Ecologia - Aula 2 - Conceito de Ecossistema

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Conceito de Ecossistema 
• Os organismos vivos e o seu ambiente não-vivo (abiótico) estão
inseparavelmente interrelacionados e interagem entre si. Chamamos de
sistema ecológico ou ecossistema qualquer unidade (bios-sistema) que
abranja todos os organismos que funcionam em conjunto (a comunidade
biótica) numa dada área, interagindo com o ambiente físico de tal forma
que um fluxo de energia produ-za estruturas bióticas claramente definidas
e uma ciclagem de materiais entre as partes vivas e não-vivas.
• O ecossistema é a unidade funcional básica na ecologia, pois inclui tanto
os organismos quanto o ambiente abiótico; cada um destes fatores
influencia as propriedades do outro e cada um é necessário para a
manutenção da vida, como a conhecemos, na Terra.
• Sendo os ecossistemas sistemas abertos, o ambiente de entrada e o
ambiente de saída devem ser considerados partes importantes do
conceito.
• 0 termo "ecossistema" foi proposto primeiramente em 1935 pelo ecologista 
británico A. G. Tansley, mas, naturalmente, o conceito é bem mais antigo. 
• Em 1877, Karl Mobius escreveu (em alemão) sobre a comunidade de organismos 
num recife de ostras como uma “biocenose".
• O pioneiro russo V. V. Dokuchaev (1846-1903) e seu discípulo principal, G. F. 
Morozov (que se especializava em ecologia florestal),* enfatizaram o conceito da 
"biocenose", vocábulo posteriormente expandido por ecologistas russos para 
"geobiocenose
• Foi somente quando uma teoria geral de sistemas, meio século mais tarde, foi 
desenvolvida por Bertalanffy (1950, 1968) e outros que ecologistas, notadamente 
Hutchinson (1948a), Margalef (1958a), Watt (1966), Patten (1966, 1971), Van Dyne 
(1969) e H. T. Odum (1971), começaram a desenvolver o campo definitivo e 
quantitativo da ecologia de ecossistemas. 
Odum, Eugene P. 1964 : analisar a estrutura e função dos níves de 
organização além daqueles relativos aos indivíduos e espécies
Ecologia de ecossistemas
Van Dyne, 1966: estudo do desenvolvimento, dinâmica dos ecossistemas, 
incluindo as interrelações entre as estruturas e funções bióticas e abióticas no 
nível de ecossistemas e o desenvolvimento de estratégias de manejo holístico
Desenvolvimento formal da Teoria Ecológica
2. A interação dos três componentes básicos de um Ecossistema
• (1) a comunidade, 
• (2) o fluxo de energia 
• (3) ciclagem de materiais, 
O fluxo de energia ocorre num só sentido; uma parte da
energia solar que entra é transformada, e sua qualidade,
elevada (quer dizer, é convertida em matéria orgânica, uma
forma de energia mais concentrada que a luz solar) pela
comunidade, mas a maior parte é degradada, passa pelo
sistema e sai dele na forma de energia calórica, de baixa
qualidade (sumidouro de calor).
A energia pode ser armazenada e depois liberada sob controle,
ou exportada, mas não pode ser reutilizada. Contrastando com a
energia, os materiais, inclusive os nutrientes necessários para a
vida (carbono, nitrogênio, fósforo etc.) e a água, podem ser
reutilizados inúmeras vezes. A eficiência da reciclagem e a
grandeza das importações e exportações de nutrientes variam
muito segundo o tipo de ecossistema.
Complexidade dos sistemas ecológios
Necessidade de uma simplificação ou um modelo conceitual de funcinamento
Herbívoros CarnívorosE Produtores
Decompo-
sitores
Respiração
Respiração
Respiração
Respiração
Calor
Calor
Calor
Calor Calor
Reserv. de
Nutrientes
Fluxo de energia
Ciclagem de nutrientes
Diagrama funcional de um sistema ecológico (Odum, 1983)
Autótrofos
Fluxo de E
Sentido único
Fonte de E
(funções motrizes)
Entrada de materiais 
(nutrientes) e organismos
Ciclo e depósito de 
materiais
Circuito de contrôle por 
retroalimentação de E e 
depósito de E
Exportção de E 
armazenada (m. o. 
e organismos)
Sumidouro de 
calor
Exportação de 
mateiriais
Heterótrofos
Depósito
Estrutura do Ecossistema
1) Estrato Autotrófico (auto alimentador) – Plantas ou partes de plantas que
contêm clorofila, onde predominam a fixação de energia luminosa, a utilização de
substâncias inorgânicas simples e a construção de substâncias orgânicas
complexas.
2) Estrato Heterotrófico (alimentador de outro) - solos e sedimentos, matéria em
decomposição, raízes etc., no qual predominam a utilização, rearranjo e
decomposição de materiais complexos.
A estrutura Trófica de um ecossistema apresenta dois estratos.
Estrutura: componentes do meio físico e biótico do ecossitema
Função: processos resultantes da interação entre os meios físico e biótico 
Estrutura 
abiótica
Estrutura 
biótica
Funções Propriedades
Luz solar
Temperatura
Precipitação
Água/umidade
Nutrientes
Produtor Primário
Consumidor 
Decompositor
Autótrofo
Heterótrofo
Fluxo de Energia
Ciclagem de 
nutrientes
Retro-alimentação
Estabilidade
Elasticidade
Componentes Do Ecossistema
1) Substâncias Inorgânicas 
(C,N,CO2,H2 e outras)
2) Compostos orgânicos proteínas,carboidratos, lipídios,substâncias húmicas 
etc.
3) O ambiente atmosférico, hidrológico e do substrato, incluindo o regime 
climático
4) Produtores, organismos autotróficos
5) Macroconsumidores ou fagótrofos ou heterotróficos
6) Microconsumidores, saprófagos ou decompositores
Os três componentes vivos (produtores, fagótrofos e saprótrofos)
podem ser considerados os três reinos funcionais da natureza, pois
se baseiam no tipo de nutrição e na fonte de energia usados
A separação dos heterótrofos
- Microrganismos heterotróficos (bactérias, fungos, entre outros) são
relativamente imóveis (normalmente estando encravados no meio que
está sendo decomposto), são muito pequenos e apresentam altas taxas
de metabolismo e de renovação.
- Macroconsumidores obtêm a sua energia pela ingestão de matéria
orgânica particulada. Em geral, estes são os "animais". Eles tendem a
estar adaptados morfologicamente para a procura ou coleta ativa de
alimentos, com o desenvolvimento de um complexo sistema
sensorineuromotor, além dos digestivo, respiratório e circulatório, nas
formas superiores.
• - Microconsumidores, ou saprótrofos, recebiam a
designação de "decompositores", mas trabalhos
recentes mostraram que, em alguns ecossistemas, os
animais são mais importantes na decomposição da
matéria orgânica do que as bactérias ou os fungos.
• Portanto, é preferível não utilizar o termo
"decompositor" para nenhum grupo de organismos em
particular, mas considerar a "decomposição" um
processo que envolve toda a biota, além de processos
abióticos.
• CADEIA ALIMENTAR é a seqüência linear de seres
vivos em que um serve de alimento para outro.
- Produtores
- Consumidores
- Decompositores
Produtores - são os seres vivos capazes de produzir seu próprio
alimento. Ex. Seres autótrofos fotossintetizantes ou
quimiossintetizantes. Os organismos deste nível são as plantas
verdes, as cianófitas ou cianofíceas (algas verde-azuladas ou
azuis) e algumas bactérias, devido à presença de clorofila
(pigmento verde).
• Consumidores - são organismos incapazes de produzir seu próprio alimento. Ex.
Heterótrofos (herbívoros, carnívoros, decompositores e detritívoros)
• Primários ou de 1a. ordem – alimentam-se de um produtor. Ex. Herbívoros.
• Secundários ou de 2a. ordem - nutrem-se de um consumidor primário. Ex.
Carnívoros, Onívoros
. Terciários ou de 3a. ordem – alimentam-se de um consumidor secundário.
• Decompositores – são organismos que degradam
substâncias orgânicas transformando-as em
substâncias inorgânicas (minerais) Ex. Sapróbios ou
Sapróvoros, detritívoros.
• Considere os seguintes organismos: sapo, milho, fungo,
gafanhoto, tigre. Cite um produtor, um consumidor
primário, um consumidor secundário e um decompositor.
• Produtor: Milho ;
• Consumidor Primário:Gafanhoto;
• Consumidor: Secundário: Sapo;
• Decompositor: Fungo.
A energia passa do produtor para os
consumidores num fluxo unidirecional, já que a
energia perdida para o meio não retorna aos seres
vivos. A matéria e a energia fluem dos Produtores
para os Consumidores e destes para os
Decompositores.
Quanto menor for a cadeia alimentar, mais
energia haverá para os organismos envolvidos.
. I. Autótrofos: (A) vegetais herbáceos e gramíneas, (B) fitoplâncton. II. Herbívoros: (A) insetos e mamíferos no 
campo, (B) zooplâncton na coluna d'água. III. Detritívoros: (A) invertebrados do solo na terra, (B) invertebrados do 
fundo na água. IV. Carnívoros: (A) aves e outros na terra, (B) peixes na água. V. Sapróvoros: bactérias e fungos da 
decomposição.
TEIA ALIMENTAR
É um conjunto de cadeias alimentares, onde
formam-se redes alimentares, na qual um indivíduo
pode pertencer a vários níveis tróficos
simultaneamente. São mais estáveis, pois na falta de
um componente, não há interferência no sistema,
porém o ser humano interferindo, poderá causar
desequilíbrio ecológico.
• A maior parte do metabolismo autotrófico ocorre no estrato
superior da "faixa verde", onde há energia luminosa disponível,
enquanto o metabolismo heterotrófico mais intenso ocorre na
"faixa marrom" inferior, onde a matéria orgânica acumula-se em
solos e sedimentos.
• Além disso, as funções básicas ficam parcialmente separadas no
tempo, porque pode haver uma demora significativa na utilização
heterotrófica dos produtos dos organismos autotróficos.
• Por exemplo, a fotossíntese predomina na copa de um
ecossistema de floresta.
• Apenas uma parte, do produto da fotossíntese é usada diretamente pelo
vegetal e por herbívoros e parasitas, que se alimentam das folhas e de
outros tecidos vegetais em crescimento ativo.
• Grande parte do material sintetizado (folhas, madeira e alimento
armazenado em sementes e raízes) não é consumido imediatamente e, no
final, alcança a serrapilheira (litter) e o solo (ou os sedimentos
equivalentes nos ecossistemas aquáticos), os quais constituem, em
conjunto, um sistema heterotrófico bem definido.
• Podem passar semanas, meses ou muitos anos (ou muitos milênios, no
caso dos combustíveis fósseis que agora estão sendo consumidos
rapidamente pelas sociedades humanas) antes que seja utilizada
totalmente a matéria orgânica acumulada.
• A maioria dos elementos vitais (carbono, nitrogênio, fósforo etc.) e dos
compostos orgânicos (carboidratos, proteínas, lipídios etc.) encontra-se
nos meios interno e externo dos organismos vivos e, também,
apresenta-se num constante estado de fluxo entre as fases viva e não-
viva.
• O material de armazenagem energética, ATP (trifosfato de adenosina),
encontra-se apenas dentro das células vivas,
• Substâncias húmicas, resistentes produtos finais da decomposição,
nunca são encontradas no interior das células, embora sejam um
componente importante e característico de todo ecossistema.
• Outros complexos bióticos essenciais, tais como o material genético
DNA (ácido desoxirribonucleico) e as clorofilas, ocorrem nos meios
interno e externo dos organismos, tornando-se não funcionais fora da
célula.
O Estudo dos Ecossistemas 
• Os ecologistas adotam duas abordagens no estudo dos
ecossistemas grandes e complexos, tais como lagos e florestas:
• (1) a holológica (de holos, intei-ro), na qual as entradas e
saídas são medidas, as propriedades coletivas e emergentes
do todo são avaliadas e, então, as partes componentes são
investigadas de acordo com as necessidades;
• (2) a abordagem merológica (de meros, parte), na qual as
partes principais são estudadas em primeiro lugar, para depois
serem integradas num sistema inteiro. Recentemente, os
ecologistas têm utilizado cada vez mais duas abordagens
adicionais, que envolvem técnicas experimentais e de
modelagem.
• Entender as características gerais de estruturas e funções
complexas do ecossistema;
• Compreender, explicar e prever a dinâmica do ecossistema em
situações de estresse e perturbação;
• Desenvolver estratégias holísticas de modo a permitir a preservação
e o manejo ambientais integrados.
Existe uma diversidade enorme de áreas do conhecimento científico que 
são utilizadas para entender a estrutura, o funcionamento e a dinâmica 
dos ecossistemas
Tarefas da ecologia de ecossistemas
• Entender a estrutura e a dinâmica das interelações em redes de interações
entre os componentes bióticos e abióticos em ecossistemas
representativos do globo;
• Analisar as relações entre as propriedades e relacionar com diversidade,
estabilidade, produtividade e capacidade de auto-organização;
• Integrar o conhecimento científico e o monitoramento ambiental em um
sistema de informação ambiental que permita o desenvolvimento de
estratégias de manejo sustentável associadas a uma avaliação holística do
ecossistema.
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	2. A interação dos três componentes básicos de um Ecossistema�
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	Estrutura do Ecossistema
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	Componentes Do Ecossistema
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	. I. Autótrofos: (A) vegetais herbáceos e gramíneas, (B) fitoplâncton. II. Herbívoros: (A) insetos e mamíferos no campo, (B) zooplâncton na coluna d'água. III. Detritívoros: (A) invertebrados do solo na terra, (B) invertebrados do fundo na água. IV. Carnívoros: (A) aves e outros na terra, (B) peixes na água. V. Sapróvoros: bactérias e fungos da decomposição.� �
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	O Estudo dos Ecossistemas �
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