado na respiração aeróbica de plantas e animais, na qual a combinação dos átomos de oxigênio e hidrogênio, formam moléculas de água. O CO2 atmosférico é usado no processo de fotossíntese e seus átomos de oxigênio passam a fazer parte da matéria orgânica das plantas. Através da respiração celular e decomposição da matéria orgânica, o oxigênio é restituído à atmosfera, fazendo parte de moléculas de água e gás carbônico. 33 Ciclo do nitrogênio O nitrogênio é encontrado na forma de N2 na atmosfera e é o principal componente do ar, correspondendo a cerca de 78% de sua composição. Apesar de sua grande disponibilidade, poucas espécies são capazes de utilizá-lo dessa forma, sendo essa uma capacidade atribuída a alguns tipos de bactérias e cianobactérias. A capacidade de capturar o N2 é essencial para garantir que esse elemento consiga completar seu ciclo entre os componentes vivos e físico-químicos do planeta. Nos componentes vivos, o nitrogênio é fundamental, pois faz parte da constituição de proteínas e ácidos nucleicos. Vale destacar também que sua deficiência no solo desencadeia problemas graves na agricultura. Os animais conseguem utilizar o nitrogênio na forma de compostos orgânicos, tais como aminoácidos e proteínas. As plantas e algas, por sua vez, utilizam o nitrogênio na forma de íons nitrato (NO3 -) ou íons amônio. O ciclo do nitrogênio assegura que esse elemento interaja com os organismos vivos e com o ambiente físico-químico. Etapas do Ciclo do Nitrogênio O ciclo do nitrogênio começa com a transformação do N2 da atmosfera em outros compostos nitrogenados. Essa transformação é denominada de processo de fixação, que pode ser físico, industrial ou biológico. A fixação física do nitrogênio ocorre quando faíscas elétricas ou relâmpagos entram em contato com o nitrogênio, o que causa a formação de amônia. A fixação industrial é realizada em fábricas. A fixação biológica ou biofixação, por sua vez, é a fixação de nitrogênio por micro-organismos, sendo essa a forma mais comum de fixação. Nesse tipo de fixação, bactérias podem converter o nitrogênio gasoso em amônia (NH3) ou íons amônio (NH4 +). https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/proteinas.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/acidos-nucleicos.htm 34 Na fixação biológica, destaca-se a ação das bactérias do gênero Rhizobium. Bactérias desse gênero associam-se a plantas leguminosas, vivendo em nódulos de suas raízes. Essa relação estabelecida é um tipo de mutualismo, uma vez que ambas são beneficiadas. Enquanto as plantas fornecem proteção e alimento, as bactérias fornecem-lhe o nitrogênio. Ao morrerem, essas plantas liberam o nitrogênio de suas moléculas orgânicas na forma de amônia (NH3). O nitrogênio pode ainda ser oxidado em nitritos e nitratos, em um processo conhecido como nitrificação que conta com a ajuda de bactérias nitrificantes (Nitrosomonas e Nitrobacter). O processo de nitrificação pode ser dividido em duas etapas: a nitrosação, em que atua a bactéria do gênero Nitrosomonas, e a nitratação, em que atua a bactéria do gênero Nitrobacter. Na nitrosação, a amônia é convertida em nitrito (No2 -); na nitratação, os íons nitrito são transformados em nitrato (NO3 -). Veja a seguir as reações químicas dessas etapas: Nitrosação: 2NH3 + 3O2 → 2NO2 - + 2H2O + 2H+ Nitratação: 2NO2 - + O2 → 2NO3 - Os compostos inorgânicos de nitrogênio liberados no solo são absorvidos e convertidos pelas plantas, algas e algumas bactérias em compostos orgânicos, que passam a estar disponíveis na cadeia alimentar. Nas plantas, o nitrato ajuda na síntese de aminoácidos e bases nitrogenadas. Os animais utilizam os compostos orgânicos, os quais são obtidos na alimentação, e liberam-nos na forma de excretas. No processo de decomposição, os compostos orgânicos podem ainda sofrer ação de bactérias que os convertem em nitrato, amônia ou até mesmo nitrogênio, capaz de retornar à atmosfera. Caso o nitrogênio siga o caminho de devolução para a atmosfera, diz-se que ocorreu um processo de desnitrificação, o qual é realizado pelas bactérias desnitrificantes. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/mutualismo.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/os-tipos-excretas.htm 35 REFERÊNCIAS BOTKIN, D. B. Ciência ambiental: Terra Planeta vivo. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. HINRICHS, R.A. KLEINBACH, M. Energia e Meio Ambiente. 4ª. Ed. São Paulo: Ed. Thompson, 2011. PRIMACK , Richard B. Biologia da conservação. Londrina: Editora Planta, 2001. RICKLEFS, R. E. A ecologia da natureza. 3ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.