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Disciplina: Ciências do Ambiente Prof. Natalia Ribeiro Bernardes Ecologia e Sustentabilidade ENERGIA NO ECOSSISTEMA •As cadeias alimentares não são isoladas; • Elas se relacionam formando uma REDE ou TEIA ALIMENTAR FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA NOS ECOSSISTEMAS • A forma e funcionamento dos organismos vivos evoluiu parcialmente em respostas às condições prevalecentes no mundo físico; • Assim, quando os organismos vivos se encontram em um ambiente adequado, dentro de seus limites de tolerância, requerem do ambiente unicamente duas coisas: • Substâncias químicas para elaborar a matéria viva e; • Energia, que é a força necessária para levar as substâncias a seu destino final. Desta forma, para seu funcionamento todo ecossistema precisa: • A estrutura trófica e o fluxo de energia através dos ecossistemas. • Os ciclos de matéria dentro e/ou entre os ecossistemas. • A diversidade biológica. ENERGIA NO ECOSSISTEMA • A energia é a capacidade de produzir trabalho, • A energia é trabalho armazenado; • A energia dentro do ecossistema está sujeita as mesmas leis que no mundo físico, e são a primeira e a segunda leis fundamentais da termodinâmica ENERGIA NO ECOSSISTEMA • Primeira lei da termodinâmica: Pelo princípio da conservação da energia, em qualquer mudança química ou física não se cria nem se destrói a energia, mas se transforma em outras formas. É impossível obter mais energia num processo que aquela que é fornecida para que o processo aconteça. • Segunda lei da termodinâmica: Em uma transformação de energia em trabalho, parte da energia inicial é degradada em uma forma de energia menos útil, de menor qualidade e mais dispersa. ENERGIA NO ECOSSISTEMA • A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas convertem a energia da luz em energia química. • A respiração é o processo mediante o qual a energia química é liberada para realizar trabalho dentro das plantas e animais. • A fotossíntese e a respiração são os mecanismos básicos por meio dos quais a matéria e a energia se movem dentro dos ecossistemas. ENERGIA NO ECOSSISTEMA Transferência de Energia • A energia solar é transferida e utilizada por todos os seres vivos. ENERGIA NO ECOSSISTEMA ENERGIA NO ECOSSISTEMA ENERGIA NO ECOSSISTEMA ENERGIA NO ECOSSISTEMA ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide de Energia • Onde parte da energia é dissipada ao passar de um nível trófico para outro, e em cada nível a energia é transformada, nunca criada. Além disso, ela indica os níveis de aproveitamento ou produtividade biológica da cadeia alimentar. ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide de Energia • Existe uma enorme diferença de biomassa entre cada nível trófico. • Os heterótrofos decompõem os tecidos orgânicos para obterem energia. Como esse processo é ineficiente parte dessa biomassa e energia é perdida. ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide de Energia • Parte de biomassa consumida se perde na forma de calor; • 80% a 96% da energia é perdida; • Por isso as pirâmides não tem mais do que 5 níveis. ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide de Energia Pirâmide de número ou freqüência Considere uma lagoa que apresenta a seguinte cadeia alimentar: ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide Direta ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide Invertida ENERGIA NO ECOSSISTEMA Pirâmide Mista Pirâmide de Biomassa ECOSSISTEMA Fluxo de Energia • Uma das características mais marcantes dos ecossistemas é que os organismos que os compõem podem ser agrupados de acordo com seus hábitos alimentares. Nesse caso, cada grupo em particular constitui aquilo que costuma se denominar nível trófico. FATORES BIÓTICOS RELAÇÕES BIOLÓGICAS ECOSSISTEMA TIPOS DE RELAÇÕES HARMÔNICAS +/+ OU +/ 0 DESARMÔNICAS + / INTRA-ESPECÍFICAS IND. DA MESMA ESPÉCIE INTERESPECÍFICAS IND. DE ESPÉCIES DIFERENTES INTRA-ESPECÍFICAS INTERESPECÍFICAS ECOSSISTEMA TIPOS DE RELAÇÕES ECOSSISTEMA ECOSSISTEMA As sociedades são associações entre indivíduos da mesma espécie, organizados de um modo cooperativo e não ligados anatomicamente. Os indivíduos componentes de uma sociedade, denominados sociais, se mantêm unidos graças aos estímulos recíprocos. São exemplos de sociedades as abelhas, algumas vespas, os cupins e as formigas.. Relações Intra-específicas Harmônicas Sociedades Relações Intra-específicas Harmônicas Colônias •Uma colônia é o agrupamento de indivíduos da mesma espécie que revelam um grau de interdependência e se mostram ligados uns aos outros, sendo impossível a vida quando isolados do conjunto, podendo ou não ocorrer divisão do trabalho. •Essas colônias são denominadas heteromorfas. •A espécie de celenterado, Phisalia caravela, as “caravelas”, formam colônias com indivíduos especializados na proteção e defesa (os dactilozóides), na reprodução (os gonozóides), na natação (os nectozóides), na flutuação (os pneumozóides), e na alimentação (os gastrozóides). ECOSSISTEMA ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTRA-ESPECÍFICAS COLÔNIAS Physalia sp. SOCIEDADE RAINHA OPERÁRIAS ZANGÕES MESMA ESPÉCIE COM UNIÃO ANATÔMICA “CARAVELA” ECOSSISTEMA CORAIS (CNIDÁRIOS) FORMIGAS NÃO HÁ UNIÃO ANATÔMICA ENTRE OS INDIVÍDUOS “DIVISÃO DE TRABALHO” ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS MUTUALISMO SIMBIOSE PROTOCOOPERAÇÃO SIMBIOSE - as 2 spp envolvidas são beneficiadas e a associação é obrigatória para a sobrevivência de ambas. ex fungos abrigam as algas, e são alimentados pelas mesmas (formando os liquens) PROTOCOOPERAÇÃO -As duas spp são beneficiadas, porém vivem de modo independente. ex nidificação coletiva de algumas aves, ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS MUTUALISMO SIMBIOSE PROTOCOOPERAÇÃO LÍQUENS ALGA (ALIMENTO) + FUNGO (PROTEÇÃO) BEM-TE-VI (SE ALIMENTA) + HIPOPÓTAMO (CARRAPATO) LÍQUENS SÃO ASSOCIAÇÕES ENTRE ALGAS UNICELULARES E FUNGOS ECOSSISTEMA Relações Interespecíficas Harmônicas Mutualismo •É uma relação onde as duas espécies envolvidas são beneficiadas e a associação é necessária para a sobrevivência de ambas. Por exemplo, a associação de algas e fungos formando os liquens. •Outro exemplo é a relação entre os cupins-térmitas e os protozoários. Como os cupins não conseguem digerir a madeira que ingerem, existem protozoários associados, em seus intestinos, para executar esta função. •Os protozoários, ao digerirem a celulose, permitem que os cupins aproveitem esta substância como alimento. •Assim, os cupins atuam como fonte indireta de alimentos e como “residência” para os protozoários. +/+ HÁ TROCA DE BENEFÍCIOS MÚTUOS ENTRE OS INDIVÍDUOS (HÁ INTERDEPENDÊNCIA) É OBRIGATÓRIO PROTOZOÁRIOS E RUMINANTES Os ruminantes são mamíferos herbívoros que possuem vários compartimentos gástricos, por isso também denominados de poligástricos, que ao contrário dos monogástricos que possuem um só compartimento gástrico, o estômago, os ruminantes possuem quatro, o rúmen, retículo, omaso e abomaso. A característica principal dos ruminantes é o consumo de fibras (celulose e hemicelulose) obtidas das gramíneas e das leguminosas, e como não possuem um sistema enzimático dotado de celulase, estes necessitam de um conjunto de microorganismos que façam a digestão das fibras. Estes microorganismos são bactérias e protozoários celulíticos, que fermentam no rúmen as fibras e produzem ácidos orgânicos (acetato, butirato e propionato) que são assimilados pelo ruminante para obter energia. ECOSSISTEMA COLÔNIAS DE BACTÉRIAS (Rhizobium sp) LEGUMINOSAS E BACTÉRIAS +/+ OS DOIS SÃO BENEFICIADOS E NÃO É OBRIGATÓRIA A RELAÇÃO ECOSSISTEMA “BEIJA-FLOR” E PLANTAS ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS COMENSALISMOINQUILINISMO COMENSALISMO - O comensalismo é a associação entre indivíduos de espécies diferentes na qual um deles aproveita os restos alimentares do outro sem prejudicá-lo. O animal que aproveita os restos alimentares é denominado comensal INQUILINISMO - tipo de associação em que apenas um dos participantes se beneficia, sem, no entanto, causar qualquer prejuízo ao outro. Nesse caso, a espécie beneficiada obtém abrigo ou, ainda, suporte no corpo da espécie hospedeira, e é chamada de inquilino. Difere por não haver cessão de alimentos ao inquilino ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS COMENSALISMO INQUILINISMO TUBARÃO + RÊMORA PEPINO DO MAR (CASA) + FIERASTER (INQUILINO) BACTÉRIA DA FLORA INTESTINAL A MAIORIA É COMENSAL ALGUMAS SÃO MUTUALISTAS ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS EPIFITISMO FORESIA EPIFITISMO: Qualificativo do vegetal que nasce sobre outro, sem dele tirar a sua alimentação. (2) Qualquer espécie vegetal que cresce ou se apóia sobre outra planta ou objeto, retirando seu alimento da chuva ou de detritos e resíduos que coleta de seu suporte. Plantas aéreas, sem raízes no solo (ODUM, 1972). (3) Planta que cresce a outra planta sem retirar alimento ou tecido vivo do hospedeiro. Foresia - é a associação entre indivíduos de espécies diferentes em que um se utiliza do outro para transporte, sem prejudicá-lo. Como exemplo temos o transporte de sementes por pássaros e insetos. VIVER EM OUTRO OU SOBRE OUTRO SEM PARASITISMO BROMÉLIAS E ORQUÍDEAS SÃO EPÍFITAS (EPIFITISMO) +/0 SE RETIRASSE SEIVA SERIA...PARASITISMO ECOSSISTEMA RELAÇÕES HARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS EPIFITISMO FORESIA ORQUÍDEAS E ÁRVORES CRACAS E SIRI ECOSSISTEMA RELAÇÕES DESARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS PREDATISMO PARASITISMO GUEPARDO E ANTÍLOPE ECTOPARASITA = CARRAPATO ECOSSISTEMA RELAÇÕES DESARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS PREDATISMO PREDATISMO - é a interação desarmônica na qual um indivíduo (predador) ataca, mata e devora outro (presa) de espécie diferente. Os predadores, evidentemente, não são benéficos aos indivíduos que matam. Todavia, podem sê-lo à população de presas. Isso porque os predadores eliminam os indivíduos menos adaptados, podendo, influir no controle da população de presas. ECOSSISTEMA RELAÇÕES DESARMÔNICAS INTERESPECÍFICAS PARASITISMO Parasitismo - é a associação desarmônica entre indivíduos de espécies diferentes na qual um vive à custa do outro, prejudicando-o . O indivíduo que prejudica é denominado parasita ou bionte. O prejudicado recebe o nome de hospedeiro ou biosado. Os parasitas podem ou não determinar a morte do hospedeiro. No entanto, os parasitas são responsáveis por muitos tipos de doenças ou parasitoses ainda hoje incuráveis. 0 parasitismo ocorre tanto no reino animal como no vegetal. PRESA X PREDADOR X ECOSSISTEMA PARASITISMO Holoparasitas e Hemiparasitas Holoparasitas são os vegetais que não realizam a fotossíntese ou a quimiossíntese. São os verdadeiros vegetais parasitas. Parasitam os vegetais superiores, roubando-lhes a seiva elaborada. É o caso do cipó-chumbo, vegetal superior ñ clorofilado. 0 cipó-chumbo possui raízes sugadoras que penetram no tronco do hospedeiro, retirando deles a seiva elaborada Hemiparasitas são os vegetais que, embora realizando a fotossíntese, retiram do hospedeiro apenas a seiva bruta. Como ex temos a erva-de-passarinho, vegetal superior clorofilado, que rouba de seu hospedeiro a seiva bruta. Os vegetais hemiparasitas apresentam, portanto, nutrição autótrofa e heterótrofa. “ERVA-DE-PASSARINHO” HEMI (PARCIAL) HOLO (TOTAL) ECOSSISTEMA RELAÇÃO DESARARMÔNICA INTRA-ESPECÍFICA CANIBALISMO FATORES QUE INFLUENCIAM: STRESS, ESPAÇO, COMPETIÇÃO E ALIMENTO Variante do predatismo, em que o indivíduo mata e como o outro da mesma espécie. ECOSSISTEMA Relações Desarmônicas Intra-específicas Canibalismo •Organismos de uma espécie que comem outros da própria espécie. Em situação de completa falta de alimento, por exemplo, ratos podem comer seus próprios filhotes. •Em invertebrados, a aranha, conhecida como viúva-negra, logo após o acasalamento, devora o macho. ECOSSISTEMA Antibiose ou Amensalismo - é a interação desarmônica onde uma espécie produz e libera substâncias que dificultam o crescimento ou a reprodução de outras podendo até mesmo matá-las. Como exemplos temos: - certas algas planctônicas dinoflageladas (do tipo Pirrófitas), quando em superpopulação (ambiente favorável) liberam substâncias tóxicas na água causando o fenômeno da maré vermelha onde ocorre a morte de vários seres aquáticos intoxicados por tais substâncias; - raízes de algumas plantas que liberam substâncias tóxicas, que inibem o crescimento de outras plantas. - folhas que caem no solo (ex.: pinheiros) liberam substâncias que inibem a germinação de sementes. - fungos do gênero Penicillium produzem penicilina, antibiótico que mata bactérias. ECOSSISTEMA CAMUFLAGEM Camuflagem: Ocorre quando uma espécie possui a mesma cor (homocromia) ou a mesma forma (homotipia) do meio ambiente. - aves e insetos de cor verde - inseto bicho-pau - urso polar (branco como neve) - leão no capim seco - mariposas iguais a folhas ECOSSISTEMA MIMETISMO Mimetismo: Ocorre quando uma espécie possui o aspecto de outra. Exemplos: - cobra-coral falsa (não venenosa) imitando a cobra-coral verdadeira (venenosa); - borboleta vice-rei, que é pequena e comestível por pássaros, imitando a borboleta monarca que é maior e de sabor repugnante aos pássaros. - mariposas imitando vespas; - moscas inócuas imitando abelhas; - borboleta-coruja com asas abertas lembram a cabeça de coruja. ECOSSISTEMA CAMUFLAGEM QUANDO O ANIMAL SE CONFUNDE COM O AMBIENTE CAMALEÃO URSO POLAR POLVO ECOSSISTEMA MIMETISMO QUANDO INDIVÍDUOS DE UMA ESPÉCIE PARECEM DE OUTRA DEFENSIVO BATESIANO imita um maior ou + perigoso MÜLERIANO utiliza maus odores ECOSSISTEMA COMPETIÇÃO Competição - a competição compreende a interação ecológica em que indivíduos da mesma espécie ou indivíduos de espécies diferentes disputam alguma coisa, como por exemplo, alimento, território, luminosidade etc. Logo, a competição pode ser intra-específica (quando estabelecida dentro da própria espécie) ou inter específica (entre espécies diferentes). Prof. Msc. Natalia Ribeiro Bernardes Email: nataliar_bernardes@yahoo.com.br Obrigada!!!
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