REVISÃO 2 - Ecologia

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REVISÃO 2 - ECOLOGIA
Que comprimentos de luz as algas que vivem em águas profundas devem usar para a fotossíntese?
A fotossíntese permite a entrada de energia na cadeia alimentar. Através desse processo, os seres vivos autótrofos fotossintetizantes capturam energia luminosa e transformam em energia química para ligar átomos e formar moléculas energéticas. Como a fotossíntese depende da luz, o principal fator que influencia este processo é a quantidade e a qualidade de energia luminosa. 
Após um experimento do biólogo Engelmann em 1882, onde submeteu uma alga de água profundas em uma cultura de bactérias aeróbicas incidindo um feixe de luz branca que passou por um prisma para decompor todas cores visíveis no espectro de ondas, notou-se que as bactérias acumularam nas regiões em que havia absorção de luz vermelha e violeta/azul , indicando que nessas faixas haveria maior taxa de fotossíntese e, portanto, maior liberação de gás oxigênio.
Existem diversos tipos de clorofila, as quais são diferenciadas por pequenas variações em suas estruturas. Essas moléculas responsáveis pela fotossíntese, funcionam como verdadeiras “antenas” de captação de luz.
Por que a fotossíntese C3 é ineficiente quando a concentração de CO2 na folha é baixa?
Plantas C3 apresentam maior fotorrespiração que plantas C4, considerando que plantas C3 apresentam maior afinidade com a enzima Rubisco de que as plantas C4 com a PEPcase. 
Ambas as plantas apresentam o processo de fotorrespiração ativo, porém com intensidade diferentes, as plantas C4 têm maior capacidade de capturar o CO2. 
As plantas C4 apresentam o ponto de compensação de 5 a 10 ppm CO2, enquanto as C3 mostram ponto de compensação de 50 a 150 ppm CO2, em função de perderem CO2 na fotorrespiração.
Sendo assim, neste caso, como a folha já estaria com baixa concentração de CO2, a fotossíntese C3 seria ineficiente pois perderia uma porcentagem de CO2 durante o processo da fotossíntese, sendo que a quantidade de CO2 já estaria baixa.
Descreva custos e benefícios de uma planta em abrir seus estômatos para aumentar a concentração de CO2 na folha?
O que mantém um estômato aberto ou fechado é a pressão de turgor. Essa abertura é regulada pela quantidade de água no interior das células estomáticas: quando as células estão túrgidas, isto é, com a máxima quantidade tolerante de água absorvida, permitem a abertura do ostíolo; quando na situação flácida, perdem água, e o ostíolo se fecha. Os estômatos abertos durante o dia favorecem a ocorrência das trocas gasosas necessárias à realização da fotossíntese (absorção de gás carbônico). Ao mesmo tempo, facilitam o deslocamento da seiva bruta no interior dos vasos lenhosos, devido à sucção exercida pelas folhas em transpiração. 
Durante o dia, a temperatura na face superior da folha é mais alta do que na face inferior, o que implicaria numa grande perda de água. O maior número de estômatos na face inferior evita essa evaporação excessiva, sem comprometer a absorção de CO2.
Concentração de CO2: Alta concentração - Fechamento do ostíolo | Baixa concentração - Abertura do ostíolo
A abertura e o fechamento dos estômatos são uma estratégia da planta para a sua sobrevivência, uma vez que, com esse mecanismo, ela consegue, por exemplo, evitar a perda de água em ambientes com baixa disponibilidade. Além disso, o fechamento também evita que grande quantidade de gás carbônico fique disponível no mesofilo.
Como a fotossíntese C4 resolve o problema da baixa concentração de CO2 na folha?
As plantas C4 têm maior capacidade de capturar o CO2, sendo que apresentam o ponto de compensação de 5 a 10 ppm CO2.
Desta maneira, estas plantas não perdem CO2 para a atmosfera, e o sistema de descarboxilação do malato e do oxaloacetato, que ocorre na bainha vascular, contribui para o aumento da quantidade de CO2 disponível no sítio da enzima RuDP-carboxilase. Ou seja, a fotossíntese C4 compensa a baixa concentração de CO2 na folha.
Como as plantas CAM resolvem o problema de obter CO2 para fotossíntese enquanto minimizam a perda de água?
As plantas CAM são ainda mais econômicas quanto ao uso da água do que as plantas C4, elas ocorrem em áreas desérticas ou intensivamente secas. A abertura dos estômatos durante a noite evitam a grande perda de água ao mesmo tempo em que o CO2 é fixado por meio do ácido málico. Durante o dia, os estômatos se fecham (não há grande perda de água) e o CO2 fixado é então utilizado na realização da fotossíntese sob elevadas intensidades de radiação solar. A fixação de CO2 nas plantas CAM ocorre apenas à noite, no escuro, quando os estômatos estão abertos.
Como as camadas-limites que circundam as plantas aquáticas inibem a capacidade da planta em obter CO2 para a fotossíntese?
A camada de ar estacionada ao redor da superfície de uma folha é denominada camada limite da folha. Para atingir a atmosfera, o vapor de água que escapa da folha precisa atravessar essa camada de ar que, geralmente, é uma função da velocidade do vento. Assim, nessas condições o controle da abertura estomática é essencial para controlar a perda de água da planta por transpiração. As camadas-limite de ambos os lados da folha representam uma importante barreira nas vias de entrada de CO2 e saída de água. O movimento de água e CO2 nestas camadas é feito por difusão em reposta ao gradiente de concentração.
Se o oxigênio é muito abundante no ar, por que o metabolismo dos organismos aquáticos frequentemente é limitado pelo oxigênio?
O oxigênio é abundante na atmosfera, mas muito menos na água. A baixa solubilidade do oxigênio na água frequentemente limita o metabolismo dos animais em habitats aquáticos. Comparado com sua concentração atual de 21 % em volume na atmosfera, a solubilidade do oxigênio na água atinge um máximo (a 0°C de água doce) de 1 %. Esta limitação é composta pela taxa de difusão de oxigênio muito mais baixa na água do que no ar. Além disso, abaixo da zona fótica em corpos profundos de água, e em sedimentos e solos alagados, nenhum oxigênio é produzido pela fotossíntese.
Descreva as diferenças adaptações que os animais desenvolveram para sobreviver em temperaturas congelantes.
Os climas que propiciam períodos de frio prolongado e intenso promovem nos animais três tipos de respostas: os animais podem se esquivar do frio, podendo simplesmente se deslocar para outras regiões à medida que a temperatura diminui, indo em direção às regiões mais quentes; podem estar adaptados de tal forma que toleram o frio ou ainda podem viver ativamente e se reproduzir em períodos mais quentes e no inverno iniciam o período de repouso e inatividade, conhecido como hibernação.
Exemplos: capacidade de diminuir o ponto de congelamento dos fluídos corporais através da adição de soluto nesses fluídos (no sangue, hemolinfa, etc); dormência: muitos organismos poiquilotérmicos passam o inverno em estado de dormência com a taxa metabólica reduzida e com a temperatura corporal muito próxima à do ambiente; gordura nos tecidos expostos ao frio, etc.
Se uma cobra está sobre uma rocha no sol do deserto, como a temperatura corporal da cobra é afetada pela radiação, condução, convecção e evaporação?
A radiação é refletida do solo e da rocha para a cobra; a condução é transmitida para a cobra pelo contato da mesma com a rocha; a convecção transmite calor à cobra pelo aumento da temperatura do ar que circunda o corpo da cobra; e a evaporação transmite calor à cobra pela umidade do ar que se vaporizou pelo calor.
Por que o torpor é uma adaptação particularmente boa para endotérmicos de corpo pequeno?
O torpor é uma condição voluntária e reversível de temperatura corporal baixa e inatividade, esta adaptação importante foi desenvolvida para que evitasse a perda de calor e energia durante os períodos mais frios da noite. Espécies que vivem em climas frios morreriam de fome à noite se não entrassem em torpor. Ex: Em animais pequenos, como os beija-flores, que têm uma grande razão superfície-volume, e consequentemente perdemcalor rapidamente em relação à quantidade de tecido que está disponível para produzir calor.