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Ecologia 1 TROL Ecologia Cláudio Augusto Vieira Rangel 1ª E di çã o Ecologia 2 DIREÇÃO SUPERIOR Chanceler Joaquim de Oliveira Reitora Marlene Salgado de Oliveira Presidente da Mantenedora Wellington Salgado de Oliveira Pró-Reitor de Planejamento e Finanças Wellington Salgado de Oliveira Pró-Reitor de Organização e Desenvolvimento Jefferson Salgado de Oliveira Pró-Reitor Administrativo Wallace Salgado de Oliveira Pró-Reitora Acadêmica Jaina dos Santos Mello Ferreira Pró-Reitor de Extensão Manuel de Souza Esteves DEPARTAMENTO DE ENSINO A DISTÂNCIA Gerência Nacional do Ead Bruno Mello Ferreira Gestor Acadêmico Fábio Simas FICHA TÉCNICA Texto: Cláudio Augusto Vieira Rangel Revisão Ortográfica: Marcus Vinícius da Silva e Rafael Dias Carvalho Moraes Projeto Gráfico e Editoração:, Eduardo Bordoni, Fabrício Ramos, Marcos Antonio Lima da Silva Supervisão de Materiais Instrucionais: Janaina Gonçalves de Jesus Ilustração: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos Capa: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos COORDENAÇÃO GERAL: Departamento de Ensino a Distância Rua Marechal Deodoro 217, Centro, Niterói, RJ, CEP 24020-420 www.universo.edu.br Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universo – Campus Niterói Bibliotecária: Elizabeth Franco Martins CRB 7/4990 Informamos que é de única e exclusiva responsabilidade do autor a originalidade desta obra, não se r esponsabilizando a ASOEC pelo conteúdo do texto formulado. © Departamento de Ensi no a Dist ância - Universidade Salgado de Oliveira Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida de nenhuma forma ou por nenhum meio sem permissão expressa e por escrito da Associação Salgado de Oliveira de Educação e Cultura, mantenedora da Univer sidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). R196e Rangel, Claudio. Ecologia / Claudio Rangel ; revisão de Marcus Vinicius da Silva e Rafael Dias de Carvalho Moraes. – Niterói, RJ: EAD/UNIVERSO, 2014. 113 p. : il. 1. Ecologia. 2. Ecossistemas. 3. Ciclos biogeoquímicos. 4. Etologia. 5. Ecologia humana. 6. Ecologia humana. 7. Ecossistemas aquáticos. I. Silva, Marcus Vinicius da. II. Moraes, Rafael Dias de Carvalho. III. Título. CDD 574.50 Ecologia 3 Palavra da Reitora Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo, exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSO Virtual, que reúne os diferentes segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero bem-sucedidas mundialmente. São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se responsável pela própria aprendizagem. O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo momento ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de nossa plataforma. Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem- sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, graduação ou pós-graduação. Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. Seja bem-vindo à UNIVERSO Virtual! Professora Marlene Salgado de Oliveira Reitora Ecologia 4 Ecologia 5 Sumário Apresentação da disciplina.................................................................................................................................... 07 Plano da disciplina ...................................................................................................................................................... 09 Unidade 1 – A Importância do Conhecimento dos Ciclos Biogeoquímicos e dos Ecossistemas Aquáticos na Ecologia........................................................................... 11 Unidade 2 – A sucessão ecológica e suas etapas ...................................................................................... 29 Unidade 3. Relações Ecológicas .......................................................................................................................... 41 Unidade 4. A Etologia................................................................................................................................................ 55 Unidade 5. Ecologia Humana ............................................................................................................................... 63 Unidade 6. Ecologia Aplicada ............................................................................................................................... 91 Considerações finais .................................................................................................................................................. 107 Conhecendo a autora .............................................................................................................................................. 108 Referências ...................................................................................................................................................................... 109 Anexos ............................................................................................................................................................................ 110 Ecologia 6 Ecologia 7 Apresentação da Disciplina Prezado aluno, Conheça à disciplina de Ecologia, seja bem-vindo. O gozo da paz está diretamente relacionado e ligado à existência de condições mínimas de vida por parte de todos aqueles que se encontram neste planeta, sobretudo, a raça humana, que desempenha um papel de responsabilidade maior perante todos os demais seres vivos ou não vivos que habitam esta esfera de vida. O respeito pelo ambiente em que vivemos é um passo importante para assegurar a qualidade de vida e o desenvolvimento ambiental consciente, pois, somente assim poderemos pensar serenamente sobre o futuro da humanidade e de todos os seres deste planeta. A Ecologia, seu conhecimento e entendimento consistem num passo importante, para não dizer determinante, no processo de perpetuação da vida saudável do planeta, pois, é com esta consciência que iniciamos o processo de ensino-aprendizagem desta disciplina no formato “on-line” assim como, outras, observando o contexto descrito acima. A educação deve passar a ter papel principal, ou seja, deverá ser capaz de preparar subsídios para que a sociedade tenha sujeitos capazes de pensar e agir de forma consciente e criativa, em sua plenitude, e o olhar ecológico estende esta observância aos demais fatores do ambiente, nem sempre considerado pela humanidade, tão preocupada em produzir e consumir, retirando daírecursos que fatalmente irão se extinguir. Desta maneira, iremos iniciá-lo no estudo e na compreensão dos principais problemas que surgiram ou venham a surgir no contexto teórico desta disciplina, buscando enfatizar a importância do seu ensino para atender a diferentes áreas do conhecimento, enfatizando sua importância profissional, social e humana, contribuindo desta forma na construção de uma postura critica, consciente e participativa do ser humano perante as urgências ambientais que vislumbramos no cenário mundial. Ecologia 8 Nossa presença será observada por você no andamento de suas atividades, buscando orientá-lo quando for necessário, por isso vamos em frente, estudando, analisando e cumprindo passo a passo todas as atividades, cumprindo todos os prazos! Depositamos credibilidade e excelência no seu desempenho. ! Ecologia 9 Plano da Disciplina A ecologia possui objetivos que no contexto do ensino aprendizagem propicia o desenvolvimento de competências e habilidades necessárias à formação de um ser humano mais consciente de seus deveres ambientais e que esteja preparado para executar atividades que contribuam para o bem estar físico e social da humanidade em face das atribuições ambientais do planeta. OBJETIVOS GERAIS Conhecer os principais ciclos biogeoquímicos, entender as suas aplicabilidades relacionando-os aos seres vivos e o meio ambiente. Reconhecer processos envolvendo sucessão ecológica fazendo um estudo e análise dos tipos de sucessão; Identificar e compreender as interferências da humanidade no ambiente, buscando traçar uma metodologia de ação que priorize a conscientização e a busca pela sustentabilidade; Reconhecer os ecossistemas aquáticos e suas características, bem como interferências antrópicas ou não, apresentadas a esses ecossistemas, observando a importância de sua preservação e manutenção; Compreender fatores e identificar problemas que denotem a interferência do homem no ambiente ocasionando situações de melhora ou piora no meio ambiente. Ecologia 10 Ecologia 11 1 A Importância do Conhecimento dos Ciclos Biogeoquímicos e dos Ecossistemas Aquáticos na Ecologia Ecologia 12 Nesta unidade teremos a oportunidade de conhecer com detalhes como chegamos ao termo Ecologia, seus primeiros passos na concepção do homem, suas ramificações, divisões e conceitos, para então podermos entender e caminhar seguramente nos caminhos que se delineiam esta importante disciplina. Objetivos da Unidade : Entender a importância de se manter vivo o sentido literal do termo Ecologia. Trilhar os caminhos apresentados pela disciplina ao longo de seu curso, compreendendo melhor suas ramificações. Plano da Unidade : A Ecologia no Contexto da Sociedade Humana Ecossistemas Aquáticos Fique à vontade nos estudos da primeira unidade. Ecologia 13 A Ecologia no Contexto da Sociedade Humana Sabemos que os organismos ao morrerem ou perderem parte de seu corpo têm sua matéria orgânica degradada e os elementos químicos que a formavam podem voltar ao ambiente, sendo aproveitados por outros seres vivos. Esse processo de que se falou, ou seja, os elementos químicos que faziam parte dos seres vivos e retornaram ao ambiente abiótico fazem parte dos ciclos biogeoquímicos (Gr bios, vida, e geo, Terra), tal fato demostra que os elementos químicos transitam entre a biosfera e o planeta. Se toda essa matéria pertencente aos cadáveres não fossem reaproveitadas, alguns átomos fundamentais na constituição de outros seres vivos poderiam se acabar. A reciclagem desses átomos na natureza é compromisso dos organismos decompositores, principalmente por certos fungos e bactérias que se nutrem dos cadáveres e do material fecal dos mais diversos tipos de seres vivos, ao degradar esta matéria eles modificam as moléculas das substâncias orgânicas em moléculas mais simples, que passam para o ambiente abiótico podendo ser utilizadas por seres bióticos como matéria prima na produção de suas substâncias. É importante sabermos que em ecologia é fundamental estudar não apenas os componentes bióticos e suas consequentes relações com o ambiente, mas principalmente os componentes abióticos, pois só assim compreenderemos que estas duas partes da ecologia coevoluem e influenciam-se. Dos elementos que circulam na natureza sabemos que pelo menos 30 são exigidos pelos organismos vivos (essenciais). Alguns como carbono, hidrogênio, e oxigênio, são necessários em grandes porções, outros em menor ou muito menor, no entanto, seja como for, os elementos essenciais possuem ciclos biogeoquímicos definidos, e os elementos não essenciais apesar de menos ligados aos organismos também circulam e transitam com os elementos essenciais através do ciclo da água ou por afinidade química com eles. Iniciaremos pelo ciclo da água que é muito importante pois encontra-se associado aos processos metabólicos de todos os seres vivos, e pode ser observado de duas formas, o pequeno e o grande ciclo. O pequeno ciclo da água é aquele pelo qual não ocorre participação dos seres vivos. Dizemos que a água dos oceanos, rios, lagos, geleiras e até mesmo as embebidas pelo solo evaporam e sobem na forma gasosa para as camadas mais Ecologia 14 altas da atmosfera, chegando lá sofrem o processo de condensação originando as nuvens a partir do qual retorna a crosta na forma de chuva. Este ciclo contribuiu e ainda contribui muito no favorecimento do clima para a vida na terra. O grande ciclo da água é aquele que ocorre com a participação dos seres vivos, através da transpiração e respiração das plantas e dos animais. Tomamos como exemplo as plantas que através de suas raízes absorvem a água infiltrada no solo, esta constitui uma das matérias primas utilizadas no processo de fotossíntese, pois, os átomos de hidrogênio são parte integrante dos glicídios produzidos, e os átomos de oxigênio se unem formando o gás oxigênio (O2) que é liberado para a atmosfera no processo fotossintético. Na respiração as plantas utilizam as moléculas orgânicas fabricadas por elas mesmas, com esse processo de degradação elas obtêm energia e o resultado desse processo é a liberação de gás carbônico e água no ambiente. A perda de água nas plantas pelo processo de transpiração ocorre continuamente principalmente durante o dia, no entanto esse processo é essencial para que a água absorvida pelas raízes seja transportada até as folhas pois é lá que ocorre a fotossíntese, além do que a liberação da água na forma de vapor feita pelos estômatos (órgão presente no interior das folhas que absorve energia proveniente da luz solar), resfria a planta e contribui para manter a humidade do ar favorável a vida. Os animais também participam no processo de absorção de água através de sua ingestão, bebendo-a ou ingerindo-a através de alimentos, porém, estão sempre perdendo-a na urina, nas fezes, e nos processos respiratórios. Parte desta água absorvida pelas plantas e pelos animais é aproveitada na síntese de outras substâncias, ficando incorporada em seus tecidos até sua morte, quando ocorre sua devolução ao ambiente através da ação de organismos decompositores. Ecologia 15 O ciclo do carbono O carbono é encontrado na atmosfera e dissolvido na água, em pequenas proporções, como dióxido de carbono (CO2). É retirado da atmosfera e dos ambientes aquáticos pela fotossíntese e liberado novamente através da respiração, ele é disponibilizado para confecção de substâncias orgânicas dos seres vivos, tais como, proteína, glicídios, lipídios,etc. Os organismos mortos que se acumulam no solo também participam do ciclo do carbono porque eles são decompostos por microorganismos que oxidam este material orgânico e devolvem o gás carbônico para a atmosfera. A combustão de fósseis, que têm o carvão e o petróleo como exemplos representativos, é outro processo de liberação do gás carbônico. Nos Herbívoros a maior parte da energia contida no alimento ingerido não é aproveitada, ela é eliminada nas fezes e sofrem ação dos organismos decompositores, as substâncias orgânicas que foram incorporadas também sofrem degradação na respiração celular para o fornecimento de energia no metabolismo, neste caso o carbono é liberado na forma de dióxido de carbono. Em relação ao carbono aproveitado, este passa a constituir a sua biomassa que futuramente pode vir a ser transferida a um organismo carnívoro ou também decomposta novamente por decompositores, desta forma o carbono que inicialmente foi captado no processo fotossintético vai passando pelos níveis tróficos e ao mesmo tempo retornando a atmosfera como resultante do processo respiratório, e através dos decompositores que desempenham seu papel em todos os níveis tróficos. Existem também os combustíveis fósseis que são resultantes de transformações lentas das substâncias orgânicas de organismos que sofreram soterramento de forma rápida preservando-se assim da ação dos decompositores, Ecologia 16 mantendo em seu interior a energia química originalmente captada do sol através da fotossíntese. O carvão mineral, o gás natural, e o petróleo são exemplos de combustíveis fósseis e sua utilização pela espécie humana tem devolvido a atmosfera átomos de carbono que ficaram sem circular durante milhões de anos. Boa parte do aumento da concentração de dióxido de carbono no planeta se deve a utilização destes combustíveis, que subiram de 0,026% para 0,04% nos últimos cem anos, parece pouco, mas em termos proporcionais representam um aumento de quase 50%, o que de acordo com muitos cientistas provoca elevação da temperatura média do planeta. O ciclo do oxigênio O oxigênio é um elemento químico da natureza muito importante para a nossa sobrevivência porque dele dependemos para a realização da nossa respiração. Este gás principalmente se apresenta na atmosfera com a fórmula de O2. Está presente na camada de ozônio como O3. A importância da camada de ozônio é filtrar a radiação dos raios ultravioletas. Luz invisível que é nociva à nossa saúde quando é radiada com muita intensidade. O excesso desta luz pode provocar o câncer de pele. Muitos compostos orgânicos e inorgânicos, como a água (H2O) e o gás carbônico (CO2), possuem o oxigênio como um elemento químico de suas composições. A principal forma de reserva de oxigênio para os seres vivos é a atmosfera onde podemos encontra-lo na forma de gás oxigênio e dióxido de carbono. O gás oxigênio, o dióxido de carbono, e a água constituem as três principais fontes inorgânicas do átomo de oxigênio, estes encontram-se constantemente trocando átomos entre si durante os processos metabólicos na biosfera Ecologia 17 O ciclo do nitrogênio O nitrogênio ocorre na atmosfera como o gás N2 e é muito abundante, ele perfaz cerca de 79% do ar atmosférico, porém, a grande maioria dos seres vivos não consegue utilizá-lo na sua fórmula molecular. Os seres vivos só conseguem aproveitá-lo por dois processos freqüentes na natureza: os processos de fixação e posterior nitrificação, realizado pelas bactérias fixadoras de nitrogênio, tais como as cianobactérias, bactérias do gênero Rhizobium, e fungos, que podem viver livremente no solo ou associados às raízes de plantas. Quando associados, pela biofixação, transformam o N2 atmosférico em amônia (NH3), que é a forma utilizável pelos seres vivos. A amônia é incorporada pelos aminoácidos das plantas onde vivem. E este é um exemplo de relação interespecífica (falaremos mais sobre isso adiante), através da qual, a planta se beneficia com a biofixação. A amônia sintetizada pelos biofixadores associados é transformada em nitrito e, depois, nitrato pelas bactérias nitrificantes (Nitrossomonas e Nitrobacter), que são as biofixadoras que vivem livremente no solo. Estas bactérias são autotróficas quimiossintetizantes, ou seja, são organismos capazes de produzir o seu próprio alimento através de processos puramente químicos, que não dependem da irradiação solar. Ao contrário da fotossíntese realizada pelas plantas, que também são autotróficas, mas precisam da luz do sol para realizar o processo de produção de alimento e energia. A fotossíntese foi descrita anteriormente para explicar sobre a produção primária. Lembram? A quimiossíntese das bactérias autotróficas nitrificantes se processa como descrito neste parágrafo. A energia da nitrificação descrita é utilizada para a síntese de substâncias orgânicas. O nitrogênio do nitrato é utilizado para a síntese de proteínas, aminoácidos e ácidos nucléicos. As proteínas são formadas pela união de vários aminoácidos, que possuem o nitrogênio como NH2. Elas, as proteínas estão presentes nas membranas das células, que são as membranas plasmáticas, também chamadas de membranas citoplasmáticas porque elas envolvem o citoplasma das células. Os ácidos nucléicos, como o ácido desoxirribonucléico, o DNA, e o ácido ribonucléico, o RNA, participam da codificação genética da seguinte maneira: no núcleo, o DNA possui os genes com as informações genéticas; ele se duplica formando duas novas moléculas de DNA, que possuem o mesmo material genético da molécula-mãe; estas novas moléculas, por sua vez, garantem a transmissão Ecologia 18 deste material genético idêntico para duas novas células resultantes do processo de divisão celular; o RNA é formado por vários nucleotídeos que compõem os ácidos nucléicos, que ajudam na transcrição da informação genética quando ocorre a reprodução. O nitrogênio está presente no RNA através das bases nitrogenadas. Outras substâncias nitrogenadas, como a uréia e o ácido úrico, mais as proteínas degradadas do corpo dos organismos mortos, são transformadas em amônia, novamente, pelas bactérias e pelos fungos decompositores. A amônia volta para o ciclo. Após um novo processo de nitrificação, o nitrogênio, como o gás N2, é devolvido para a atmosfera, reiniciando o ciclo do nitrogênio. Adubação verde e desnitrificação Interferência de agricultores no ciclo do nitrogênio ocorre com muita intensidade, pois, estes tem como objetivo aumentar a produtividade em seus cultivos, em função disso para aumentar a quantidade de nitrogênio disponível no solo eles cultivam plantas leguminosas como feijão, soja, ervilha, alfafa etc; que abrigam em suas raízes bactérias fixadoras de nitrogênio. Esta forma de cultivo pode ser desenvolvida tanto em plantações consorciadas como em rotação de culturas, que é a plantação de espécies distintas no mesmo terreno em períodos diferentes. Ecologia 19 Quando uma parte dos compostos nitrogenados presentes no solo passsa pelo processo de nitrificação outra sofre desnitrificação que é um processo realizado por bactérias genericamente denominadas bactérias desnitrificantes, que para obter energia degradam compostos nitrogenados liberando gás nitrogênio que retorna a atmosfera O ciclo do fósforo O fósforo (P) é importante para o ser vivo porque ele faz parte das moléculas energéticas de Trifosfato de adenosina (ATP) e do material hereditário. Os fosfatos inorgânicos são encontrados nas rochas fosfálicas, no solo e nas plantas. O fósforo das rochas fosfálicas é dissolvido e carreado pelas chuvas, que o transportam para os solo e para o lençol freáticoatravés da percolação. Desta forma, ele chega aos mares. Neles encontramos outra fonte de fósforo, os peixes. Quando os consumimos, ingerimos todo o fósforo que precisamos para os nossos ossos. Os fosfatos inorgânicos que as plantas utilizam para produzir os compostos químicos importantes á manutenção da vida são incorporados à biomassa vegetal e depois voltam a ser inorgânicos através dos consumidores herbívoros. Quando inorgânico, é encontrado nos solos e nele ficam depositados como parte dos nutrientes existentes. As florestas absorvem este nutriente muito importante para a construção dos organismos e o crescimento dos vegetais. Os animais voltam a consumi-los, com o consumo das plantas. Para depois voltarem para o solo e mares. Assim se processa a ciclagem do fósforo, que não possui fase gasosa e, portanto, não é encontrado na atmosfera. O ciclo do fósforo é observado sobre dois aspectos diferentes quando relacionados a escalas de tempo. Uma parte deste átomo é reciclada localmente entre solo plantas consumidoras, e decompositoras, Num tempo relativamente curto chamado de ciclo de tempo ecológico. A outra parte é sedimentada e incorporada as rochas, este processo implica em um tempo muito mais longo, podendo ser chamado de ciclo de tempo geológico. Ecologia 20 Os ciclos biogeoquímicos são responsáveis pela ciclagem de muitos outros nutrientes dispostos nos ecossistemas como variadas formas químicas, orgânicas e inorgânicas. Sem eles, como ficaria a biosfera? Os processos biológicos, geológicos, geográficos, químicos, físicos e climatológicos participam destes ciclos quando possibilitam a ocorrência dos mesmos. Ecossistemas Aquáticos Os organismos do ambiente aquático são representados por três grandes grupos que recebem os seguintes nomes: Bentos, Plâncton, e Nécton. Bentos (Gr benthos, fundo do mar) é formado por organismos presentes na sua grande maioria em regiões de fundo, eles podem ser sésseis, encontram-se fixados ao fundo, ou errantes, encontram-se deslocando-se sobre o fundo. Os seres bentônicos geralmente se nutrem de cadáveres e detritos orgânicos, porém existem representantes carnívoros. Ecologia 21 Plâncton (Gr plankton, errante) é formado por seres flutuantes que apesar da capacidade de executar movimentos próprios nadando ativamente, eles não são capazes de superar a força das correntes, sendo assim vivem sendo carregados por elas. O plâncton se divide em duas categorias; o fitoplâncton, também chamado de plâncton fotossintetizantes, e o zooplâncton, também chamado de plâncton não fotossintetizante, o primeiro é representado pelas algas microscópicas como as diatomáceas e dinoflagelados que ao lado das bactérias fotossintetizantes formam como produtoras as principais cadeias alimentares aquáticas, o plâncton não fotossintetizante é representado pelos foraminíferos, crustáceos, celenterados, anelídeos. Fitoplâncton Zooplâncton Ecologia 22 Nécton (Gr nektos, apto a nadar) é formado por seres que se movimentam ativamente na água e não se subordinam a ação das correntezas, como parte integrante deste grupo encontramos a maioria dos peixes, as baleias, os golfinhos, alguns crustáceos (camarões), e alguns moluscos,( lulas, e sépias). Ecossistemas de água doce Podemos separar esse ecossistema em dois tipos básicos, que têm a ver com a forma de movimento da água, em um as águas têm muito pouco movimento, dizem que ela é parada, um exemplo são os lagos, as lagoas, e os charcos, este ambiente também é chamado ecossistema dulcícola lêntico. Estes ambientes na maioria dos casos apresentam elevada biodiversidade, nele encontramos organismos produtores variados, tais como, plantas que vivem parcialmente ou totalmente submersas, pelo fitoplâncton, e plânctons fotossintetizantes (cianobactérias, e diatomáceas), temos também organismos do zooplâncton que se alimentam dos organismos produtores, estes por sua vez servem de alimento aos peixes. Ecologia 23 No outro ambiente de águas rápidas conhecido como ecossistema dulcícola lótico, onde temos rios, riachos e corredeiras. Neste ambiente encontramos pouca diversidade do plâncton, os produtores são basicamente algas fixadas as rochas, encontramos também moluscos insetos e peixes, que buscam alimento nas margens destes locais, visto que aí o fluxo de água é menos intenso. Ecossistemas marinhos O ambiente marinho compreendido pelos mares e oceanos possui cerca de ¾ da superfície terrestre com profundidades que variam de poucos metros, na maioria dos casos em regiões litorâneas, a mais de onze mil metros de profundidade. A principal característica do habitat do ambiente marinho é sua elevada estabilidade e homogeneidade em relação a composição química e a temperatura. Temos aproximadamente 3,5 gramas de sal por litro de água, com predominância do cloreto de sódio. Podemos separar este ambiente em dois grandes domínios, o bentônico que é relacionado ao fundo, e o pelágico que é relacionado as massas d’água. Outro parâmetro determinante é a luz solar, que consegue penetrar em seu interior até uma profundidade aproximada de duzentos metros, neste caso, denominamos zona fótica (Gr photos, luz), abaixo disso quando ocorre a ausência de luz passamos a chamar zona afótica. Na metade superior da zona fótica encontramos o fitoplâncton marinho responsável direto pela manutenção da vida nos mares, nesta parte, encontramos também o zooplâncton, e consequentemente uma grande variedade de outros organismos consumidores, tais como cardumes de peixes. Na zona afótica encontramos regiões denominadas de acordo com a profundidade, a primeira recebe o nome de batial, se estende a partir dos duzentos até os dois mil metros de profundidade, a temperatura da água é baixa e sua fauna é pobre, os demais organismos que habitam esta região se sustentam através da matéria orgânica proveniente da superfície. A próxima região é denominada abissal, se inicia a partir dos dois mil metros, estendendo-se até os seis mil metros de profundidade, esta região possui seres com características exóticas, como exemplo, lulas gigantes e peixes bioluminescentes. Ecologia 24 Enfim chegamos a região mais profunda dos oceanos, que se inicia abaixo dos seis mil metros de profundidade, é conhecido pelo nome hadal, nesta região sua fauna ainda é pouco conhecida, geralmente são esponjas e moluscos. Na unidade seguinte poderemos observar detalhadamente o que é sucessão ecológica suas etapas, suas atribuições, bem como, as situações onde esta ou aquela situação representa, melhora, ou não para os componentes abióticos e bióticos do planeta, então até ela. É HORA DE SE AVALIAR! Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo, presentes no caderno de exercício! Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Caso prefira, redija as respostas no caderno e depois as envie através do nosso ambiente virtual de aprendizagem (AVA). Interaja conosco! Ecologia 25 Exercícios - Unidade 1 1) Os elementos químicos que os organismos necessitam em grande quantidade – carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre – circulam dentro dos organismos, e desses para o ambiente físico e vice-versa. Esse padrão de movimentação de elementos químicos por meio dos organismos e dos compartimentos do ambiente físico é chamado de ciclo biogeoquímico. A respeito dos ciclos desses elementos, é correto afirmar: a) no ciclo do carbono, o dióxido de carbonoatmosférico é fonte imediata de carbono para os organismos terrestres, já que a maior parte do carbono da Terra é encontrada na atmosfera. b) embora o nitrogênio represente 78% da atmosfera da Terra, apenas umas poucas bactérias, fungos e cianobactérias podem convertê-lo em formas biológicas úteis. c) a precipitação ácida, uma importante consequência regional das modificações humanas dos ciclos do nitrogênio e enxofre, produz chuvas com pH ácido pela presença de ácido sulfúrico e ácido clorídrico. d) o ciclo do fósforo difere dos ciclos biogeoquímicos do carbono, enxofre e nitrogênio por não possuir uma fase gasosa: o fósforo existe, principalmente, como fosfato ou compostos semelhantes, mas a maioria dos seus depósitos é de origem marinha. e) Além das erupções vulcânicas, as únicas fontes de compostos de enxofre voláteis são certas algas marinhas que produzem grandes quantidades de dimetil- sulfeto (CH3SCH3) 2) Atualmente, a produção de energia tem sido uma questão muito importante para a nossa sociedade. O petróleo é um exemplo representativo de qual elemento químico? Ecologia 26 a) Oxigênio. b) Nitrogênio. c) Carbono. d) Fósforo. e) Enxofre. 3) Os consumidores herbívoros fazem o fósforo voltar primeiramente para: a) a atmosfera. b) o solo. c) as rochas. d) as plantas. e) o mar. 4) Os ciclos biogeoquímicos referem-se à movimentação dos elementos químicos no ecossistema entre os seres vivos e o meio ambiente. Analise as afirmativas abaixo sobre os diversos ciclos e assinale a alternativa correta. a) o fósforo é incorporado aos seres vivos através dos vegetais pela absorção de fosfatos dissolvidos na água e solo. b) toda água absorvida por plantas e animais é utilizada na síntese de outras substâncias, retornando ao meio ambiente exclusivamente através dos decompositores. c) o carbono da atmosfera é incorporado aos seres vivos através da respiração. d) as bactérias fixam o nitrato atmosférico e o transfere para as plantas através de 2N . e) a utilização do etanol em substituição aos combustíveis fósseis acarretou um aumento na concentração de óxidos de enxofre na atmosfera. Ecologia 27 5) Um estudo caracterizou 5 ambientes aquáticos, nomeados de A a E, em uma região, medindo parâmetros físico-químicos de cada um deles, incluindo o pH nos ambientes. O gráfico I representa os valores de pH dos 5 ambientes. Utilizando o gráfico II, que representa a distribuição estatística de espécies em diferentes faixas de pH, pode-se esperar um maior número de espécies no ambiente: a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. Ecologia 28 Ecologia 29 2 A sucessão ecológica e suas etapas Ecologia 30 Nesta unidade teremos a oportunidade de conhecer com detalhes o que vem a ser sucessão ecológica, entenderemos o que significa espécie pioneira, como chegamos ao termo essésis, seus primeiros passos na formação do ambiente, e suas ramificações. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Ao final dessa unidade, o aluno deverá apresentar condições de conhecimento do significado e da origem de alguns termos utilizados em Ecologia. Visualizar conceitos referentes à ecologia. Compreender a relação entre seres vivos, o homem e o ambiente. Deverá ser capaz de trilhar os caminhos apresentados pela disciplina ao longo de seu curso, compreendendo melhor suas ramificações. PLANO DA UNIDADE Conhecer os termos empregados na ecologia; Apresentação dos caminhos que possibilitam a melhor compreensão da disciplina; Interagir com a natureza de posse dos conhecimentos prévios em ecologia. Bem-vindo à segunda unidade. Ecologia 31 Espécies pioneiras Existem regiões no planeta Terra em que o clima e as condições do solo não são favoráveis ao desenvolvimento dos seres vivos, tais como, lavas vulcânicas recém-solidificadas, superfície de rochas, dunas de areias e etc. Porém certos indivíduos possuem a capacidade de sobreviver e de se instalar nesses locais inóspitos sendo conhecidos como espécies pioneiras, com o passar do tempo, essas espécies conseguem modificar as condições de um determinado local, o que permite a entrada de outras espécies. Um exemplo disso seriam as dunas de areia que podem ser colonizadas por espécies de gramíneas cujas sementes são trazidas pelo vento e conseguem suportar o calor, a insuficiência de água e o solo inconstante, iniciando a conquista do lugar. A colonização pelas espécies pioneiras acabam modificando as características originais do local, diminuindo as elevadas e inconstantes modificações da temperatura do solo, o que contribui para a manutenção de certo grau de umidade. O material orgânico dos pioneiros acaba se acumulando no solo, gerando um aumento de nutrientes disponíveis e a retenção de água. Com essas novas condições de ambiente, outros indivíduos podem aparecer e se estabelecer, essas espécies recém-chegadas e as pioneiras passam a competir, tal fato, ocasiona a substituição das espécies pioneiras pelas recém-chegadas. As consecutivas proles de plantas e animais que nascem, crescem, morrem e se decompõem tornam o solo gradativamente mais abastado em matéria orgânica e umidade. E o procedimento gradativo de conquista de um hábitat, em que a conciliação das comunidades vai se modificando ao longo do tempo, é designada sucessão ecológica. Sucessão primária e sucessão secundária Ecologia 32 Como vimos no caso das dunas, a sucessão tem início em uma área antes inabitada, cujas condições primitivas são altamente antagônicas à vida; nesse caso estamos falando de sucessão primária. E esse processo é geralmente lento, e podem-se levar dezenas ou centenas de anos para que um solo antes rochoso possa acolher uma vegetação rala de arbustos e de gramíneas. Já no tipo de sucessão secundária é quando ocorre em locais que já foram ocupados por uma comunidade biológica, logo possui condições iniciais mais favoráveis de estabelecimento de seres vivos. É o caso de campos de cultivos abandonados, de florestas derrubadas e de áreas destruídas por queimadas. Evolução das comunidades durante a sucessão Às vezes é possível calcular o tipo de sucessão que acontecerá em determinado local, pois a identidade biológica ali presente distende a evoluir até atingir um clímax, que são condicionadas pelas peculiares físicas e climáticas do local. Por exemplo, um campo de cultivo abandonado onde antes havia uma floresta, terá disposições a atingir esse mesmo tipo de comunidade final, passando por uma sucessão de comunidades intermediárias: campos=> arbustos=> floresta intermediária=> floresta semelhante à original. No decorrer da sucessão, o ecossistema de forma geral tenderá a se tornar mais complexos e com maiores números de nichos ecológicos e, como consequência de espécies. Microlima (Gr micros, pequeno; klima, inclinação, considerando-se a zona onde se vê a estrela polar mais ou menos inclinada e, consequentemente, onde faz mais ou menos frio. Tomou o sentido “ambiente” depois da obra Climats, do escritor francês André Maurois). Trata-se do conjunto de característica físicas de um ambiente limitado, ou de uma divisão do ecossistema. Deve ser diferenciado de clima, cujo conceito mais amplo se refere às condições meteorológicas de uma vasta região geográfica, envolvendo temperatura, pressão, vento, umidade do ar, precipitação pluviométrica, variações de pressão atmosférica etc. Comumente se usa paradesignar o conjunto de características diferenciais de cada um dos Ecologia 33 estratos de uma floresta. O primeiro deles, o estrato mais alto, corresponde ao ápice das copas das árvores, muito iluminado durante o dia, quente, varrido pelos ventos e, portanto, com pouca umidade. Depois, um segundo estrato, ao nível da ramagem intensa, mostra-se menos quente, mas úmido, de temperatura constante 9quente, nas florestas temperadas). O quarto estrato revela outro microclima se encontra em outro estrato, correspondente ao do interior da floresta, por entre os troncos das árvores, local por onde transitam as feras, É um ambiente escuro, muito úmido, de temperatura constante (quente, nas florestas equatoriais e tropicais; frio, nas florestas temperadas). O quarto estrato revela outro microclima, o do solo encharcado pela água que desce da folhagem e não evapora porque a luz do sol nunca chega a ele, onde se desenvolvem cogumelos e vivem os animais que andam de rastro. Em cada microclima, a fauna encontrada é mais ou menos especializada e evita passar aos demais. é a referência utilizada pelos biólogos para determinar ás condições ambientais particulares do hábitat ao qual estão adaptadas determinadas espécies. Durante o procedimento de sucessão, surgem microclimas que permitem a vinda e o estabelecimento de novos indivíduos. O surgimento de novos nichos ecológicos durante a sucessão induz ao acréscimo da diversidade de espécies na comunidade, ou seja, ao acrescentamento da biodiversidade. Aumentando com isso, o número total de indivíduos capazes de viver no local, portanto a biomassa do ecossistema em sucessão. Aumentando também a homeostase, isto é, a capacidade de se manter estável apesar das variações ambientais. O máximo de homeostase é atingido quando a comunidade atinge um estado de estabilidade compatível com as condições próprias da região. Essa comunidade estável é designada comunidade clímax e constitui o final da sucessão ecológica. Na comunidade clímax, a biodiversidade, a biomassa e as condições microclimáticas pretendem se manter estáveis. Ecologia 34 Exemplos de Sucessão Ecológica Ecologia 35 Ecologia 36 É HORA DE SE AVALIAR! Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo, presentes no caderno de exercício! Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Caso prefira, redija as respostas no caderno e depois as envie através do nosso ambiente virtual de aprendizagem (AVA). Interaja conosco! Ecologia 37 Exercícios - Unidade2 1- Existem regiões no planeta Terra em que o clima e as condições do solo não são favoráveis ao desenvolvimento de seres vivos, tais como lavas vulcânicas recém-solidificadas, superfície de rochas, dunas de areias etc. Porém certos indivíduos possuem a capacidade de sobreviver e de se instalar nesses locais inóspitos sendo conhecidos como: a) espécies iniciadoras. b) espécies modificadoras. c) espécies pioneiras. d) sucessão primária. e) espécies invasoras. 2- Complete as lacunas: Procedimento gradativo de conquista de um __________, em que a conciliação das comunidades vai se modificando ao longo do tempo, é designada ________________. a) hábitat- sucessão ecológica . b) hábitat- sucessão primária. c) sucessão ecológica- hábitat. d) hábitat- sucessão secundária. e) território – sucessão ecológica . Ecologia 38 3- Às vezes é possível calcular o tipo de sucessão que acontecerá em determinado local, pois a identidade biológica ali presente distende a evoluir até atingir um clímax, que são condicionadas pelas peculiares físicas e climáticas do local. Coloque V para as alternativas verdadeiras e F para as falsas. ( ) Por exemplo, um campo de cultivo abandonado onde antes havia uma floresta, terá disposições a atingir esse mesmo tipo de comunidade final, passando por uma sucessão de comunidades intermediárias: arbustos=> campos=> floresta intermediária=> floresta semelhante à original. ( ) Em decorrer da sucessão, o ecossistema de forma geral tenderá a se tornar menos complexos e com maiores números de nichos ecológicos e, como consequência de espécies. ( ) Microlima é a referência utilizada para determinar ás condições ambiental particulares do hábitat ao qual estão adaptadas determinadas espécies. ( ) O surgimento de novos nichos ecológicos durante a sucessão induz ao acréscimo da diversidade de espécies na comunidade, ou seja, ao acrescentamento da biodiversidade. Marque a alternativa correta. a) V-F-V-F. b) V-V-F-F. c) F-V-V-F. d) F-F-V-V. e) F-V-V-V. Ecologia 39 4- O máximo de homeostase é atingido quando a comunidade atinge um estado de estabilidade compatível com as condições próprias da região. Essa comunidade estável é designada: a) comunidade estável. b) homeostasia. c) sucessão ecológica. d) espécies pioneiras. e) comunidade clímax . 5- Diferencie sucessão primária de sucessão secundária utilizando exemplos. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Ecologia 40 Ecologia 41 3 Relações Ecológicas Ecologia 42 A abordagem nesta unidade deverá propiciar ao aluno a compreensão necessária para entender como se caminha o relacionamento entre os seres vivos, destacando a importância das associações onde teremos a oportunidade de conhecer com detalhes como o ambiente procede em relação às trocas realizadas com os seres vivos, para então podermos entender e caminhar seguramente nos caminhos que se delineiam esta importante disciplina. OBJETIVOS DESSA UNIDADE Ao final dessa unidade, o aluno deverá apresentar condições de Identificar e compreender as relações ecológicas entre os organismos em seus habitats e nichos ecológicos. Compreender a importância destas relações entre os seres vivos, o homem e o ambiente. Deverá ser capaz de trilhar os caminhos apresentados pela disciplina ao longo de seu curso, compreendendo melhor suas ramificações. PLANO DA UNIDADE Relações intraespecíficas harmônicas Relações intraespecíficas desarmônicas Relações interespecíficas harmônicas Relações interespecíficas desarmônicas Bem-vindo à terceira unidade. Ecologia 43 As relações que se estabelecem entre os seres vivos possuem a importância ecológica de manter o meio ambiente ou as organizações naturais em perfeito funcionamento. As condições ambientais, como os fatores físicos e químicos podem ser limitantes à produção de alimento e energia necessários à sobrevivência de todas as espécies vegetais e animais. Isto acontece quando o ambiente não está “nutrido” de material necessário aos processos responsáveis pelo equilíbrio ecológico. As relações que ocorrem entre os seres vivos podem ser harmônicas (quando nenhum organismo é prejudicado, seja da mesma espécie ou não) ou desarmônicas (quando pelo menos um dos organismos é prejudicado através das inter-relações que ocorrem). Mas, é necessário ressaltar que oprejuízo temporário promovido por processos naturais não afeta, definitivamente, um compartimento ecológico. Quando um ciclo de processos se finaliza, este fator biológico, traduzido pelas relações biológicas, também é responsável por outros ciclos que ocorrerão. O meio ambiente é dinâmico e se renova constantemente. O importante para a disciplina é que as inter- relações que existem através das relações entre as espécies representam um fator biológico importante porque é um dos fatores que explica sobre a saúde ambiental. As relações ecológicas são as interações entre diversos organismos que constituem uma comunidade biológica. São classificadas em relações intraespecíficas, quando envolve organismos da mesma espécie e relações interespecíficas, quando envolve organismos de espécies diferentes e como dito anteriormente harmônicas ou desarmônicas. A seguir descrevermos detalhadamente as relações que ocorrem entre os seres vivos. Ecologia 44 Relações intraespecíficas harmônicas Colônia (Lat. colonia, grupo de indivíduos segregados): São associações de membros de uma mesma espécie que formam uma integração funcional, estrutural e que revelam um profundo grau de interdependência vital, como consequências não conseguem sobreviver isoladamente. Todos os indivíduos levam vantagem, e eles dependem uns dos outros. Existem dois tipos de colônias: as homotípicas, onde não há diferenciação entre eles, nem divisão de trabalho, e as heterotípicas, onde há diferenciação entre cada indivíduo e divisão de trabalho. Um exemplo de animais que constituem colônias homotípicas são os corais, que são formados por milhões de pequenos animais que secretam um esqueleto rígido criando uma forte proteção externa. Ecologia 45 Um exemplo de colônia heterotípica é o caso das caravelas, que possuem indivíduos morfologicamente diferentes que desempenham funções específicas também diferentes, a parte superior das caravelas secretam gases que as mantém flutuando, e a parte inferior se responsabiliza da proteção, nutrição etc. Sociedade (Lat societate, agrupamento e ou reunião): É uma forma de relação harmônica intraespecífica na qual seus integrantes revelam apenas um pequeno grau de interdependência vital, facultando-lhes a possibilidade de se viver isoladamente. Nas sociedades também ocorrem relações homeotípicas, representadas pelos cardumes, manadas, bandos, alcateias, e a própria sociedade humana, e as heterotípicas como sucede com as abelhas, cupins, e formigas. Relações intraespecíficas desarmônicas Canibalismo: É uma forma de interação variante do predatismo, onde um indivíduo mata e se alimenta de outro da própria espécie. Esses casos ocorrem normalmente com insetos, aranhas, escorpiões, peixes, etc., na maioria das vezes após o ato sexual, quando as fêmeas eliminam o macho. Na espécie humana quando ocorre canibalismo este recebe o nome de antropofagia (Gr ánthropos, homem; phagein, comer). Competição: Ocorre em praticamente todas as espécies, pois está ligada à seleção natural, onde tem a vantagem o mais apto. A competição nada mais é do que a disputa por recursos entre indivíduos. Encontramos dois tipos de competição, a intraespecífica, e a interespecífica; A territorialidade é um bom exemplo de competição intraespecífica, onde o animal escolhe um lugar, se estabelece e defende-o de outro da mesma espécie, vimos isso em leões, macacos, focas, aves, etc. No caso da interespecífica, podemos observar duas espécies de cracas: Balanus, e Chtamalus, que convivem na mesma região, os primeiros predominam Ecologia 46 na região de maré baixa e os Chtamalus na zona de maré alta, no entanto, suas larvas que nadam competem pela fixação em qualquer lugar, porém, os Balanus não sobrevivem na parte alta da rocha. Relações interespecíficas harmônicas Comensalismo (Lat cum, com, mensa, mesa): Um organismo que se alimenta de restos de alimentos deixados por outro organismo de espécie diferente sem que lhe cause prejuízo nem qualquer outra moléstia, neste caso apenas uma espécie se beneficia, no entanto, a outra não sofre prejuízo. O exemplo mais conhecido é o caso do tubarão e o peixe rêmora. Ecologia 47 Protocooperação(Gr protos, primeiro ou primitivo; + elemento composto cooperação): Dois indivíduos se beneficiam sem que lhes ocorram uma associação obrigatória, pois não dependem um do outro. É perfeitamente possível a vida isolada de cada um; todavia eles se associam sempre que podem. Temos como exemplo a relação entre o boi e a ave anu. Tal ave se alimenta de parasitas e pequenos insetos que se encontram na pele do boi. Ao limpar sua pele, o anu se beneficia através do alimento e da proteção, e o boi se beneficia se livrando dos parasitas que poderiam causar-lhe doenças. Inquilinismo (Lat inquilinu, inquilino; + sufixo ismo, “qualidade de”): Nessa relação um animal usa o outro como moradia. Apenas um indivíduo é beneficiado, mas sem prejudicar o hospedeiro, que também serve de proteção para ele. A figura a seguir representa o peixe palhaço utilizando como abrigo e proteção uma anêmona do mar Ecologia 48 Mutualismo (Lat mutuare, trocar, dar e receber; + sufixo al, relação, e ismo, “natureza de”): Forma de relação harmônica interespecífica necessária à sobrevivência dos seres que a realizam, já que, isolados, não encontram condições para viver. É um tipo de relacionamento bilateral, que resulta em benefícios para ambos os associantes. Os exemplos dessa forma de associação foram até recentemente enquadrados sob a denominação de simbiose, termo que, modernamente, assume outra definição. O mutualismo difere da protocooperação pelo grau de interdependência dos associantes, que é total no mutualismo e parcial na protocooperação, as associações de algas com fungos, na constituição dos liquens, e o relacionamento de microrganismos que produzem enzimas hidrolisantes da celulose com animais xilófagos (baratas e cupins) ou ruminantes (boi, cabra, camelo) representam exemplos de mutualismo. Relações interespecíficas desarmônicas Amensalismo (Gr a, sem; mensa, mesa; + sufixo ismo, “condição de”): Tipo de relação não harmoniosa entre organismos (geralmente alimentar), caracterizada pela competição entre indivíduos de uma comunidade biótica que ocupam numa mesma área o mesmo nicho, ou nichos similares. Ás vezes esta competição se torna mais violenta, pois alguns indivíduos produzem e lançam substâncias no meio que são capazes de impedir o desenvolvimento de outros indivíduos ou mesmo causar-lhe a morte, como no caso do fungo que produz uma substância que produz e secreta uma substância que causa a morte de uma bactéria, essa substância é muito utilizada pela medicina atual e recebe o nome de penicilina, outro exemplo é o eucalipto que produz e secreta substâncias que inibem ou até mesmo eliminam a instalação de plantas de porte médio ou grande, ou até mesmo de porte pequeno. A Maré Vermelha é outro exemplo de amensalismo, causado por microalgas dinoflageladas que são tóxicas ao ambiente marinho. Ecologia 49 Sinfilia(Gr syn, com ou juntamente, phyl, tribo ou grupo, + sufixo ia, “qualidade” ou “condição”): Quando um indivíduo se favorece da produção e trabalho de outra espécie. Esta relação também recebe o nome de esclavagismo. Um exemplo de sinfilia é o das formigas que costumam aprisionar certas espécies de pulgão, criando esses insetos em cativeiro no interior do próprio formigueiro como animais domésticos,e alimentando-se do líquido açucarado que eles eliminam pelo ânus em virtude da nutrição rica em carboidratos. Herbivoria(Lat herba erva; vorare, comer, devorar): Quando um animal se alimenta do tecido vegetal de uma planta viva. É comumente visto em qualquer região do mundo. É considerada uma das relações mais importante da natureza, pois é através dela que a energia captada da luz solar pelos produtores pode passar para os demais níveis tróficos. Parasitismo(Gr para, ao lado; sitos, alimento): Relação interespecífica desarmônica onde um organismo considerado parasita se instala na superfície ou no interior de outro ser, retirando matéria orgânica para sua nutrição, e através da manutenção estreita desta relação provoca dependência nutritiva no outro, causando danos que podem variar desde pequenos distúrbios até doenças graves que podem levar a morte. Ecologia 50 Os parasitas podem ser classificados em ecto, e endoparasitas, quando se encontra na superfície ou dentro do corpo respectivamente, e podem ser também temporários (pulgas, mosquitos), provisórios (larvas de moscas) e permanentes (não abandonam o hospedeiro em nenhum momento da vida), temos o Trypanossoma cruzi e a Taenia sp. Predatismo(Lat praeda, caçar; + sufixo ismo, condição): relação desarmônica na qual uma espécie ataca, mata e devora organismos de outra espécie. A predação num primeiro momento pode beneficiar o predador, porém do ponto de vista ecológico ela é um mecanismo que regula a densidade das duas populações porque se a população de predador aumenta, diminui a de presa, e com a sua diminuição, consequentemente ocorrerá diminuição na população de predadores, cabe salientar que isto ocorre em um ambiente em equilíbrio. A estreita correlação observada entre as populações de predadores e de presas é muito importante no processo de sobrevivência não só delas como um todo, mas do ambiente em geral. No exemplo a seguir, observamos um guepardo perseguindo uma gazela. Ecologia 51 Nesta unidade você conheceu as principais características das relações entre os seres vivos, pôde entender a importância de cada uma no contexto do equilíbrio ecológico. A seguir entraremos na unidade seguinte traçando um perfil do comportamento animal na nova modalidade de ciência ligada à ecologia. Falaremos da Etologia. É HORA DE SE AVALIAR! Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo, presentes no caderno de exercício! Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Caso prefira, redija as respostas no caderno e depois as envie através do nosso ambiente virtual de aprendizagem (AVA). Interaja conosco! Ecologia 52 Exercícios - Unidade 3 1) Um gavião com carrapatos e piolhos em suas penas, captura um rato, com pulgas em seus pelos. Quais são as relações interespecíficas que ocorrem entre esses animais, respectivamente? a) Parasitismo, competição e inquilinismo. b) Parasitismo, comensalismo e predatismo. c) Competição, parasitismo e mutualismo. d) Parasitismo, competição e predatismo. e) Predatismo, comensalismo e mutualismo. 2) Qual desses casos seria um exemplo de competição intraespecífica? a) As aranhas fêmeas da família da viúva-negra têm costume de matar e devorar o macho, logo após o ato sexual. b) A hiena não vai à caça, elas ficam rodeando grupos de leões e comem as sobras de alimento que os leões não quiseram comer. c) Dois grupos de leões disputam entre si por um mesmo território ou alimento. d) As orquídeas se hospedam no alto de árvores onde pode receber mais luz e se proteger de animais do solo. e) Gafanhotos e gado competindo por capim. 3) Abutres e urubus se beneficiando com os restos alimentares de animais carnívoros: a) amensalismo. b) comensalismo. c) competição interespecífica. d) competição intraespecífica. e) mutualismo. Ecologia 53 4) É um tipo especial de competição interespecífica e que consiste em uma espécie sendo prejudicada sem que haja qualquer prejuízo ou benefício para a outra. Indivíduos de uma mesma espécie liberando substâncias que prejudicam ou impedem o desenvolvimento de outras espécies competidoras: a) amensalismo. b) comensalismo. c) competição interespecífica. d) competição intraespecífica. e) mutualismo. 5) Como se chama a relação entre o crocodilo e o pássaro-palito que se alimenta dos detritos e sanguessugas presentes na boca do crocodilo? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Ecologia 54 Ecologia 55 4 A Etologia Ecologia 56 Nesta unidade teremos contato com uma nova modalidade de ciência, a Etologia que trata do estudo do comportamento dos animais em face de seus hábitos e de suas acomodações as circunstâncias ou condições ambientais, processo de regulação dos organismos no meio ambiente. OBJETIVOS DESSA UNIDADE Ao final dessa unidade, o aluno deverá apresentar condições de compreender os processos de comportamento apresentado pelos organismos que denotem a sua busca pela sobrevivência em seus habitats, apresentando características posturais que evidenciem sua conduta as funções dos organismos em face de seus costumes populacionais, bem como a dinâmica de suas populações, nos habitats, nichos ecológicos e nos ecossistemas. Compreender a relação entre seres vivos, o homem e o ambiente. PLANO DA UNIDADE A história introdutória da Etologia Bem-vindo à quarta unidade. Ecologia 57 A etologia (Gr éthos, costume ou hábito; logos, estudo ou tratado) explica diretamente o funcionamento de todos os organismos vivos, em relação com seu meio ambiente, levando em conta a evolução do organismo e da espécie ao longo de sua existência. É uma ciência criada por Karl Von Frish, Konrad Lorenz e Nikolas Timbergen. Estuda o relacionamento de animais com membros da mesma espécie, com membros de outras espécies e com o ser humano, e também o comportamento desses animais diante de mudanças em seu habitat. Esse estudo é voltado para a observação do comportamento animal em seu ambiente natural, e nunca em laboratórios ou zoológicos, por exemplo. Estuda, além disso, a motivação de tal conduta, porque essa conduta aconteceu dessa forma e não de outra, se preocupando em levar em conta se o padrão de comportamento é nato, adquirido ou adaptativo. O padrão de comportamento nato nasce com o indivíduo, o comportamento adquirido é desenvolvido durante a vida do indivíduo, é instintivo, mas morre com ele, enquanto o comportamento adaptativo é obtido, e depois passado de geração em geração. Os etólogos distinguem-se por uma disposição metodológica que gira em torno das proposições de Nicholas Tinbergen. Em 1963, foi proposto por ele que primeiramente deve-se ressaltar e descrever o comportamento; posteriormente, um julgamento completo do comportamento deve ser feita com quatro pontos fundamentais nas análises causais, ontogenéticas, filogenéticas e funcionais. A análise causal é feita por meio de uma relação entreum determinado comportamento com uma qualidade antecedente, sendo analisados os estímulos externos responsáveis pela conduta e as estruturas motivacionais internos; A análise ontogenética envolve uma semelhança do comportamento com o período, interesse posto em torno do processo de distinção e de conexão dos moldes comportamentais no andamento do desenvolvimento de um indivíduo jovem; Ecologia 58 A análise filogenética explora a história do comportamento no rumo da evolução da espécie; A análise funcional coloca uma analogia entre certo comportamento e modificações que acontecem no ambiente circundante ou dentro do próprio indivíduo. A história introdutória da Etologia A etologia é uma ciência fácil de definir, difícil foi ficar procurando uma explicação para o termo instinto. A razão principal de se descontar o pensamento biológico sobre a Etologia foi o fato de se terem sido impedidos de se aprofundarem no estudo do comportamento em virtude de uma disputa ideológica entre duas proeminentes escolas da psicologia. A escola da psicologia finalista representada primeiramente por William MacDougall e mais tarde por Edward Chase Tolman, que aceitava o instinto, mas não o explicava. De acordo com MacDougall e sua escola, tudo que os animais fazem é na busca de um propósito, e este propósito é estabelecido por seus instintos, extranaturais, e infalíveis. A Escola behaviorista de psicologia criticou a adoção de fatores extranaturais como não científicos, e exigiu explicações causais. Através de sua metodologia, essa escola procurou distanciar-se dos psicólogos objetivistas considerando o experimento controlado a única fonte legítima de conhecimento, refutando os métodos empíricos, pois segundo esta escola estes deveriam figurar entre as especulações filosóficas. Naquele tempo as críticas construtivistas feitas pelos behavioristas em relações as opiniões sustentadas pelas escolas objetivistas eram em todos os sentidos salutares, o que não se percebeu foi um desastroso erro lógico que crescia dentro do pensamento behaviorista, sendo que somente processos de aprendizado podiam ser examinados experimentalmente, e já que todo comportamento precisa ser analisado experimentalmente então concluíram os behavioristas que todo comportamento deve ser aprendido, tal fato além de logicamente falso é efetivamente absurdo. Ecologia 59 Conhecendo a visão de cada um, e tendo feito críticas justificáveis, tanto os objetivistas, quanto os behavioristas, foram forçados a manter posições extremas. Essa disputa ideológica exercida pelas duas escolas da psicologia permaneceu em atividade quando completamente sem ser notado por ambas, e independentemente de suas influências, o estudo científico de padrões comportamentais inatos começou a acontecer. Na virada do século Charles Otis Whitman e, alguns anos mais tarde sem a participação do mesmo, Oskar Heinroth descobriram a existência de padrões de movimentando, cujas similaridades e diferenças de espécie para espécie, de gênero para gênero e, até mesmo de grupos taxonômicos para outros, e são mantidas com a mesma constância, e exatamente do mesmo modo, de maneira que são comparáveis a caracteres anatômicos. Em outras palavras esses padrões de movimento tornam-se uma característica tão confiável de um grupo em particular, como são os dentes ou as penas, ou quaisquer outros atributos físicos distintivos, usados em morfologia comparada. Para este fato não podem haver qualquer outra explicação, se não a de que similaridades, e dissimilaridades destes movimentos coordenados, podem ser remetidas a uma origem comum, em uma forma ancestral que também já possuía estes mesmos movimentos em uma forma primitiva, ou seja, o conceito de homologia pode ser aplicado à elas. Tais fatos por si sós já deixam claro que estes movimentos originaram-se filogeneticamente, e estão escritos no genoma. É justamente isto que é esquecido pelos estudiosos do comportamento que gostariam de explicar de forma satisfatória toda diferença conceitual existente entre características inatas e adquiridas. A descoberta de que os padrões de movimento são homólogos foi o ponto de equilíbrio pelo qual a Etologia marcou a sua origem através do estudo comparativo do comportamento. Konrad Lorenz descobriu por sua conta que os padrões de movimento são homólogos e a partir de então começou a criar mecanismos conceituais, comportamentais e acadêmicos no intuito de prepararem-se para exercer críticas sobre as duas escolas de Psicologia em dois pontos fundamentais, o primeiro era de que o instinto simplesmente não existe, e o segundo é de que todo comportamento animal é aprendido, era totalmente falso. Ecologia 60 Após vários anos de tentativas e erros a Etologia finalmente começou a fazer parte dos estudos realizados pela academia. É HORA DE SE AVALIAR! Neste momento em que finalizamos o conteúdo desta unidade de estudos, é fundamental que você não se esqueça de realizar as atividades propostas. Elas são fundamentais para ajudá-lo a fixar o conteúdo teórico trabalhado, a sistematizar as ideias e os conceitos apresentados, além de proporcionar a sua autonomia no processo ensino-aprendizagem. Ecologia 61 Exercícios - Unidade 4 1) Os principais temas estudados pela Etologia estão dispostos a seguir, EXCETO: a) evolução do comportamento dos animais; b) relacionamento entre os animais de uma mesma espécie que vivem em grupos (famílias) ou isolados; c) comportamento dos animais com as mudanças que ocorrem na natureza (aquecimento global, secas, alagamento de regiões, etc.); d) comportamento animal diante de sua locomoção para um ambiente não natural (laboratórios); e) o relacionamento e comportamento dos animais com os seres humanos em diversas situações; 2) Os nomes de cientistas a seguir são importantes para a história da humanidade, suas descobertas foram determinantes para resolução de muitos problemas, a Etologia é parte integrante destas descobertas. Assinale nas alternativas que seguem o Cientista que ajudou a criar esta Ciência. a) Charles Darwin. b) Isaac Newton. c) Gregor Mendel. d) Sigmund Freud. e) Konrad Lorenz. 3) A razão principal de se descontar o pensamento biológico sobre a Etologia foi o fato destes terem sido impedidos de se aprofundarem no estudo do comportamento. Segundo o texto, tal fato ocorreu em virtude de: a) ocorrerem distúrbios na academia Biológica. b) uma disputa ideológica entre duas proeminentes escolas da psicologia. c) uma disputa ideológica entre duas proeminentes escolas da pedagogia. d) etnias comportamentais dos animais irracionais. e) etnias pedagógicas dos estados africanos. Ecologia 62 4) Os etólogos distinguem-se por uma disposição metodológica que gira em torno das proposições de Nicholas Tinbergen. Segundo ele um julgamento completo do comportamento deve ser feita com quatro pontos fundamentais, exceto: a) análises causais. b) ontogenética. c) hemogênica. c) filogenética. d) funcional. 5)A Etologia é a ciência que estuda a motivação do comportamento animal. Qual é a importância do estudo ser realizado no habitat natural do indivíduo? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________ Ecologia 63 Ecologia Humana 5 Ecologia 64 Nesta unidade teremos contato com os ambientes terrestres e suas particularidades, observaremos a porção da biosfera denominada litosfera, com as características físicas, geográficas e biológicas presentes nesses ambientes, como o homem interage com os seres e qual a melhor maneira de entendê-los e consequentemente preservá-los. OBJETIVOS DESSA UNIDADE Reconhecer os ecossistemas terrestres e suas características, bem como interferências antrópicas ou não, apresentadas a esses ecossistemas, observando a importância de sua preservação e manutenção. PLANO DA UNIDADE Ecologia humana Efeito estufa A destruição da camada de ozônio A extinção das espécies O acumulo de lixo no planeta A questão ambiental:população, natureza, sociedade e técnologia Interferências humanas nos ecossistemas Impactos ambientais em ecossistemas Impactos ambientais em ecossistemas agrícolas Impactos ambientais em ecossistemas naturais Bem-vindo à quarta unidade. Ecologia 65 Ecologia Humana O aumento das populações humanas e a exploração dos recursos naturais têm causado alterações bem significativas no meio ambiente. O futuro das espécies depende da compreensão de que fazemos parte da biosfera. Como foi dito anteriormente o grupo de seres vivos com características semelhantes, que convivem em determinada área geográfica, são capazes de se reproduzir e gerar descendentes férteis é o que designamos de população biológica e esta consiste na base de cálculo para o estudo da Ecologia e em contrapartida, temos a questão ambiental que entre outras coisas, através do desenvolvimento, promove a ocupação em todos os ambientes do planeta, gerando impactos que alteram os ecossistemas naturais, agrícolas, ocasionando interferências humanas nestes ambientes. Nesta unidade falaremos um pouco desta situação, porém, agora iremos recordar alguns conceitos mencionados anteriormente para podermos caminhar no sentido de ilustrar melhor os caminhos da ecologia humana no contexto planetário. A densidade populacional é um conceito importante para qualquer tipo de assunto referente à população, quando o assunto se refere à humanidade chamamos de densidade demográfica e sua elevação acentuada como é o que vem ocorrendo com a população humana neste planeta. Para entender o comportamento das populações de um ecossistema fazemos utilização do estudo de crescimento populacional. Medidas do tamanho de uma população, tomadas em diferentes intervalos de tempo, informam se ela está em expansão, em declínio ou estável, permitindo assim, realizar correlações com fatores como disponibilidade de alimento, clima e etc. Podemos conceituar taxa de crescimento populacional como a variação do número de seres vivos da população em determinado período de tempo. Se não levarmos em consideração o tamanho da população, mas apenas a variação do número de indivíduos no período relacionado, estaremos falando de taxa de crescimento populacional absoluto ou bruto (TCB). TCB = Nf - Ni T Ecologia 66 Já a taxa de crescimento populacional relativo ou real (TCR), faz referência a variação do número de indivíduos de uma população em relação ao seu número inicial. Observe: TCR = Nf - Ni Ni Uma análise importante da população humana em relação à sua formação em idades, ou seja, ao número de pessoas existentes em cada faixa etária. Essa distribuição por faixa de idade é expressa em gráficos que chamamos de pirâmides de idade ou pirâmides etárias. A análise dessas pirâmides revela tendências do tipo de crescimento da população. Pirâmides etárias O crescimento acelerado da população humana deve-se principalmente à diminuição da taxa de mortalidade, decorrente tanto de avanços agrícolas e tecnológicos, que têm aumentado a produção de alimentos, como de progressos médicos e sanitários, que têm prolongado a expectativa de vida das pessoas. O ambiente vem sofrendo sérias ameaças, o aumento da população humana é a maior delas e em consequência disto geramos outros fatores que se tornam problemas maiores ainda, o agravamento do efeito estufa, contribuindo em muito para o aumento da temperatura global, destruição da camada de ozônio, extinção das espécies, esgotamento dos recursos naturais e principalmente o acumulo de lixo no planeta. Falaremos mais a seguir sobre estes problemas. Ecologia 67 Efeito Estufa A luz irradiada pelo sol alcança o planeta Terra, e então parte dessa luz é refletida novamente para o céu. A energia contida por essa luz, parte é refletida, e a outra parte fica armazenada na atmosfera, pois os gases presentes nesta, tais como o gás carbônico retém um pouco dessa energia. São esses gases que mantém o planeta aquecido o suficiente para que nele possa se manter vida, funciona como o vidro numa estufa. Em meados do século XX a quantidade de gases atmosféricos aumentou significativamente, isso ocorreu devido ao desmatamento, e a queima de combustíveis fósseis. Tal evento resultou no que chamamos de aquecimento global, um aumento na temperatura terrestre, que caso continue poderá prejudicar o nosso ecossistema. Uma das maiores consequências geradas pelo aquecimento global, é o derretimento das calotas polares, tal acontecimento eleva o nível do mar, e consequentemente interfere na vida dos organismos que habitam as regiões polares (pinguins, peixes, ursos polares, etc.). Ecologia 68 A destruição da camada de ozônio Na atmosfera da Terra numa altura relativa entre 12, e 50 km, ocorre a formação de uma enorme quantidade de gás ozônio (O3), construindo assim, uma camada que retém a radiação ultravioleta irradiada pelo sol, funcionando então como uma espécie de “filtro solar”. Ecologia 69 A radiação ultravioleta, apesar de ser usada para bronzeamento, é danosa ao material biológico, pois essa quebra moléculas de proteínas e ácidos nucleícos. Queimaduras causadas pelo sol e câncer de pele são um exemplo do que pode ser causado por essa radiação. O Ozônio é produzido a partir do gás oxigênio, pois este recebe um pouco da radiação ultravioleta e se transforma, no entanto o ozônio se transforma constantemente em oxigênio, quando tais reações ocorrem com a mesma frequência e intensidade, o equilíbrio entre a quantidade de ozônio fabricada e destruída é mantido. Porém na década de 80 foi observada a formação de um buraco na camada de ozônio e, logo, vários outros furos nesta camada foram surgindo na atmosfera do planeta, e coincidentemente os casos de câncer de pele aumentaram. Isso ocorreu devido à produção de alguns gases conhecidos como CFC (clorofluorcarbonos), esses gases eram usados em geladeiras, ar condicionado, além de seus elementos serem matérias-primas na produção de espumas de plástico, cola, e etiquetadores, também são utilizados como o material pressurizante nas latas de aerossóis, como os desodorantes e inseticidas. O gás escapa e vai em direção à atmosfera, e recebe radiação ultravioleta, e então libera o cloro que reage com o ozônio, e então o transforma em oxigênio. Felizmente muitos países tem se conscientizado e substituíram os gases CFC por outros produtos menos danosos ao ambiente, acordos foram formados, porém acredita-se que a recuperação da camada de ozônio pode levar mais de cinquenta anos. Ecologia 70 A extinção
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