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Você sabe o que significa cadeia alimentar? Figura 1: Cadeia alimentar Fonte: Disponível em: <http://biolugando.blogspot.com.br/2012/09/cadeia-e-teia- alimentar.html>. Acesso em: 23 jul. 2015. Os seres vivos de um ecossistema podem ser organizados de acordo com as relações de alimentação existentes entre elas. Essas relações costumam ser representadas por meio de diagramas denominados teias alimentares, ou redes alimentares. Nessas representações gráficas, os diversos componentes da comunidade biológica são interligados por meio de linhas que mostram suas relações quanto ao aspecto alimentar. Figura 2: Cadeia alimentar Fonte: Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/Cadeiaalimentar4.php>. Acesso em: 20 jul. 2015. Cadeia alimentar é uma série linear de organismos pelos quais flui a energia originalmente captada por seres autotróficos (fotossintetizantes e quimiossintetizantes). Figura 3: Organismos Fonte: Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia6.php>. Acesso em: 23 jul. 2015. Produtores, consumidores e decompositores O primeiro “elo” de uma cadeia alimentar é sempre um organismo autotrófico (alga, planta ou bactéria autotrófica). Ele é denominado produtor, pois é quem produz (sintetiza) a matéria orgânica que alimentará os demais níveis da cadeia. Os produtores são seres fotossintetizantes, em sua maioria, que produzem substâncias orgânicas (aquelas formadas a partir dos arranjos do elemento químico carbono, sendo substâncias orgânicas naturais aquelas sintetizadas pelos seres vivos, como as proteínas, por exemplo) a partir de substâncias inorgânicas (aquelas que os seres vivos não sintetizam - CO2 e H2O) e energia luminosa. http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia6.php Cada elo da cadeia alimentar constitui um nível trófico. Tabela 1: Tabela relacionando os níveis tróficos com a posição na cadeia alimentar Níveis Tróficos Posição na cadeia alimentar Autótrofo – produtores 1° primários secundários Consumidores terciários Heterótrofo quaternários Decompositores 2° 3° 4° 5° * * A ação dos decompositores se dá sobre organismos mortos de todos os níveis tróficos. Fonte: LOPES, S.; ROSSO, S. Bio: volume 1. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 2013. Figura 4: Nível trófico Fonte: Disponível em: <http://lidimariano79.blogspot.com.br/2013/04/textos- resumo-e-carta-enigmatica-para.html>. Acesso em: 25 jul. 2015. Os produtores formam o primeiro nível trófico; os seres que se alimentam diretamente dos produtores, denominados consumidores primários, constituem o segundo nível trófico; os que se alimentam dos consumidores primários, denominados consumidores secundários, formam o terceiro nível trófico, e assim por diante. Consideremos como exemplo a seguinte cadeia alimentar: plantas de capim, gafanhotos que se alimentam de capim, pássaros que se alimentam dos gafanhotos e serpentes que se alimentam dos pássaros. Essa cadeia alimentar tem quatro níveis tróficos: o primeiro é constituído pelas plantas de capim (produtores); o segundo, pelos gafanhotos (consumidores primários); o terceiro pelos pássaros insetívoros (consumidores secundários); o quarto e último nível trófico é constituído pelas cobras (consumidores terciários). Ao morrer, produtores e consumidores de diversos níveis tróficos servem de alimento a certos fungos, bactérias e diversos animais invertebrados e protozoários. Estes decompõem a matéria orgânica dos seres mortos para obter nutrientes e energia, e por isso são chamados de decompositores. Os decompositores utilizam também as substâncias contidas em resíduos e excreções de outros seres. A decomposição é importante por permitir a reciclagem dos átomos de elementos químicos, que podem voltar a fazer parte de outros seres vivos. Nos ecossistemas, as relações alimentares entre os organismos de uma comunidade são muito complexas, com um mesmo organismo participando de diversas cadeias alimentares, até mesmo em níveis tróficos diferentes. Por exemplo, um animal que tem alimentação variada, comendo tanto plantas quanto outros animais, desempenha o papel de consumidor primário, no primeiro caso, e de consumidor secundário ou terciário, no segundo. Esse é o caso da espécie humana, que, por ter alimentação variada, é chamada de onívora (do latim omnis, tudo e vorare, comer, devorar). Vídeo: <https://www.youtube.com/watch?v=3beb0voH3Ss>. Acesso em: 20 jul. 2015. Níveis tróficos em ecossistemas Na maioria dos ecossistemas terrestres, os produtores são representados por plantas como árvores, arbustos e plantas herbáceas. Os consumidores primários de uma floresta podem variar desde pequenos invertebrados (minhocas, insetos, caracóis, etc.) até vertebrados (pássaros, roedores, ruminantes, etc.). Os consumidores secundários e terciários são insetos predadores, anfíbios, aves insetívoras, serpentes, aves de rapina, répteis e mamíferos carnívoros, entre outros. https://www.youtube.com/watch?v=3beb0voH3Ss Figura 5: Exemplo de cadeia alimentar terrestre Fonte: Disponível em: <http://soumaisenem.com.br/biologia/ecologia/ecologia- estrutura-da-cadeia-alimentar>. Acesso em: 20 jul. 2015. No mar e nos grandes lagos, os produtores são seres microscópicos, principalmente bactérias autotróficas e algas que flutuam próximo à superfície, constituindo o fitoplâncton ou plâncton fotossintetizante. Nos ecossistemas aquáticos, os consumidores primários são principalmente protozoários, pequenos crustáceos, vermes, moluscos e larvas de diversas espécies, constituintes do zooplâncton ou plâncton não fotossintetizante. Outros consumidores de fitoplâncton, além dos animais do zooplâncton, são certas espécies de peixe; os consumidores secundários e terciários são principalmente peixes. Figura 6: Exemplo de cadeia alimentar aquática Fonte: Disponível em: <http://www.infoescola.com/biologia/cadeia-alimentar/>. Acesso em: 19 jul. 2015. http://www.infoescola.com/biologia/cadeia-alimentar/ Fluxo de energia e níveis tróficos O Sol é o principal responsável pela vida na Terra. Em primeiro lugar, porque a radiação solar aquece o solo, as massas de água e o ar, propiciando um ambiente favorável à vida. Em segundo lugar, porque a luz solar é captada pelos seres fotossintetizantes e sua energia é transferida de um organismo para outro, ao longo das cadeias alimentares, permitindo a existência de praticamente todos os ecossistemas da Terra. A energia luminosa captada por algas, plantas e bactérias fotossintetizantes é utilizada na produção de substâncias orgânicas; nela a energia fica armazenada na forma potencial química. Ao comerem seres fotossintetizantes, os consumidores primários aproveitam a energia contida nas moléculas das substâncias orgânicas ingeridas, utilizando-a em seus processos vitais, inclusive na síntese de suas próprias substâncias orgânicas. Os consumidores secundários, por sua vez, ao se alimentarem de consumidores primários, servem-se das substâncias deles como fonte de matéria- prima e de energia para suas atividades, e assim por diante. Dessa forma, a transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecional: ela tem início com a captação da energia luminosa pelos produtores e termina com a ação dos decompositores. Em uma cadeia alimentar, a quantidade de energia presente em um nível trófico é sempre maior que a quantidade de energia potencialmente transferível para o nível seguinte. Isso porque todosos seres vivos consomem parte da energia do alimento para a manutenção de sua própria vida, liberando-a como calor e, portanto, não a transferindo para o nível trófico seguinte, denominada eficiência ecológica ; varia entre os organismos, situando-se entre 5% e 20%. Assim, 80% a 95% da energia disponível para um nível trófico nunca é transferida para o seguinte. Pirâmides ecológicas A massa total de matéria orgânica de um ser vivo, ou de um conjunto de seres vivos, é sua biomassa; ela reflete a quantidade de energia química potencial presente naquela porção de matéria orgânica. Em uma teia alimentar, a biomassa ou a energia nos diferentes níveis tróficos pode ser representada por gráficos em forma de pirâmide, as chamadas pirâmides ecológicas. Nas pirâmides de biomassa e nas pirâmides de energia, a base corresponde ao nível trófico dos produtores e, na sequência, são representados os níveis dos consumidores primários, dos consumidores secundários e assim por diante. A largura de cada nível mostra a quantidade de energia presente na matéria orgânica disponível para o nível trófico seguinte. Figura 7: Pirâmide de Número. A largura de cada retângulo é proporcional ao número de indivíduos (por metro quadrado) em cada nível trófico. Fonte: LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia Hoje - 3. 2. ed. São Paulo: Ática, 2013. Figura 8: Pirâmide de Biomassa. A largura de cada retângulo indica a quantidade de matéria orgânica, por hectare, em cada nível trófico em determinado momento. Fonte: LINHARES, S. e Gewandsznajder, F. Biologia Hoje - 3. 2. ed. – São Paulo: Ática, 2013. Figura 9: Exemplo de pirâmide de energia de um lago. Fonte: LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia Hoje - 3. 2. ed. São Paulo: Ática, 2013. O conceito de produtividade O estudo da transferência de energia entre seres vivos pertencentes a níveis tróficos diferentes é de grande importância para a humanidade, uma vez que a espécie humana participa de diversas cadeias alimentares, tanto de terra firme quanto aquáticas. Quanto menos níveis tróficos uma cadeia alimentar apresenta, menor é a dissipação energética ao longo dela, pois as maiores perdas de energia acontecem quando a matéria orgânica é transferida de um nível trófico para outro. Por essa razão, é menos dispendioso, embora nem sempre adequado ao paladar humano, consumir diretamente vegetais como alimento, evitando a perda energética que ocorre na transferência para o nível de herbívoros. A eficiência com que os organismos de um nível trófico aproveitam a energia recebida para produzir biomassa é definida como produtividade. A quantidade total de energia fixada no processo de fotossíntese, por unidade de tempo, é chamada produtividade primária bruta (PPB). Como uma parte da energia luminosa armazenada na matéria orgânica é gasta pelo próprio organismo fotossintetizante, em sua respiração celular, para suprir suas necessidades básicas de sobrevivência, apenas a que sobra fica armazenada na biomassa. A quantidade de energia armazenada na biomassa dos produtores, medida durante um determinado intervalo de tempo, constitui a produtividade primária líquida (PPL). É essa energia que está realmente disponível para o nível trófico seguinte. A produtividade secundária líquida (PSL) é a quantidade de matéria orgânica armazenada no corpo de um animal herbívoro em determinado intervalo de tempo; ela corresponde à quantidade de energia que o herbívoro conseguiu absorver dos alimentos que ingeriu, já subtraído de seu valor o que é gasto para a manutenção de seu metabolismo. Humanidade e ambiente Diversos fatores vêm colocando o planeta em risco: o aumento da poluição, o aumento da temperatura global, a destruição da camada de ozônio, o esgotamento de recursos naturais, entre tantos outros. Felizmente, estamos nos conscientizando de que o uso racional dos recursos naturais é fundamental para que nossos descendentes desfrutem de um mundo habitável. Saiba mais em: <https://www.youtube.com/watch?v=OR_J8KUkXMI&spfreload=10>. Acesso em: 22 jul. 2015. <https://www.youtube.com/watch?v=61eudaWpWb8>. Acesso em: 22 jul. 2015. < https://www.youtube.com/watch?v=3beb0voH3Ss> . Acesso em 22 dez. 2017. https://www.youtube.com/watch?v=OR_J8KUkXMI&spfreload=10 https://www.youtube.com/watch?v=61eudaWpWb8 Referências AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia. Biologia dos organismos. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2010. v. 2. LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia Hoje – 3. 2. ed. São Paulo: Ática, 2013. LOPES, S.; ROSSO, S. Bio: volume 1. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 2013.