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ECOLOGIA GERAL E URBANA 2021 Prof. Fabricio Estevo da Silva GABARITO DAS AUTOATIVIDADES 2 ECOLOGIA GERAL E URBANA UNIDADE 1 TÓPICO 1 1 De forma simplificada, ecologia é o “estudo da casa”, que inclui todos os organismos dentro dela e todos os processos funcionais que tornam a casa habitável. Nesse sentido, a ecologia moderna propõe o conceito de níveis de organização através de uma hierarquia ecológica, ou seja, uma disposição em uma série classificada. Sobre os estudos de ecologia envolvendo classificação hierárquica, assinale a alternativa CORRETA: a) (X) Um sistema, contendo os componentes vivos (bióticos) e não vivos (abióticos) constituem biossistemas. b) ( ) A ecologia preocupa-se de forma ampla com os níveis de sistema acima daqueles da população. c) ( ) Uma bacia hidrográfica é uma unidade de ecossistema e pode ser utilizada para estudos em ampla escala devido a ocorrência de limites naturais identificáveis. d) ( ) A teoria hierárquica se configura como uma abordagem fragmentada das partes de um sistema. 2 Os processos de controle podem ser compreendidos como funções básicas que operam em todos os níveis hierárquicos, porém, de forma distinta em relação aos níveis superior e inferior do nível dos organismos. Com base no enunciado, analise as sentenças a seguir: I- Variações irregulares e imprevisíveis do clima podem causar gran- des mudanças na temperatura e na precipitação e romper com a es- trutura de populações ou comunidades biológicas; a esse respeito estamos falando do controle pulsante definido por homeorese. II- Homeostase é a incapacidade de a resistir a mudanças tornando o ambiente interno instável e, relativamente inconstante. III- Comportamento, desenvolvimento, diversidade, energética, evolução, integração e a regulação, são chamados de funções transcendentes. 3 ECOLOGIA GERAL E URBANA Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) (X) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 A ecologia é uma disciplina ampla, com vários níveis e, portanto, pode estabelecer interfaces com disciplinas mais tradicionais, e que tendem a ter foco mais estreito. De acordo essa afirmação, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Uma destas interfaces com grande importância na atualidade é a economia ecológica. ( ) O capital econômico geralmente é expresso e quantificado em unidade de energia. ( ) O capital natural é definido como os benefícios e serviços fornecidos às sociedades humanas pelos ecossistemas naturais. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Todos os sistemas ecológicos obedecem a um princípio seme- lhante. À medida que os componentes, ou subconjuntos, se com- binam para produzir um aglomerado funcional maior emergem novas propriedades que não estavam presentes no nível inferior. Disserte sobre o que são as propriedades coletivas. R.: As propriedades coletivas são o somatório dos comportamentos e não envolvem necessariamente características novas ou únicas resul- tantes do funcionamento da unidade como um todo. As novas pro- priedades emergem porque os componentes interagem, e não porque a natureza básica dos componentes foi modificada. 4 ECOLOGIA GERAL E URBANA TÓPICO 2 1 A ecologia de ecossistemas estabelece que a reciclagem de matéria e o fluxo de energia num ecossistema a ela associado proporcionam a base para a caracterização da estrutura e função daquele ecossistema. Sobre os estudos de ecologia envolvendo classificação hierárquica, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) A energia e as massas dos elementos como o silício é a “moeda” para comparar a estrutura e funcionamento de diferentes ecossistemas. b) (X) A ecologia de ecossistemas estabelece que as medidas de assimilação de energia e eficiência energética se tornam as ferramentas para exploração deste conceito termodinâmico de ecossistema. c) ( ) O ecossistema é a terceira unidade na hierarquia ecológica que é completa, ou seja, que tem todos os componentes (biológicos e físicos) necessários para sua sobrevivência. d) ( ) Nem tudo o que está recobrindo a Terra (coisas vivas e não vivas) interage formando sistemas. 5 Um modelo é a formulação que imita um fenômeno do mundo real e por meio do qual se pode fazer previsões. A modelagem dos sistemas ecológicos geralmente começa com a construção de um diagrama de blocos ou de compartimentos. Neste contexto, disserte brevemente sobre em que está baseada a linguagem de fluxo de energia de sistemas proposta por Haward T. Odum. R.: A linguagem de fluxo de energia é baseada em uma série de módu- los que representam processos e funções matemáticas, sendo conecta- dos por linhas representando caminhos de transferência de energia, materiais ou informação. Servem tanto para fluxo de energia quanto para fluxo de matéria. 5 ECOLOGIA GERAL E URBANA 2 Do ponto de vista da estrutura trófica, um ecossistema tem duas camadas: (1) um extrato autotrófico (ou produtores) em que os organismos são capazes de elaborar seu próprio alimento a partir de nutrientes e luz solar (fotossíntese); e (2) o extrato heterotrófico alimentando-se dos produtores. Com base no enunciado, analise as sentenças a seguir: I- A floresta é um exemplo de um típico ecossistema. As árvores e outras plantas produtoras utilizam a energia solar e os nutrientes químicos para elaborar matéria orgânica que é comida pelos consumidores e que devolvem os nutrientes à raiz das plantas. II- A classificação ecológica (produtores, fagótrofos, saprófagos - decompositores, entre outros) diz respeito à função, não às espécies em si. III- Os organismos designados como macro consumidores obtém sua energia através do sol. Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 As condições ambientais, incluindo os organismos adaptados a essas condições, mudam gradualmente ao longo de um gradiente, mas é frequente ocorrer pontos de mudança abrupta, conhecidos como ecótonos. De acordo essa afirmação, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O ecótono é uma zona de transição entre sistemas ecológicos adjacentes. ( ) Ecótonos podem ser zonas abruptas de variação de vegetação no espaço, como ocorre quando as temperaturas de crescem conforme a elevação aumenta a montanha acima. ( ) Bordas, ecótonos e fronteiras são sinônimos, representam a realidade que divide os ecossistemas. 6 ECOLOGIA GERAL E URBANA Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) (X) V – V – F. b) ( ) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Os ecossistemas são formações de vida e ambiente, caracterizadas por uma certa estabilidade e por circuitos internos de trocas de substâncias. Disserte sobre por que um ecossistema não é apenas um agrupamento de organismos em um dado ambiente caracterizável? R.: Para que um agrupamento de organismos se torne um ecossistema é necessário que o volume de trocas internas (interações) seja maior que as trocas periféricas de substâncias, ou seja, um ecossistema é um agregado de espécies que interagem por meio de uma organização mínima, capaz de permitir o armazenamento da energia que flui atra- vés de suas fronteiras físicas. 5 A diversidade do ecossistema pode ser definida como diversidade genética, diversidade das espécies, diversidade do habitat e diversidade dos processos funcionais que mantém os sistemas complexos. Existem dois componentesda diversidade: (1) o componente “riqueza” ou “variedade”; e (2) abundância relativa ou componente de repartição das unidades individuais entre os diferentes tipos. Neste contexto, disserte brevemente sobre por que é importante levar em consideração tanto componente abundância relativa como componente riqueza. R.: O motivo pelo qual é importante levar em consideração tanto componente abundância relativa como componente riqueza é que dois ecossistemas podem ter a mesma riqueza, mas seria muito diferente porque a repartição dos tipos é diferente. Por exemplo, as comunidades em dois ecossistemas diferentes podem apresentar, cada uma delas, dez espécies, mas uma das comunidades pode ter 7 ECOLOGIA GERAL E URBANA TÓPICO 3 1 A energia inicialmente entra no reino biológico do ecossistema via fotossíntese e produção vegetal, o que proporciona energia para os animais e micro-organismos não fotossintetizadores. Sobre as características termodinâmicas dos ecossistemas, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Os ecossistemas e organismos são sistemas termodinâmicos fechados, em estado de equilíbrio e sem trocas de energia. b) ( ) A cada passo da transferência de energia de um organismo para o outro, uma nova parte da energia é criada, conforme a primeira lei da termodinâmica. c) (X) A Terra não está em estado estável de energia, pois a entrada contínua do fluxo de energia do sol mantém enormes potenciais de energia e diferenças de temperatura. d) ( ) De acordo com a lei da entropia, as transformações da energia são “multidirecionais”, semelhantes ao comportamento cíclico da matéria. 2 Os organismos que estão na superfície da Terra ou perto dela são constantemente irradiados pela radiação solar e térmica das ondas longas advindas das superfícies do entorno. A energia radiante que atinge a superfície da Terra em um dia claro é por volta de 10% ultravioleta, 45% visível e 45% infravermelha. Com base no enunciado, analise as sentenças a seguir: I- A radiação solar que atinge a superfície da Terra não sofre qualquer alteração ao passar através da atmosfera, poeiras ou gases. II- Praticamente 100% da energia solar é convertido em alimento e outras biomassas. aproximadamente o mesmo número de indivíduos (digamos, dez indivíduos) em cada espécie (alta uniformidade ou equitatividade), ao passo que, na outra, a maioria dos indivíduos pode pertencer a uma única espécie dominante (baixa uniformidade). 8 ECOLOGIA GERAL E URBANA III- A radiação solar que atinge a Terra consiste de três componentes: luz visível, e dois componentes invisíveis (ondas curtas ultravio- letas e ondas longas infravermelhas). Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) (X) Somente a sentença III está correta. 3 As plantas, algas e algumas bactérias captam a energia luminosa e a transformam em energia de ligações químicas. Este processo é chamado de produção primária e sua taxa é quantificada como produtividade primária. De acordo essa afirmação, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A produção primária independe de variações na luz e na temperatura. ( ) As plantas e os outros autótrofos fotossintetizadores formam a base de todas as cadeias alimentares, sendo então chamados de produtores primários do ecossistema. ( ) devido à grande quantidade de nutrientes, a maior produtivida- de terrestre do planeta está localizada nas regiões temperadas e nos polos. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – V – F. b) ( ) V – F – V. c) (X) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 A produtividade primária de um ecossistema é definida como a taxa a que a energia radiante é convertida em substâncias orgânicas pelas atividades fotossintética e quimiossintética dos organismos produtores (principalmente plantas verdes). Disserte sobre a eficiência fotossintética e quanto ela pode variar. 9 ECOLOGIA GERAL E URBANA R.: A eficiência fotossintética é a porcentagem de energia na luz do sol que é convertida para produção primária durante a estação de cresci- mento. Essa medida proporciona um índice útil das taxas da produ- ção primária sob condições naturais. Quando a água e os nutrientes não limitam severamente a produção vegetal, eficiência fotossintética de um ecossistema como um todo varia entre 1% e 2%. 5 A quantidade de energia que alcança cada nível trófico depende da produção primária líquida na base da cadeia alimentar e das eficiências das transferências de energia em cada nível trófico acima. Neste contexto, disserte brevemente sobre o fluxo de energia e a eficiência de sua transferência (balanço energético). R.: O fluxo de energia e a eficiência de sua transferência descrevem certos aspectos da estrutura de um ecossistema: o número de níveis tróficos, a importância relativa de detritívoros e herbívoros, os valo- res de equilíbrio de biomassa e detritos acumulados e taxas de troca de matéria orgânica. O balanço energético total do ecossistema reflete o equilíbrio entre créditos e débitos, exatamente como numa conta bancária. O ecossistema ganha energia através da assimilação fotos- sintética de luz pelos autótrofos e através do transporte de matéria orgânica para dentro do sistema a partir de fontes externas. Materiais orgânicos produzidos fora do sistema são chamadas de entradas ou alóctones; a fotossíntese que ocorre dentro do sistema é chamada de produção autóctones. UNIDADE 2 TÓPICO 1 1 Os elementos químicos, incluindo todos os elementos essenciais para a vida, diferentemente da energia, tendem a circular na biosfera em caminhos característicos permanecendo dentro do ecossistema, onde continuamente circulam entre os organismos 10 ECOLOGIA GERAL E URBANA e o ambiente físico. Esses caminhos são conhecidos como ciclos biogeoquímicos. Sobre a circulações e os movimentos dos elementos nos ecossistemas, assinale a alternativa CORRETA: a) (X) Os elementos circulam rapidamente entre determinados compartimentos de ecossistemas e muito mais lentamente entre outros. b) ( ) Os elementos circulam sempre com a mesma velocidade entre os compartimentos de ecossistemas. c) ( ) O movimento dos elementos dentro e entre os compartimentos ocorrem sem envolver energia. d) ( ) Formas orgânicas e inorgânicas dos elementos estão sempre prontamente acessíveis para os agentes de transformação. 2 Dos elementos que ocorrem na natureza, sabe se que entre 30 e 40 são exigidos pelos organismos vivos (elementos essenciais). Alguns elementos, como o carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, são necessários em grandes quantidades; outros, em pequenos ou até minúsculas. Com base nos estudos de biogeoquímica, analise as sentenças a seguir: I- A humanidade acelerou a circulação de muitos materiais de modo que processos autorreguladores que tendem manter a homeorese estão oprimidos. II- Os elementos na natureza sempre estão distribuídos de forma homogênea. III- Os elementos na natureza quase nunca estão presentes na mesma composição química em todo ecossistema. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) (X) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 O nitrogênio assume muitos estados de oxidação no seu ciclo nos ecossistemas. A fonte em última instância de nitrogênio para vida está no nitrogênio molecular (N2) na atmosfera. 11 ECOLOGIA GERAL E URBANA Essa forma de nitrogênio se dissolve com alguma extensão na água, mas está ausente da rocha nativa. De acordo com o ciclo biogeoquímico do nitrogênio, classifique V para as sentenças verdadeirase F para as falsas: ( ) O elemento químico nitrogênio é essencial para todas as formas de vida e seus produtos. ( ) A fixação de nitrogênio é um processo particularmente caro em termos de energia, pois é necessária muita energia para quebrar a tripla ligação molecular de N2. ( ) A produção e utilização de fertilizantes nitrogenados vem aumentando a biodiversidade e reduzindo o número de pragas e doenças no mundo. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – V – F. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Durante a segunda metade do século XX, a concentração de CO2 na atmosfera aumentou de forma significativa, assim como outros gases de efeito estufa que refletem o calor solar de volta para a Terra. O depósito atmosférico de carbono é muito pequeno, se comparado com a quantidade de carbono presente no oceano. Disserte sobre como o carbono as atividades humanas contribuem para o aumento de CO2 atmosférico. R.: A queima de combustíveis fósseis, aliada à agricultura e ao des- matamento, vem contribuindo para o aumento contínuo de CO2 na atmosfera. A perda líquida CO2 (adição de mais CO2 na atmosfera do que é removido) pela agricultura ocorre processo porque o CO2 fi- xado por cultivos (muitos deles ativos apenas uma parte do ano) não compensa o CO2 liberado do solo, especialmente em consequência de 12 ECOLOGIA GERAL E URBANA TÓPICO 2 1 Os padrões globais de temperatura e precipitação são estabelecidos pela energia da radiação solar. O clima da terra tende a ser frio e seco na direção dos polos e quente e úmido na direção do equador terrestre. Sobre a circulação atmosférica e padrões globais de ventos, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) A região dentro da qual as correntes superficiais de ar dos subtrópicos norte e sul se encontram, perto do equador, e iniciam a subida sobre o aquecimento do Sol é chamada de células de Hadley. b) (X) A região dentro da qual as correntes superficiais de ar dos subtrópicos norte e sul se encontram, perto do equador, e iniciam a subida sobre o aquecimento do Sol é chamada de convergência intertropical. frequentes aragens. A remoção de florestas também libera o carbono armazenado nas matas recentemente queimadas, além disso, o solo exposto libera carbono por meio de oxidação de húmus, quando a terra for usada para agricultura ou desenvolvimento urbano. 5 A água proporciona o modelo físico de reciclagem de elementos no ecossistema. A água está envolvida quimicamente na fotossíntese, mas são a evaporação, a transpiração e a precipitação que dirigem a maior parte do movimento da água através dos ecossistemas terrestres. Neste sentido, disserte sobre como estes processos físicos, acoplam o movimento da água com as transformações de energia. R.: A energia é consumida para evaporar a água porque as moléculas de vapor de água têm um conteúdo energético mais alto do que as moléculas de água líquida. Essa energia é liberada como calor quando o vapor de água se condensa na atmosfera para produzir precipitação. 13 ECOLOGIA GERAL E URBANA c) ( ) As correntes superficiais de ar dos subtrópicos norte e sul é chamada de células de Ferrel d) ( ) A região das correntes superficiais de ar dos trópicos é chamada de correntes de jato. 2 A variação nas condições marinhas é causada pelos ventos, que impulsionam as grandes correntes de superfície dos oceanos, e pela topografia subjacente da bacia oceânica. Além disso, as correntes profundas são estabelecidas por diferenças na densidade da água do oceano causadas por variações na temperatura e na salinidade. Com base nos conhecimentos estudados sobre circulação oceânica, analise as sentenças a seguir: I- A água quente circula na direção do equador ao longo das costas orientais dos continentes. II- Quando as correntes superficiais se afastam na superfície, elas tendem a puxar água localizada imediatamente abaixo para cima a partir das camadas inferiores, esse fenômeno é conhecido como ressurgência. III- A rotação da Terra empurra as correntes em direção as bordas continentais, promovendo o empilhamento de água na costa com o auxílio dos ventos. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) (X) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 Características topográficas e geológicas provocam variações locais no clima. A topografia e a geologia podem modificar o ambiente numa escala local dentro de regiões que, de outro modo, teriam clima uniforme. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O resfriamento adiabático é atingido a partir de altitudes superiores a 5.000 m, ou seja, a altitude aproximada da linha de neve nas montanhas. 14 ECOLOGIA GERAL E URBANA ( ) Em áreas montanhosas, a inclinação da terra e a sua exposição ao sol influenciam a temperatura e o teor de umidade do solo. ( ) As temperaturas em ambientes montanhosos tropicais são muito variáveis o que dificulta a sobrevivência de muitas plantas e animais nestas regiões. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) ( ) V – F – V. c) (X) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 O solo desafia a elaboração de uma simples definição, mas podemos descrevê-lo como a camada de material alterado quimicamente e biologicamente que recobre a rocha ou outros materiais inalterados na superfície terrestre. Disserte sobre como se dá o processo de laterização dos solos, como este fenômeno se intensifica e quais as consequências para os solos de regiões tropicais. R.: O solo se intemperiza até grandes profundidades nos climas quentes e úmidos de muitas regiões tropicais e subtropicais. Um dos aspectos mais distintos da intemperização sob essas condições é a decomposição das partículas de argila, que resulta na lixiviação da sílica do solo fazendo com que os óxidos de ferro e de alumínio pre- dominem no perfil do solo. Este processo é chamado de laterização, e os óxidos de ferro e alumínio dão aos solos lateríticos sua coloração característica avermelhada. A laterização é intensificada em certos so- los que se desenvolvem sobre material parental deficiente em quartzo (SiO2) mas rico em ferro e magnésio (basalto, por exemplo); estes so- los contêm pouca argila, no início, porque não possuem silício. Uma das consequências da laterização em muitas partes dos trópicos é que a capacidade do solo em reter nutrientes é muito baixa. Sem partícu- las de argila e húmus para reter nutrientes minerais, eles são rapida- mente lixiviados para fora do solo. 15 ECOLOGIA GERAL E URBANA 5 Estratégias agrícolas das zonas temperadas do norte, que envolvem a monocultura de plantas anuais de vida curta, são inapropriadas para as regiões tropicais. Neste contexto, disserte sobre o padrão de ciclagem de nutrientes nos trópicos e nas zonas temperadas e explique a alta produtividade sob condições naturais dos ecossistemas tropicais. R.: Em regiões frias, uma grande porção de material orgânico e de nutrientes disponíveis está sempre situada no solo ou sedimento. Nos trópicos, uma porcentagem muito maior está localizada na biomassa e é reciclada rapidamente no interior do sistema, auxiliada por algu- mas adaptações biológicas para a conservação dos nutrientes, incluin- do simbiose mutualística entre microrganismos e plantas. Os ecos- sistemas tropicais pobres em nutrientes são capazes de manter alta produtividade sob condições naturais porque o controle da comuni- dade e a ciclagem de nutrientes é mais biológico. Como os estoques de nutrientes estão na biomassa, uma variedade de mecanismos evo- lutivos de conservaçãode nutrientes é capaz de promover a ciclagem mais direta das plantas de volta para as plantas. TÓPICO 3 1 Os processos de regeneração de nutrientes são diferentes em sistemas terrestres e aquáticos. Ambos os sistemas apresentam transformações químicas e bioquímicas semelhantes: oxidação de carboidratos, nitrificação e oxidação quimioautotrófica de enxofre, entre muitas outras. Apesar disso, os sistemas terrestres e aquáticos diferem na base material para regeneração de nutrientes. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As rochas ígneas (granito e basalto, por exemplo) são importantes fontes de nitrogênio para o solo através do intemperismo. b) ( ) Os ciclos de nutrientes nos ecossistemas terrestres e aquáticos resultam de reações químicas e bioquímicas diferentes. 16 ECOLOGIA GERAL E URBANA c) ( ) Uma importante fonte de novos nutrientes em sistemas aquáticos é o intemperismo que promove a liberação de cálcio (Ca2+), potássio (K+), sódio (Na+) e Magnésio (Mg2+). d) (X) Em ecossistemas terrestres, a maior parte do metabolismo do ecossistema é aeróbica, e a maioria dos elementos circula através de detritos na superfície do solo. 2 Os nutrientes frequentemente limitam a produção nos oceanos. De modo geral, a produção primária em ecossistemas marinhos está intimamente relacionada com o suprimento de nutrientes, particularmente nitrogênio, nas camadas superficiais de água. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: I- Em águas profundas respiração bacteriana utiliza todo o oxigênio molecular para oxidar a amônia. II- Áreas que possuem fortes ressurgências, apresentam baixa produtividade primária. III- A produtividade primária dos oceanos apresenta altas taxas de fixação de carbono em mares rasos, tanto nos trópicos quanto nas altas latitudes. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) (X) Somente a sentença III está correta. 3 A mistura vertical da água requer muita entrada de energia para acelerar as massas de água e mantê-las em movimentos. O movimento vertical da água pode ser impedido em sistemas aquáticos quando a luz do Sol aquece a água da superfície, estabelecendo uma termoclina ou quando a água doce flutua sobre a água salgada mais densa. Esta última situação acontece em estuários, nas bordas do gelo em derretimento e quando a chuva extremamente densa. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 17 ECOLOGIA GERAL E URBANA ( ) Em regiões árticas e subárticas, devido à forte presença de águas geladas, a termoclina e mais pronunciada que em outras regiões do planeta. ( ) Uma situação típica de muitos lagos e lagoas de zonas temperadas é aquela em que a estratificação térmica durante o verão impede a mistura vertical. ( ) O movimento vertical da água pode ser impedido em sistemas aquáticos quando a luz do Sol aquece a água da superfície, estabelecendo uma termoclina. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) ( ) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) (X) F – V – V. 4 A regeneração de nutrientes em ecossistemas terrestres ocorre principalmente no solo. As plantas assimilam os elementos presentes no solo muito mais rapidamente do que são gerados pelo intemperismo do material parental. Disserte sobre como a qualidade dos detritos em ecossistemas terrestres influencia a taxa de regeneração dos nutrientes. R.: A produção vegetal depende da rápida regeneração de nutrientes a partir dos detritos e de sua retenção nos ecossistemas. Os detritos orgânicos estão em toda parte, nos habitats terrestres, onde as partes das plantas não consumidas pelos herbívoros se acumulam na super- fície do solo, juntamente com os excretas de animais e outros restos orgânicos. 90% ou mais da biomassa vegetal produzida em habitats florestais passam por reservatórios de detritos. Os processos de de- caimento decompõem os detritos, liberando os nutrientes que contêm em formas que podem ser reutilizadas pelas plantas. 5 Em ecossistemas aquáticos os nutrientes são regenerados lenta- mente nas camadas profundas de água e sedimentos pelo movi- mento de nutrientes para dentro das camadas inferiores de água 18 ECOLOGIA GERAL E URBANA e depósitos de sedimentos bentônicos, a partir dos quais serão regenerados e retornarão às zonas de produtividade. Disserte so- bre as diferenças entre solos e sedimentos nos processos de rege- neração de nutrientes. R.: Os papéis dos solos e sedimentos nos processos regeneração de nutrientes diferem de duas maneiras importantes: (1) a regeneração de nutrientes a partir dos detritos terrestres acontece perto das raízes das plantas, onde os nutrientes são assimilados. Por outro lado, as algas e plantas aquáticas, assimilam nutrientes da coluna de água nas camadas superiores iluminadas (fóticas), frequentemente removidos dos sedimentos do fundo; (2) a decomposição de detritos terrestres ocorre, na maior parte, aerobicamente, e, portanto, relativamente rápido. Por outro lado, os sedimentos aquáticos frequentemente se tornam deplecionados de oxigênio, o que retarda bastante a maioria das transformações bioquímicas e modifica os caminhos através dos quais alguns elementos são reciclados. TÓPICO 4 1 O sucesso de um organismo ou de uma comunidade biótica inteira depende de um complexo de condições. Qualquer condição que se aproxime ou exceda os limites de tolerância é chamada de condição limitante ou fator limitante. Considerando que os organismos têm um mínimo e um máximo ecológico, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Indivíduos reprodutivos, sementes, ovos, embriões, plântulas e larvas geralmente possuem limites de tolerância mais amplos que as plantas e animais adultos não reprodutivos.. b) ( ) Estenoalino-eurialinos refere-se a tolerância estreita e ampla, respectivamente, da seleção de habitat. 19 ECOLOGIA GERAL E URBANA c) (X) Se um organismo tem um amplo limite de tolerância ao fator relativamente constante presente em quantidades moderadas do ambiente, é provável que esse fator não seja limitante. d) ( ) Os ecótipos são subespécies geneticamente diferenciadas e pouco adaptadas a um conjunto de condições ambientais em particular. 2 Organismos não são subjugados pelo ambiente físico; eles se adaptam e modificam o ambiente físico para reduzir os efeitos limitantes da temperatura, luz, água e outras condições físicas de existência. Essa compensação de fator é particularmente eficiente no nível de organização de comunidade, mas também ocorre dentro das espécies. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: I- A compensação de fator ocorre tanto ao longo dos gradientes sazonais como dos geográficos. II- Em ambientes pobres em nutrientes, a reciclagem eficiente entre os autótrofos e os heterótrofos compensa a escassez de nutriente. III- A compensação de fator depende exclusivamente de alteração genética e, portanto, sem ajustes fisiológicos. Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 O amplo conceito de fatores limitantes não se restringe aos fatores físicos, pois as inter-relações biológicas são tão importantes quanto esses fatores no controle da distribuição real e da abundância dos organismos na natureza. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Os organismos medem o tempo de suas atividades sazonais nas zonas temperadas é o comprimento do dia ou fotoperíodo. ( ) As radiações ionizantes recebidas,principalmente do espaço são a principal causa dos danos da radiação à vida na Terra. 20 ECOLOGIA GERAL E URBANA ( ) Os organismos aquáticos geralmente têm amplitudes mais estreitas de tolerância à temperatura que os animais terrestres. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 4 Em ambientes aquáticos as quantidades de oxigênio, dióxido de carbono e outros gases atmosféricos dissolvem-se na água, portanto a disponibilidade para os organismos varia muito conforme a época e o local. Disserte sobre como o oxigênio é um fator limitante crítico em ambientes aquáticos em termos de quantidade, solubilidade e fontes de oxigênio. R.: Apesar de o oxigênio ser mais solúvel em água que o nitrogênio, a quantidade real de oxigênio que a água pode manter sob condições mais favoráveis é muito menor que a quantidade presente na atmos- fera. A quantidade de oxigênio por litro de água não excede 10 cm². A temperatura e o sais dissolvidos afetam muito a capacidade da água de manter o oxigênio; a solubilidade do oxigênio é aumentada em baixas temperaturas e reduzida em alta salinidade. O fornecimento de oxigênio na água vem de duas fontes principais: (1) por difusão do ar; e (2) por fotossíntese das plantas aquáticas. 5 A utilização de inseticidas para o controle de pragas trouxe consequências desastrosas, tanto para o ambiente como para as culturas que foram objeto da utilização destas substâncias. Os estudos demonstram que além das pragas desenvolverem resistência aos pesticidas, as lavouras perdem produtividade e rendimento. Neste contexto, disserte sobre como se dá o manejo de pragas com base ecológica. 21 ECOLOGIA GERAL E URBANA R.: Manejo de pragas com base ecológica, envolve práticas culturais e de manejo que desencorajam as pragas, a promoção de parasitas e predadores de inseto e ervas daninhas (controle biológico), bem como engenharia biológica de plantas que produzem seus próprios inseticidas, combinado com uso prudente de pesticidas menos tóxicos de vida curta. UNIDADE 3 TÓPICO 1 1 A densidade populacional é o tamanho de uma população em relação a uma unidade de espaço definido. Geralmente é expressa como o número de indivíduos ou da biomassa da população por área ou volume unitário. Sobre os atributos biológicos das populações, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) O metabolismo total do indivíduo, decresce com aumento do tamanho.. b) ( ) Em um determinado nível, quanto maiores os indivíduos, menor a biomassa. c) ( ) A taxa metabólica por unidade de peso de organismos grandes é maior do que em organismos pequenos. d) (X) A densidade ecológica é o número por unidade área disponível que pode ser colonizado pela população. 2 Uma população tem diversas propriedades que, embora mais bem expressa como variáveis estatísticas, são propriedades únicas do grupo e não são características dos indivíduos no grupo. Várias medidas e termos especiais são aplicáveis apenas a populações ou grupos de populações específicas. Com base nestas definições, analise as sentenças a seguir: 22 ECOLOGIA GERAL E URBANA I- A natalidade ecológica ou efetiva se refere ao crescimento popu- lacional sob uma condição ambiental de campo específica ou real. II- Por serem organismos pequenos taxa de metabolismo por grama de biomassa em algas, bactérias e protozoários é proporcional ao seu tamanho e, portanto, muito mais baixa que a taxa metabólica por unidade de peso. III- A taxa metabólica específica de peso aumenta conforme o tamanho do indivíduo diminui. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) (X) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 Os ecólogos estão sempre mais interessados em como e a que taxa a população está mudando do que em seu tamanho absoluto e composição a qualquer tempo. O estudo das mudanças no número relativo de organismos em populações é chamado de dinâmica de populações. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) Uma taxa pode ser obtida dividindo-se a mudança em alguma quantidade pelo período de tempo que passou durante a mudança. ( ) O ponto de inflexão indica que após esse ponto da curva sigmoide de crescimento, a taxa de aumento começa a acelerar até o crescimento máximo. ( ) Quando o ambiente é ilimitado a taxa específica de crescimento se torna constante e máxima para as condições microclimáticas existentes. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) (X) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) ( ) F – F – V. 23 ECOLOGIA GERAL E URBANA 4 A deseconomia de escala é uma característica intrínseca dos ecossistemas naturais, mas alguns dos custos crescentes da complexidade são equilibrados pelos benefícios. Disserte sobre como a lei dos retornos decrescentes interferem no tamanho teórico máximo da população. R.: Conforme um ecossistema se torna maior e mais complexo, au- menta a proporção da produção primária bruta que deve ser respira- da pela comunidade para manter seus aumentos, e a proporção que pode entrar no crescimento futuro do tamanho diminui. Quando es- sas entradas e saídas se equilibram, o tamanho não pode aumentar mais sem ultrapassar a capacidade de manutenção. Quando os custos de energia de manutenção equilibram-se com a energia disponível, o tamanho teórico máximo ou a capacidade de suporte foi atingido, além do que foram estabelecidos os retornos decrescentes de escala. 5 Energia de manutenção consiste na taxa de repouso ou taxa basal do metabolismo mais um múltiplo desse para cobrir a atividade mínima necessária à sobrevivência sob condições de campo. Essa energia para existência deve ser estimada por observação de tempo e energia no campo, porque varia muito se a espécie for sedentária ou ativa. Neste contexto, disserte e explique como por meio da seleção natural essa repartição de energia se processa em animais e plantas. R.: Os organismos atingem uma relação custo-benefício de entrada de energia menos a energia de custo de manutenção tão favorável quanto possível. Para os autótrofos, essa eficiência envolve luz utili- zável, convertível em alimento, menos a energia exigida para manter as estruturas de captação de energia (folhas, por exemplo) como uma função do tempo que a energia luminosa está disponível. Para os ani- mais, o fator crítico é a proporção de energia utilizável do alimento menos o custo energético da busca e do consumo de itens alimenta- res. Pode-se atingir a otimização de duas maneiras básicas: (1) mini- mizando o tempo com a busca ou conversão eficiente; ou (2) maximi- zando a energia líquida selecionando itens grandes de alimento ou fontes facilmente conversíveis de energia, por exemplo. 24 ECOLOGIA GERAL E URBANA TÓPICO 2 1 Questões acerca de comunidades focalizam as origens evolutivas das propriedades comunitárias, as relações entre organização e estabilidade comunitária e a regulação das diversidades de espécie. O debate sobre a natureza das comunidades continua atualmente. É uma questão importante porque as propriedades dos conjuntos de espécies que coexistem no mesmo lugar compõem todas as interações entre elas. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA: a) (X) Interação evolutiva entre organismos na qual a troca de informações genéticas entre os participantes e mínima ou ausente é a coevolução. b) ( ) Compostos que tornam as plantas menos palatáveis são denominado compostos primários. c) ( ) A seleção de grupo opera ao nível de população sem qualquer interferência positiva na comunidade d) ( ) Sobrevivência e reproduçãobem-sucedida não são baseadas em cooperação. 2 Os naturalistas sabem há séculos que mais espécies vivem nas regiões tropicais do que nas zonas temperadas e boreais. Os ecólogos frequentemente desejam caracterizar a estrutura e funcionamento das comunidades biológicas. Com base nas definições medidas da estrutura da comunidade, analise as sentenças a seguir: I- O número de espécies de uma comunidade é frequentemente denominado de riqueza de espécies. II- Numa dada área, umas poucas espécies são abundantes e muitas mais são raras. III- O ponto de vista holístico argumenta que a estrutura da comunidade reflete uma propriedade coletiva de seus componentes individuais. 25 ECOLOGIA GERAL E URBANA Assinale a alternativa CORRETA: a) (X) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) ( ) Somente a sentença III está correta. 3 O termo comunidade tem frequentemente designado um conjun- to de plantas e animais que ocorre numa determinada localidade, e dominada por uma ou mais espécies proeminentes ou por algu- mas características físicas. De acordo com os conceitos holístico e individualista de organização comunitária, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A vegetação específica de cada área representa uma comunidade distinta separada das outras comunidades por transições vegetacionais bem definidas (comunidade fechada). ( ) Na comunidades vegetais muitas espécies têm distribuições ecológicas sobrepostas e ecótonos bem definidos. ( ) O conceito de contínuum estabelece que as populações de plantas e animais substituem-se umas às outras ao longo de gradientes de condições físicas. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) ( ) F – V – V. c) (X) V – F – V. d) ( ) F – F – V. 4 As teias alimentares estão baseadas em relações funcionais, que enfatizam as conexões entre as populações e reconhecem, por exemplo, que nem todos os herbívoros consomem todos os produtores. Disserte sobre o seja a cascata trófica e explique com exemplos do ecossistema aquático como se processa o controle top-down (“de cima para baixo”). 26 ECOLOGIA GERAL E URBANA R.: A cascata trófica realça os efeitos indiretos das interações consumi- dor-recurso estendidos aos níveis tróficos da comunidade. Quando níveis tróficos mais altos determinam o tamanho dos níveis tróficos abaixo deles, essa situação é dominada de controle top-down (“de cima para baixo”). A melhor evidência do controle top-down vem dos ecossistemas aquáticos, nos quais as plantas e as algas especial- mente o fitoplâncton, são altamente digestíveis. Experimentos reali- zados com a adição e remoção de nutrientes inorgânicos (fósforo e nitrogênio), em comunidades aquáticas de microcosmo, mostraram que os consumidores poderiam deprimir o tamanho do nível trófico imediatamente abaixo deles e aumentar a abundância relativa de or- ganismos dos níveis de baixo (top-down). Além do mais, a pastagem de zooplâncton mudou a dominância de organismos no nível trófico do produtor (top-down). Com alta adição de nutrientes, as popula- ções crescentes de zooplâncton deprimiram os flagelados e as algas e permitiram que as densidades bacterianas aumentassem (top-down). Quando os peixes foram adicionados a este experimento eles impe- diram que o zooplâncton aumentasse junto com o aumento dos nu- trientes, e as algas, assim como as bactérias, responderam aos altos níveis de nutrientes (top-down). 5 A associações entre duas populações de espécies que resultam em efeitos positivos podem ser consideradas em uma sequência evolutiva. Neste contexto, explique por que o mutualismo não se parece o parasitismo citando o exemplo dos liquens. R.: O mutualismo parece substituir o parasitismo conforme o ecossis- tema evolui em direção à sua maturidade, e isso parece ser importan- te quando algum aspecto do ambiente é limitante. Os liquens são ge- ralmente classificados como única espécie, embora sejam compostos de duas ou mais espécies não relacionadas. Nos liquens, pode-se ver as evidências de uma evolução do parasitismo para o mutualismo. Por exemplo, em alguns dos liquens mais primitivos, o fungo de fato penetra nas células das algas e são, dessa forma, essencialmente para- sitas das algas. Nas espécies mais avançadas, os micélios ou hifas dos fungos não penetram no interior das células das algas, mas os dois vivem em harmonia. 27 ECOLOGIA GERAL E URBANA TÓPICO 3 1 O desenvolvimento do ecossistema ou sucessão ecológica, envolve mudanças na repartição de energia, na estrutura das espécies e nos processos da comunidade. Sobre as etapas da sucessão ecológica, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) O estágio seral inicial é denominado estágio pioneiro também conhecida como sucessão secundária. b) ( ) A velocidade da sucessão aumenta conforme as plantas maiores aparecem. c) (X) O clímax é melhor entendido através do estado do metabolismo da comunidade do que pela composição específica. d) ( ) espécies com pequenas sementes, facilmente carregadas pelo vento, são membros da comunidade clímax. 2 Dois fatores determinam quando uma espécie se estabelece numa sere: (1) quão prontamente ela invade um habitat perturbado ou recém-formado; e (2) sua resposta para as mudanças que ocorrem no ambiente ao longo do curso da sucessão. Com base nas definições dos enfoques das modalidades de Engenharia, analise as sentenças a seguir: I- As espécies clímax alocam uma proporção maior de sua produção para os tecidos das folhas para aumentar sua capacidade competitiva. II- A composição de espécies de uma comunidade não se altera após a forma de crescimento clímax ser atingida. III- À medida que uma comunidade amadurece, a relação entre biomassa e produtividade aumenta. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e II estão corretas. b) ( ) Somente a sentença II está correta. c) ( ) As sentenças I e III estão corretas. d) (X) Somente a sentença III está correta. 28 ECOLOGIA GERAL E URBANA 3 Muitos fatores determinam a composição de uma comunidade clímax, entre elas os nutrientes do solo, a umidade, a declividade e a exposição. Considerando que as comunidades clímax possam ser mantidas por condições ambientais extremas, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A pressão de pastagem dos herbívoros não é capaz de modificar uma comunidade clímax. ( ) As florestas maduras não resistem a incêndios e são danificadas o suficiente permitindo a infiltração de gramíneas de pradaria. ( ) O fogo é uma característica importante de muitas comunidades clímax, favorecendo espécies resistentes a ele excluindo as espécies que de outra forma dominariam. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – F. b) ( ) V – F – V. c) ( ) F – V – F. d) (X) F – F – V. 4 Usualmente, vemos a sucessão como uma série de mudanças conduzindo ao clímax, cujo caráter é determinado pelo ambiente local. A sucessão reinicia sempre que uma nova oportunidade ambiental surge. Disserte sobre como a sucessão pode se processar numa comunidade animal. R.: Nas savanas africanas, as carcaças dos grandes mamíferos são de- voradas por uma sucessão de carniceiros. Os primeiros são espécies grandes e agressivas que se banqueteiam elas próprias sobre as gran- des massas de carne. Estas são seguidas por espécies menores, que pe- gam pedaços menores de carne dos ossos, e finalmente por um tipo de carniceiro que quebra os ossos para se alimentar do tutano. Os mamí- feros carniceiros, os vermes e os microrganismos entram na sequência em pontos diferentes, e asseguram que nada comestível reste. Esta su- cessão não tem clímax, porque todos oscarniceiros se dispersam. 29 ECOLOGIA GERAL E URBANA 5 O conceito de comunidade clímax deve incluir padrões cíclicos de mudanças, padrões de mosaico de distribuição estados estáveis alternativos. Neste contexto, disserte sobre o clímax cíclico. R.: Os clímaces cíclicos normalmente seguem um esquema frequente- mente regular de dominância de espécie na qual o tamanho de cada estágio é determinado pela duração de vida da espécie dominante, frequentemente com um estágio com apenas um substrato. O vento ou congelamento tem as vezes conduzido a este tipo de ciclo.