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Cursinho Municipal de Marituba FUNDAMENTOS DA ECOLOGIA Ecologia é o estudo das interações dos seres vivos existentes no nosso planeta. E a ecologia pode ser dividida em duas linhas de estudo: Alelobiose: estuda a relação dos seres vivos com os fatores bióticos, ou seja, outros seres vivos. Ecobiose: estuda a interação doa seres vivos com os fatores abióticos, ou seja, temperatura, pH, salinidade, penetração de luz, clima, pressão, latitude, entre outros. BIOSFERA E ECOSSISTEMAS Cerca de 1 milhão de anos após ter se formado, a Terra ainda era um globo rochoso e quente, com alguma água acumulada na superfície. Sua atmosfera era provavelmente constituída por metano, amônia, gás hidrogênio e vapor de água, entre outros compostos. À medida que o planeta foi se esfriando, acumulou- se água nas depressões da crosta, e assim se originaram os primeiros lagos e mares da Terra. O intenso bombardeamento por radiações provenientes do Sol teria ocasionado alterações químicas e físicas nos componentes da atmosfera e da crosta terrestre, e, nesse cenário, a vida surgiu, há cerca de 3,5 milhões de anos. Com o aparecimento dos seres vivos, uma nova entidade passou a fazer parte da constituição da Terra: além da litosfera (constituída pelas rochas e pelo solo), da hidrosfera (constituída pelas águas) e da atmosfera (constituída pelo ar), passou a existir a biosfera, representada pelos seres vivos e pelo ambiente em que vivem. ECOCONCEITOS Indivíduo – é a unidade de vida que se manifesta em um determinado local. Espécie – é o conjunto de indivíduos semelhantes (estruturalmente, funcionalmente e bioquimicamente) que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis. População – é o conjunto de indivíduos de mesma espécie que vivem numa mesma área em determinado período. Ex.: população de ratos em um bueiro, em um determinado dia ou uma população de bactérias causando amigdalite por 10 dias. Comunidade (Biocenose ou Biota) – são diversas populações de espécies que vivem em uma mesma região constituindo uma comunidade biológica, também chamada biota ou biocenose ou conjunto de populações interdependentes que vivem na mesma área em determinado local. A biocenose de uma floresta, por exemplo, compõe-se de populações de arbustos, árvores, pássaros, formigas, microrganismos etc., que convivem e se inter-relacionam. Biótopo – para viver, a biocenose depende de fatores componentes físicos e químicos do ambiente. Em seu conjunto, esses componentes formam o biótopo, que significa "o local onde vive a biocenose". No exemplo da floresta, o biótopo é a área que contém o solo (com seus minerais e água) e a atmosfera (com seus gases, umidade, temperatura, grau de luminosidade etc.). Em outas palavras, são os fatores abióticos presente em determinada área. Ecossistema – é o conjunto formado pelo meio ambiente físico, ou seja, o BIÓTOPO (formado por fatores abióticos como: solo, água, ar) mais a comunidade (formada por componentes bióticos - seres vivos) que com o meio se relaciona. Bioma – é uma unidade biológica ou espaço geográfico caracterizado de acordo com o macroclima, a fitofisionomia (aspecto da vegetação de um lugar), o solo e a altitude específicos. Ex.: Bioma Amazônia. Biosfera – é o conjunto de todos os ecossistemas da Terra. É um conceito da Ecologia, relacionado com os conceitos de litosfera, hidrosfera e atmosfera. Habitat – significa "o local onde vive determinada espécie". É o local onde uma espécie pode ser encontrada, seu “endereço” dentro de um ecossistema. Exemplos: cavernas, pântanos, florestas. Tem sentido mais restrito de que biótopo, que se refere ao local onde vive toda a biocenose. Por exemplo, se quisermos falar do local onde vivem as girafas, devemos usar o termo habitat. Mas se quisermos nos referir ao local onde vive a biocenose da savana, falamos em biótopo. Nicho ecológico – é o papel que o organismo desempenha, isto é, a "PROFISSÃO" do no ecossistema. O nicho informa à custa de que se alimenta a quem serve de alimento, como se reproduz, etc. Exemplo: a fêmea do Anopheles (transmite malária) é um inseto hematófago (se alimenta de sangue), o leão atua como predador devorando grandes herbívoros, como zebras e antílopes. Ecótono – é a região de transição entre duas comunidades ou entre dois ecossistemas. Na área de transição (ecótono) vamos encontrar grande número de espécies e, por conseguinte, grande número de nichos ecológicos. VESTIBULAR 2014 Prof.: Paula Cruz Pré-vestibulandos ECOLOGIA Aula 01: Fundamentos da Ecologia Importante: 1. A energia é unidirecional. 2. A matéria é cíclica. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA NOS ECOSSISTEMAS Cadeias Alimentares As cadeias alimentares, ou cadeias tróficas, são sequências de eventos consecutivos de relações de alimentação de um grupo de organismos por outros, formando níveis tróficos, que englobam os produtores, consumidores e decompositores. Obs: As setas indicam o sentido do fluxo de alimento na cadeia alimentar. Apontam sempre pra que está consumindo O componente biótico de um ecossistema relaciona-se entre si e estipula níveis para essas relações. Podemos, então, classificar os seres vivos de acordo com as funções específicas que desempenharão dentro de um ecossistema. Produtores – São sempre autótrofos, produzem alimento que será usado na cadeia, e por isso estão obrigatoriamente no início de qualquer cadeia alimentar. A energia transformada a partir de luz solar e do gás carbônico será repassada a todos os outros componentes restantes da cadeia ecológica. Os principais produtores conhecidos são plantas e algas microscópicas (fitoplâncton). Consumidores – São os organismos que necessitam alimentar-se de outros organismos para obter a energia que eles não podem produzir para si próprios. Vão-se alimentar dos autótrofos e de outros heterótrofos podendo ser consumidores primários, consumidores secundários, consumidores terciários e assim por diante. Decompositores – São organismos que atuam exatamente em papel contrário ao dos produtores. Eles transformam matéria orgânica em matéria inorgânica, reduzindo compostos complexos em moléculas simples, fazendo que estes compostos retornem ao solo para serem utilizados novamente por outro produtor, gerando uma nova cadeia alimentar. Os decompositores mais importantes são bactérias e fungos. Por se alimentarem de matéria em decomposição são considerados saprófitos. Os decompositores permitem a reciclagem da matéria, não da energia, pois essa é dissipada ao longo da cadeia. Níveis Tróficos - é conjunto de indivíduos que se nutre no mesmo patamar alimentar, ou seja, alimentam-se basicamente dos mesmos nutrientes e estão colocados em um mesmo nível trófico. Os produtores estão colocados no 1.° nível trófico. Os consumidores primários, aqueles que se alimentam dos produtores, são herbívoros e constituem o 2.° nível trófico. Os consumidores secundários compõem o 3.° nível trófico, sendo os carnívoros. Após esses, existe o 4.° nível trófico, e assim por diante. Os decompositores ocupam sempre o último nível da transferência de energia, formando um grupo especial que degrada tanto produtores quanto consumidores. Teias ou Redes Alimentares Em uma comunidade, o conjunto de cadeias alimentares interligadas forma uma teia alimentar. Ou seja, teia ou rede alimentar é um conjunto de cadeias alimentares, ligadas entre si, geralmente representando um diagrama das relações tróficas (alimentares) entre os diversos organismos ou espéciesde um ecossistema. Elas apresentam situações mais perto da realidade, onde cada espécie se alimenta em vários níveis hierárquicos diferentes e produz uma complexa teia de interações alimentares. Sempre começam com um único organismo produtor, mas pode ter vários produtores. Na alimentação, nem toda a energia obtida será integralmente usada, isto é, parte dessa energia não será absorvida e será eliminada com as fezes; outra parte será dissipada em forma de calor. Assim, grande parte da energia será “perdida” no decorrer de uma cadeia alimentar, diminuindo sempre a cada nível. Podemos, então, dizer que o fluxo de energia num ecossistema é unidirecional começando sempre com a luz solar incidindo sobre os produtores, e diminuindo a cada nível alimentar dos consumidores. Importância de se conhecer as cadeias e teias alimentares Justifica-se pela possibilidade do uso natural de animais ou plantas a fim de controlar ou equilibrar o ecossistema (biorremediação), de forma a evitar o uso de pesticidas e de quaisquer outras formas artificiais que possam desequilibrar em longo prazo o ambiente, ou ainda, provocar sérias reações nos animais e até nos seres humanos que ali habitam. Pirâmides Ecológicas Pirâmide ecológica, também denominada pirâmide trófica, é uma representação gráfica que mostra, mediante retângulos horizontais sobrepostos, a biomassa em cada nível trófico de um determinado ecossistema. As pirâmides ecológicas apresentam, em sua base, os produtores (tais como as plantas) e seguem em uma sequência de vários níveis tróficos (tais como os herbívoros que comem as plantas, sucedido pelos carnívoros que comem herbívoros, seguidos pelos carnívoros que comem carnívoros, e assim por diante). O nível mais alto é o topo da cadeia alimentar. As pirâmides ecológicas podem ser de três tipos: Pirâmide de números: Uma pirâmide ecológica de números mostra a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses. Por exemplo, cerca de 1.000 plantas (gramíneas, grama) são necessárias para o sustento de 300 gafanhotos, que, por sua vez, alimentam 20 aves que, finalmente, servirão de alimento para uma águia. Em alguns casos, quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números passa a ter uma conformação diferente da usual, sendo denominada “pirâmide invertida”. Pirâmide de biomassa: Pode-se também pensar em pirâmide de biomassa, em que é computada a massa (peso) corpórea (biomassa) e não o número de cada nível trófico da cadeia alimentar. O resultado será similar ao encontrado na pirâmide de números: os produtores terão a maior biomassa e constituem a base da pirâmide, decrescendo a biomassa nos níveis superiores. Tal como no exemplo anterior, em alguns casos pode ser caracterizada como uma pirâmide invertida, já que há a possibilidade de haver, por exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico, alterando tais proporções. Pirâmide de energia: energia solar captada pelos produtores vai-se dissipando ao longo das cadeias alimentares sob a forma de calor, uma energia que não é utilizável pelos seres vivos. À medida que esta energia é dissipada pelo ecossistema, ocorre uma permanente compensação com a utilização de energia solar fixada pelos produtores, passando depois através de todos os outros elementos vivos do ecossistema.O nível energético mais elevado, nos ecossistemas terrestres, é constituído pelas plantas clorofiladas (produtores). O resto do ecossistema fica inteiramente dependente da energia captada por eles, depois de transferido e armazenada em compostos orgânicos. O nível imediato é constituído pelos herbívoros. Um herbívoro obterá, portanto, menos energia das plantas clorofiladas do que estas recebem do Sol. O nível seguinte corresponde ao dos carnívoros. Apenas parte da energia contida nos herbívoros transitará para os carnívoros e assim sucessivamente. Foi adaptado um processo de representação gráfica desta transferência de energia nos ecossistemas, denominado pirâmide de energia, em que a área representativa de cada nível trófico é proporcional à quantidade de energia disponível. Assim, o retângulo que representa a quantidade de energia que transita dos produtores para os consumidores de primeira ordem é maior do que aquele que representa a energia que transita destes para os consumidores de segunda ordem e assim sucessivamente. As cadeias alimentares estão geralmente limitadas a 4 ou 5 níveis tróficos, porque há perdas de energia muito significativas nas transferências entre os diferentes níveis.Consequentemente, a quantidade de energia que chega aos níveis mais elevados já não é suficiente para suportar ainda outro nível trófico. SUCESSÃO ECOLÓGICA Processo ordenado da instalação e desenvolvimento de uma comunidade. Ocorre com o tempo e termina quando se estabelece na área uma comunidade estável. As etapas da sucessão Vamos tomar como exemplo uma região completamente desabitada, como uma rocha nua. O conjunto de condições para que plantas e animais sobrevivam ou se instalem nesse ambiente são muito desfavoráveis: o Iluminação direta causa altas temperaturas; o A ausência de solo dificulta a fixação de vegetais; o A água das chuvas não se fixa e rapidamente evapora. Seres vivos capazes de se instalar em tal ambiente devem ser bem adaptados e pouco exigentes. Estes são os líquens (associação de cianobactérias com fungos), que conseguem sobreviver apenas com água, luz e pouca quantidade de sais minerais. Isso caracteriza a formação de uma comunidade pioneira ou ecese. Os líquens por serem os primeiros seres a se instalarem são chamado de "organismos pioneiros". A atividade metabólica dos líquens vai lentamente modificando as condições iniciais da região. Os líquens produzem ácidos orgânicos que corroem gradativamente a rocha, formando através da erosão as primeiras camadas de solo. Camada sobre camada de líquen, vão formando um tapete orgânico, que enriquece o solo, deixando o mesmo úmido e rico em sais minerais. A partir de então as condições, já não tão desfavoráveis, permitem o aparecimento de plantas de pequeno porte, como briófitas (musgos), que necessitam de pequena quantidade de nutrientes para se desenvolverem e atingirem o estágio de reprodução. Novas e constantes modificações se sucedem permitindo o aparecimento de plantas de maior porte como samambaias e arbustos. Também começam a aparecer os pequenos animais como insetos e moluscos. Dessa forma etapa após etapa a comunidade pioneira evolui, até que a velocidade do processo começa a diminuir gradativamente, chegando a um ponto de equilíbrio, no qual a sucessão ecológica atinge seu desenvolvimento máximo compatível com as condições físicas do local (solo, clima, etc.). Essa comunidade é a etapa final do processo de sucessão, conhecida como comunidade clímax. Cada etapa intermediária entre a comunidade pioneira e o clímax e chamada de série ou sere. As características de uma comunidade pioneira A comunidade pioneira é constituída por espécies capazes à sucessão ecológica. Espécies possuem pequeno porte e desenvolvimento rápido. São espécies simples, mas resistentes, e que criam condições para o aparecimento e instalação das comunidades seguintes. As características de uma comunidade clímax A comunidade clímax é formada por populações que não se alteram, nem alteram o meio. Populações em equilíbrio dinâmico com o meio, e que possuem elevado número de espécies enichos ecológicos. São às ultimas espécies a se instalar no ambiente. Para cada tipo de ambiente físico existe uma comunidade clímax possível. ANOTAÇÕES:
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