teorico-3

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Ciências do Ambiente 
e Bioclimatologia
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Esp. Valéria Leite Aranha
Revisão Textual:
Prof. Ms. Claudio Brites
Biodiversidade
• Introdução
• Conceitos e Importância
• Qual é o Valor da Biodiversidade?
• Como a Vida na Terra Muda ao Longo do Tempo?
• Mudanças Climáticas e a Evolução da Biodiversidade
• Clima e Biodiversidade
• Diversidade de Espé cies
• Manutenção da Biodiversidade
• Síntese da Unidade
 · Aprender sobre o que é biodiversidade, sua importância e como as 
mudanças climáticas afetam a sua evolução. 
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Biodiversidade
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Biodiversidade
Introdução
Há grandiosidade nesta visão da vida [...] que, enquanto este planeta tem 
orbitado infinitas formas, as mais belas e mais maravilhosas evoluíram e 
estão evoluindo (Charles Darwin).
Para Townsend et al. (2011), o termo biodiversidade está frequentemente 
presente tanto na mídia popular quanto na literatura científica, o que, entretanto, 
muitas vezes ocorre sem uma definição inequívoca do seu significado. Na sua 
forma mais simples, o termo é usado para expressar a riqueza de espécies, ou seja, 
o número de espécies presentes em uma unidade geográfica definida. No entanto, 
a biodiversidade pode ser analisada em uma escala menor ou maior do que a 
espécie. Por exemplo, podemos incluir a diversidade genética de uma espécie, 
talvez, procurando conservar subpopulações geneticamente distintas e subespécies. 
Acima do nível de espécie, podemos desejar assegurar que as espécies que não 
possuam parentes próximos vivos na atualidade recebam proteção especial, a fim 
de garantir a manutenção da maior variedade possível de linhagens evolutivas da 
biota mundial. Em uma escala ainda maior, a biodiversidade pode incluir o conjunto 
de tipos de comunidades presentes em uma região – pântanos, desertos, estágios 
iniciais e finais da sucessão de uma floresta e assim por diante. Assim, o termo 
biodiversidade pode ter significados diferentes.
Conceitos e Importância
Diversidade biológica, ou biodiversidade, é a variedade de espécies da Terra ou 
as variações de formas de vida, os genes que elas contêm, os ecossistemas em que 
vivem e os processos ecossistêmicos de fluxo de energia e ciclagem de nutrientes 
que sustentam toda a vida (MILLER Jr., 2012.)
Para Miller Jr. (2012), espécie é um conjunto de indivíduos que podem 
se acasalar e produzir descendentes férteis. Cada organismo é um membro de 
determinada espécie com certas características distintivas. Por exemplo, todos os 
seres humanos são membros da espécie Homo sapiens sapiens. Até agora, os 
biólogos identificaram cerca de 1,9 milhões de espécies existentes na Terra. Os 
cientistas acreditam que a maioria das espécies não identificadas vivem nas florestas 
tropicais do planeta e nas grandes áreas inexploradas dos oceanos. A diversidade 
de espécies é o componente mais óbvio, mas não o único, da biodiversidade.
Outro componente importante é a diversidade genética. A variedade de espécies 
da Terra contém uma diversidade ainda maior de genes. Essa diversidade genética 
permite que a vida na Terra se adapte e sobreviva a dramáticas mudanças ambientais.
Diversidade de ecossistemas, a variedade de desertos, pastagens, florestas, 
montanhas, oceanos, lagos, rios e zonas úmidas da Terra é outro componente 
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importante da biodiversidade. Cada um desses ecossistemas é um armazém de 
diversidade genética e de espécies. Os biólogos classificaram a parte terrestre da 
biosfera em biomas – grandes regiões, tais como florestas, desertos e pradarias, com 
climas distintos e certas espécies (principalmente de vegetação) a elas adaptadas. 
Outro componente importante da biodiversidade é a diversidade funcional, a 
variedade de processos, como o fluxo de energia e a ciclagem de matéria, que 
ocorrem dentro dos ecossistemas.
Na Figura 1, a representação dos principais componentes da biodiversida-
de terrestre.
Calor
Energia
Solar
Diversidade Funcional 
Processos biológicos e químicos, tais como �uxo de energia e 
reciclagem de matéria necessária para a sobrevivência das espécies, 
das comunidades e dos ecossistemas.
Diversidade Ecológica
Variedade de ecossistemas terrestres 
e aquáticos encontrados em uma área
ou na Terra.
Calor Calor
Calor
Nutrientes químicos
(dióxido de carbono, 
oxigênio, nitrogênio,
minerais)
Consumidores
(comedores de
plantas e
de animais)
Calor
Decompositores
(bactérias, 
fungos)
Produtores
(plantas)
Diversidade de Espécies 
Número e abundância de espécies presentes
em diferentes comunidades.
Diversidade Genética 
Variedade de material genético em uma espécie 
ou uma população.
CAPITAL NATURAL
Figura 1 – Ilustração dos principais componentes da biodiversidade terrestre – um dos mais 
importantes recursos renováveis da terra e componente essencial do capital natural do planeta
Fonte: Adaptado de Miller Jr. (2012, p. 83)
Qual é o Valor da Biodiversidade?
Para a maioria das pessoas, não há dúvidas quanto ao valor da diversidade 
biológica, mas apenas esse reconhecimento nem sempre leva à valoração econômica 
sobre a qual as decisões políticas são geralmente baseadas. Assim, os custos do 
esgotamento e dos danos causados aos recursos naturais têm sido frequentemente 
desconsiderados.
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UNIDADE Biodiversidade
Um dos principais desafios é o desenvolvimento de uma nova economia 
ecológica, como nos traz Costanza et al. (1997), na qual os valores das espécies, 
comunidades e ecossistemas possam ser quantificados monetariamente, a fim de 
compará-los com os ganhos decorrentes de projetos industriais e outros projetos 
que possam danificá-los. Como vimos na Unidade I, o valor da biodiversidade pode 
ser medido em termos dos serviços ecossistêmicos “grátis” que a mesma fornece.
Muitas espécies têm um valor direto e muitas outras, provavelmente, têm um valor 
potencial que permanece desconhecido. Por exemplo, a carne de animais selvagens 
(carne de caça), os peixes e as plantas continuam sendo recursos vitais em muitas 
partes do mundo, enquanto a maior parte do alimento mundial vem de plantas origi-
nalmente selvagensque foram domesticadas em regiões tropicais e semiáridas.
No futuro, linhagens selvagens dessas espécies poderão ser exploradas devido à 
sua diversidade genética e espécies bem diferentes de plantas e animais poderão ser 
domesticadas. Em segundo lugar, os benefícios potenciais que poderiam advir dos 
inimigos naturais de espécies-praga seriam enormes, se eles fossem usados como 
agentes de controle biológico; a maior parte dos inimigos naturais da maioria das 
pragas permanece sem ser estudada e é frequentemente desconhecida. Finalmente, 
cerca de 40% dos medicamentos prescritos e não prescritos em todo o mundo 
têm princípios ativos extraídos de plantas e animais. A aspirina, provavelmente o 
medicamento mais usado no mundo, teve origem nas folhas do salgueiro-branco-
tropical (Salix alba). O tatu-galinha (Dasypus novemcinctus) tem sido utilizado 
no estudo da hanseníase e na preparação de uma vacina contra a doença; o 
peixe-boi-da-flórida (Trichechus manatus), um mamífero ameaçado de extinção, 
está sendo usado para entender a hemofilia; a espécie vegetal rose periwinkle 
(Catharanthus roseus) de Madagascar tem produzido dois potentes medicamentos 
no tratamento da leucemia. Em todos esses casos, as espécies podem ser vistas 
como representando serviços ecossistêmicos provedores.
Outras espécies têm valor econômico indireto. Por exemplo, uma grande 
quantidade de espécies de insetos selvagens é responsável pela polinização de 
plantas agrícolas – esse é um outro serviço provedor. Em contexto diferente, o 
valor monetário do ecoturismo, o qual depende da biodiversidade, está se tornando 
cada vez mais importante.
Em uma escala menor, uma grande quantidade de filmes, livros e programas 
educativos sobre história natural é “consumida” anualmente sem prejudicar as 
espécies selvagens nos quais estão baseados. Nesses contextos, a biodiversidade 
fornece serviços ecossistêmicos culturais. É necessário mais engenhosidade para 
desenvolver mecanismos para medir os benefícios econômicos indiretos advindos 
da biodiversidade; por exemplo, as comunidades biológicas podem ter uma 
importância vital na manutenção da qualidade química dos reservatórios de água, 
na proteção dos ecossistemas contra enchentes e secas, na proteção e manutenção 
do solo, na regulação do clima local e, até mesmo, global, e na decomposição 
ou imobilização de resíduos orgânicos e inorgânicos. Todos esses são serviços 
ecossistêmicos reguladores.
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Deve ser observado que muitas pessoas apontam para as bases éticas da 
conservação, argumentando que cada espécie tem o seu próprio valor – um valor 
que existiria mesmo que o homem não estivesse aqui para apreciá -la ou explorá -la. 
A partir dessa perspectiva, mesmo as espécies sem um valor econômico concebível 
necessitariam de proteção. Seria errado, no entanto, enxergar as coisas apenas 
do ponto de vista da conservação – não que existam argumentos reais contra 
a conservação –, mas existem argumentos a favor das atividades humanas que 
tornam a conservação necessária: agricultura, derrubada de árvores, exploração de 
populações de animais selvagens, exploração de minerais, queima de combustíveis 
fósseis, irrigação, disposição de resíduos, assim por diante. Para serem efetivos, 
os argumentos dos conservacionistas devem ser organizados em termos de uma 
análise custo-benefício, pois os governos sempre determinam suas políticas em 
decorrência de seus orçamentos e das prioridades de seus eleitores (TOWNSEND 
et al, 2011).
Figura 2 – Qual o valor da biodiversidade?
Fonte: Adaptado de Townsend e Collin (2011, p. 520)
Importante!
O Brasil abriga dois quintos das espécies de plantas e animais da Terra?
O desaparecimento maciço de espécies indica que o equilíbrio ecológico do planeta foi 
profundamente alterado?
Estão ameaçados de extinção 34% dos peixes, 25% dos répteis, 25% dos mamíferos, 
21% dos anfíbios e 12% das aves?
Pense nisso! 
Você Sabia?
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UNIDADE Biodiversidade
Como a Vida na Terra Muda 
ao Longo do Tempo?
A teoria científica da evolução explica como a vida na terra muda ao 
longo do tempo por meio de alterações nos genes das populações.
As populações evoluem quando seus genes sofrem mutações, conferindo a 
alguns indivíduos características genéticas que aumentam suas habilidades 
de sobreviver e produzir descendentes com essas mesmas características 
(seleção natural).
Segundo Miller Jr. (2012), a história da vida na terra é colorida, profunda e 
complexa. A maior parte do que sabemos dessa história vem de fósseis, réplicas 
mineralizadas ou petrificadas de esqueletos, ossos, dentes, conchas, folhas e se-
mentes, ou impressões de tais itens encontradas em rochas. Os cientistas também 
perfuram amostras de núcleos de gelo dos glaciares nos polos da Terra e no topo 
de montanhas, e examinam os sinais de vida antiga encontrados em diferentes 
camadas nesses núcleos. Todo o conjunto de evidências recolhidas por esses mé-
todos, chamado registro fóssil, é desigual e incompleto. Algumas formas de vida 
não deixaram fósseis ou esses foram decompostos. Fósseis encontrados até agora, 
provavelmente, representam apenas 1% de todas as espécies que já viveram.
Como conseguimos ter essa variedade surpreendente de espécies? A resposta 
científica envolve a evolução biológica (ou simplesmente evolução), processo pelo 
qual ocorreram as mudanças de vida na Terra ao longo do tempo e por meio de 
alterações nas características genéticas das populações.
De acordo com a teoria da evolução, todas as espécies descendem de espécies 
anteriores, ou ancestrais; em outras palavras: a vida vem da vida. A ideia de que 
organismos mudam ao longo do tempo e são descendentes de um único ancestral 
comum tem existido, de uma forma ou de outra, desde os primeiros filósofos gregos. 
No entanto, ninguém tinha desenvolvido uma explicação convincente de como isso 
teria acontecido até 1858, quando os naturalistas Charles Darwin (1809 1882) e 
Alfred Russel Wallace (1823 1913) propuseram, independentemente, o conceito 
de seleção natural como um mecanismo de evolução biológica.
Foi Darwin quem meticulosamente reuniu evidências para apoiar essa ideia e 
publicou, em 1859, seu livro A origem das espécies por meio da seleção na-
tural. Darwin e Wallace observaram que os organismos individuais devem lutar 
constantemente para obter comida, água e outros recursos suficientes de modo a 
evitar serem comidos e para se reproduzirem. Também observaram que os indiví-
duos em uma população com uma vantagem específica sobre outros nessa mesma 
população tinham maior probabilidade de sobreviver e de produzir descendentes 
portadores da mesma vantagem. Essa vantagem era devida a uma característica ou 
traço possuído por esses indivíduos, mas não por outros de sua espécie.
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Com base nessas observações, Darwin e Wallace descreveram um processo 
chamado seleção natural, pelo qual indivíduos com certos traços são mais 
propensos a sobreviver e se reproduzir, em um determinado conjunto de condições 
ambientais, do que aqueles sem os traços. Os cientistas concluíram que esses traços 
que conferem sobrevivência se tornam mais prevalentes nas populações futuras 
da espécie conforme os indivíduos, seus portadores, tornam-se cada vez mais 
numerosos e passam suas características aos descendentes. Um enorme conjunto 
de evidências tem apoiado essa ideia. Como resultado, a evolução biológica pela 
seleção natural tornou-se uma importante teoria científica que explica, de maneira 
geral, como a vida tem mudado ao longo dos últimos 3,5 bilhões de anos e por que 
a vida é tão diversa hoje em dia.
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1.000
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4.000
4.500
0 Cenozoico
Eubactéria Arquibactéria
Procariotas Eucariotas
Protistas Plantas Fungos Animais
Primeiros Seres Humanos
Mesozoico Extinção dos Dinossauros
Paleozoico
Pré-Cambriano
As plantas colonizam 
a terra
Origem dos 
organismos
multicelulares
Os mais antigos
fósseis eucariotas
Acúmulo de O2 naatmosfera a partir
de cianobactérias
fotossintéticas
Os mais antigos 
fósseis procariotas
Origem da Terra
A terra esfria o 
su�ciente para a
crosta se solidi�car


Figura 3 – Este diagrama fornece uma visão geral da evolução da vida na 
Terra em seis grandes reinos de espécies como resultado da seleção natural
Fonte: Adaptado de Miller Jr. (2012, p. S21)
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UNIDADE Biodiversidade
Mudanças Climáticas e a 
Evolução da Biodiversidade
Como Processos Geológicos e Mudanças 
Climáticas Afetam a Evolução?
Movimentos de placas tectônicas, erupções vulcânicas, terremotos e 
mudanças climáticas alteraram os habitats da vida silvestre, eliminaram 
um grande número de animais e criaram oportunidades para a evolução 
de novas espécies.
A superfície da Terra mudou dramaticamente durante sua longa história. Os cien-
tistas descobriram que enormes fluxos de rocha fundida no seu interior quebram sua 
superfície em uma série de gigantescas placas solidas, chamadas placas tectônicas. 
Por centenas de milhões de anos, elas se afastaram lentamente no manto do plane-
ta. Esse fato de que placas tectônicas se afastam tiveram dois efeitos importantes so-
bre a evolução e a distribuição da vida na Terra. Primeiro, as localizações (latitudes) 
dos continentes e bacias oceânicas têm grande influência sobre o clima da Terra e, 
assim, ajudam a determinar onde as plantas e os animais podem viver.
Segundo, o movimento dos continentes permite que as espécies se movam, 
adaptem-se a novos ambientes e formem novas espécies por meio da seleção 
natural. Quando os continentes se juntam, as populações podem se dispersar para 
novas áreas e se adaptar às novas condições ambientais. Quando se separam e ilhas 
são formadas, as populações devem evoluir em condições isoladas ou se tornam 
extintas. Placas tectônicas adjacentes, que estão se movendo lentamente próximas 
umas das outras, por vezes se movem rapidamente. Tais movimentos bruscos podem 
causar terremotos que, por sua vez, também podem afetar a evolução biológica, 
provocando fissuras na crosta terrestre, que eventualmente causam a separação 
e o isolamento de populações de espécies. Durante longos períodos de tempo, 
esse ciclo pode levar à for mação de novas espécies à medida que cada população 
isolada muda geneticamente, em resposta às novas condições ambientais. As 
erupções vulcânicas também ocorrem ao longo dos limites das placas tectônicas 
e podem afetar a evolução biológica ao destruir habitats e diminuir ou eliminar as 
populações das espécies (MILLER Jr., 2012).
Alterações Climáticas e Catástrofes Afetam a Seleção Natural
Durante sua longa história, o clima da Terra mudou drasticamente. Por vezes, es-
friou e cobriu boa parte da terra com gelo glacial. Em outras, aqueceu-se, derretendo 
o gelo e fazendo subir drasticamente o nível do mar, o que aumentou a área total 
coberta por oceanos e diminuiu a da terra. Tais períodos alternados de resfriamento 
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e aquecimento levaram ao avanço e recuo das camadas de gelo em altas latitudes 
em grande parte do hemisfério norte mais recentemente, cerca de 18 mil anos atrás.
Essas mudanças climáticas de longo prazo têm um efeito importante sobre a 
evolução biológica pela determinação dos locais onde plantas e animais podem 
sobreviver e prosperar, e pela mudança da localização de diferentes tipos de 
ecossistemas, tais como desertos, pradarias e florestas. Algumas espécies foram 
extintas porque o clima mudou muito rapidamente para que se adaptassem e 
sobrevivessem, e novas espécies evoluíram para preencher suas funções ecológicas.
Outra força que afeta a seleção natural são os eventos catastróficos, tais como 
colisões entre a Terra e asteroides de grandes dimensões. Provavelmente hou-
ve muitas dessas colisões durante os 3,5 bilhões de anos de vida na Terra. Tais 
impactos causaram grande destruição de ecossistemas e eliminaram um grande 
número de espécies. No entanto, também causaram mudanças nas localizações 
dos ecossistemas e criaram oportunidades para a evolução de novas espécies 
(MILLER Jr., 2012).
Conforme as condições ambientais mudam, o equilíbrio entre a formação de novas 
espécies e a extinção das existentes determina a biodiversidade da Terra. Atividades 
humanas estão diminuindo a biodiversidade, causando a extinção de muitas 
espécies e destruindo ou degradando habitats necessários para o desenvolvimento 
de novas espécies.
Clima e Biodiversidade
Introdução
A primeira etapa para entender as questões relacionadas ao clima e como ele 
afeta a biodiversidade terrestre é conhecer a diferença entre condições meteoroló-
gicas e clima. As condições meteorológicas são um conjunto de condições físicas 
da atmosfera inferior, como temperatura, precipitação, umidade, velocidade do 
vento, camada de nuvens e outros fatores, em determinada área por um período 
de horas ou dias.
O clima é um padrão geral da área de condições atmosféricas em períodos que 
variam de, no mínimo, três décadas a centenas de anos. Em outras palavras, o 
clima é a condição meteorológica em média durante um longo período de tempo.
O clima varia em partes diferentes da Terra, principalmente em razão dos longos 
períodos de tempo, dos padrões de circulação do ar e das correntes oceânicas 
globais que distribuem calor e precipitação de forma desigual entre os trópicos e 
outras partes do mundo (SPOOLMAN, 2016).
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UNIDADE Biodiversidade
Os Principais Fatores que Influenciam o Clima de uma Área
Entrada de energia solar, rotação da Terra, padrões globais do movimento da 
água e do ar, gases na atmosfera e recursos da superfície terrestre.
Figura 4 – Este mapa generalizado das zonas climáticas atuais da Terra também mostra as correntes oceânicas 
principais e as áreas de afloramento (onde as correntes trazem nutrientes do fundo do oceano para a superfície)
Fonte: minilua.com
Energia
Solar
A maior incidência 
de energia solar é 
no Equador
O ar úmido sobre, esfria e 
libera umidade como chuva
O ar resfria e desce em
latitudes inferiores
O ar quente sobe e se
move para os polos
O ar resfria e descem em
latitudes inferiores
Circulação do ar global
Conforme o ar sobre o Equador é aquecido, 
ele se eleva e se move para os polos (à esquerda).
A rotação da Terra desvia esse movimento do ar sobre 
diferentes partes do planeta. Esse processo cria padrões 
globais de ventos predominantes que ajudam a distribuir 
o calor e a umidade na atmosfera, o que leva à variedade 
de �orestas, pradarias e desertos do planeta (à direita).
Equador 0º
30º N
30º S
60º N
Calota Polar
Ventos Oeste
Alísios do Nordeste
Alísios do Sudeste
Ventos Oeste
Desertos Frios
Desertos Frios
Floresta de coníferas
Floresta tropical decídua
Floresta tropical decídua
Floresta tropical chuvosa
Floresta tropical
decídua e pradaria
Floresta tropical
decídua e pradaria
Deserto quente
Deserto quente
Calota Polar
60º S
O ar úmido sobre, esfria e 
libera umidade como chuva
Desertos Frios
Desertos Frios
Floresta de coníferas
Floresta tropical decídua
Floresta tropical decídua
Floresta tropical chuvosa
Floresta tropical
decídua e pradaria
Floresta tropical
decídua e pradaria
Deserto quente
Deserto quente
Figura 5 – Circulação do ar global
Fonte: Adaptado de Spoolman (2016, p. 111)
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• Aquecimento desigual da superfície da Terra pelo Sol: o ar é muito mais 
aquecido no Equador, onde os raios solares incidem diretamente, do que nos 
polos, onde os raios solares incidem em um ângulo menor e se espalham 
sobre uma área muito maior. As diferenças na entrada de energia solar na 
atmosfera ajudam a explicar o motivo das regiões tropicais próximas do 
Equador serem quentes, as regiões polares, frias e as regiões temperadas entre 
elas geralmente apresentarem temperaturas médias intermediárias. A intensa 
incidência de radiação solar nas regiões tropicais leva a uma evaporação muito 
grande de umidade de florestas, pradarias e corpos de água. Como resultado,as regiões tropicais normalmente apresentam maior precipitação do que as 
outras áreas da Terra;
• Rotação da Terra em seu eixo: conforme a Terra gira em torno de seu eixo, 
a linha do Equador gira mais rápido do que as regiões para o norte e sul. 
Consequentemente, as massas de ar que se elevam acima da Terra e se movem 
na direção norte-sul para as áreas mais frescas são desviadas para diferentes 
partes da superfície do planeta. A atmosfera sobre essas diferentes áreas é 
dividida em grandes regiões chamadas células, diferenciadas pela direção do 
movimento do ar. As diferentes direções de movimento do ar são chamadas 
ventos predominantes – ventos de superfície grandes que sopram quase que 
continuamente e ajudam a distribuir o calor e a umidade sobre a superfície da 
Terra e conduzem as correntes oceânicas;
• Propriedades do ar, da água e da terra: o calor do Sol evapora a água do 
oceano e transfere calor desse para a atmosfera, especialmente próximo ao 
Equador quente. Essa evaporação de água cria células de convecção cíclicas 
gigantes que circulam ar, calor e umidade verticalmente e de lugar a lugar na 
atmosfera. Os ventos predominantes que sopram sobre os oceanos produzem 
movimentos em massa da água de superfície chamada correntes oceânicas. 
Conduzidas por ventos predominantes e pela rotação da Terra, as principais 
correntes ajudam a redistribuir o calor do Sol, de forma que influenciam o clima 
e a vegetação, especialmente nas áreas costeiras. Esse calor e as diferenças na 
densidade da água (massas por volume de unidade) criam correntes oceânicas 
quentes e frias. Os ventos predominantes e os continentes interrompem de 
forma irregular essas correntes e as levam, em seguida, a fluir em padrões mais 
ou menos circulares entre os continentes – no sentido horário, no Hemisfério 
Norte, e sentido anti-horário, no Hemisfério Sul. A água também se move 
verticalmente nos oceanos conforme a água mais densa afunda, enquanto a 
água menos densa sobe. Isso cria um círculo conectado de correntes oceânicas 
profundas e rasas. Esse círculo funciona como uma esteira transportadora 
gigante, que move o calor para e do mar profundo e transfere água quente 
e fria entre os trópicos e os polos. O oceano e a atmosfera estão fortemente 
ligados de duas formas: as correntes oceânicas são afetadas por ventos na 
atmosfera e o calor do oceano afeta a circulação atmosférica. Um exemplo 
de interações entre o oceano e a atmosfera é a oscilação sul do El Niñ o. 
Esse fenômeno meteorológico em grande escala ocorre a cada poucos anos 
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UNIDADE Biodiversidade
quando os ventos predominantes no Oceano Pacifico enfraquecem e mudam 
a direção. O aquecimento acima da média resultante das águas do Pacifico 
altera as condições meteorológicas de dois terços da Terra por um ou dois 
anos. Os padrões de circulação de ar da Terra, os ventos predominantes e a 
configuração de continentes e oceanos são fatores na formação de seis células 
de convecção – três delas ao sul do Equador e três, ao norte dele. Essas células 
levam a uma distribuição irregular dos climas, o que resulta em desertos, 
pradarias e florestas.
Diversidade de Espécies
A diversidade de espécies é um componente importante da biodiversida-
de, que tende a aumentar a sustentabilidade de alguns ecossistemas.
Uma característica importante de uma comunidade e do ecossistema a que 
pertence é sua diversidade de espécies, ou o número e a variedade de espécies 
que ela contém. A diversidade de espécies das comunidades varia de acordo com 
a sua localização geográfica. Para a maioria das plantas e animais terrestres, a 
diversidade de espécies (principalmente a riqueza delas) é maior nos trópicos, e 
vai diminuindo à medida que nos afastamos do equador em direção aos polos. Os 
ambientes mais ricos em espécies são florestas e grandes lagos tropicais, recifes de 
coral e a zona do fundo do oceano.
Que Efeitos a Riqueza de Espécies tem em um Ecossistema?
Quanto maior a riqueza de espécies e sua correspondente teia alimentar e 
de interações bióticas em um ecossistema, maior sua sustentabilidade, ou sua 
capacidade de resistir às perturbações ambientais, tais como seca ou infestações 
de insetos.
Em um ecossistema rico em espécies, cada uma delas pode explorar uma parte 
diferente dos recursos disponíveis – por exemplo, algumas plantas florescerão 
precocemente e outras, mais tarde; algumas têm raízes superficiais para absorver 
água e nutrientes no solo, outras, mais longas, para atingir solos mais profundos. 
A riqueza de espécies parece aumentar a produtividade e estabilidade, ou a 
sustentabilidade, de um ecossistema.
Que Papel Desempenham as Espécies em um Ecossistema?
Cada espécie desempenha um papel ecológico especifico, chamado nicho. Qual-
quer espécie pode desempenhar uma ou mais das cinco funções importantes – na-
tiva, introduzida, indicadora, chave ou engenheira – em um ecossistema especifico.
• Espécies generalistas: têm nichos amplos. Podem viver em muitos lugares 
diferentes, comer uma variedade de alimentos e muitas vezes tolerar uma 
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ampla gama de condiç õ es ambientais, como exemplo citamos: moscas, baratas 
camundongos, ratos, guaxinins e seres humanos.
• Espécies especialistas: ocupam nichos estreitos e podem ser capazes de 
viver em apenas um tipo de habitat, utilizar apenas um tipo ou alguns poucos 
tipos de alimentos ou tolerar uma faixa estreita de clima e outras condiç õ es 
ambientais. Por exemplo, algumas aves marinhas ocupam nichos especializados, 
alimentando-se de crustáceos, insetos e outros organismos encontrados em 
praias e áreas alagadas costeiras vizinhas. Por causa de seus nichos estreitos, 
essas espécies são mais propensas à extinção quando as condiç õ es ambientais 
mudam. Por exemplo: o panda gigante da China está seriamente ameaçado 
em razão de uma combinação de perda de habitat, baixa taxa de natalidade e 
dieta especializada, que consiste principalmente de bambu.
• Espécies nativas: são aquelas que normalmente vivem e prosperam em um 
ecossistema especifico.
• Espécies introduzidas, invasoras ou exóticas: espécies imigrantes, deliberada 
ou acidentalmente introduzidas em um ecossistema.
• Espécies indicadoras: espécies que fornecem avisos precoces de danos a 
uma comunidade ou um ecossistema. Os pássaros são excelentes indicadores 
biológicos, porque encontrados em quase toda parte e afetados rapidamente 
por mudanças ambientais, tais como a perda ou a fragmentação de seus habitats 
e a introdução de pesticidas químicos. As populações de muitas espécies de 
aves estão em declínio.
Estudo de Casos:
Estudo de Caso nº 1 – Baratas: as últimas sobreviventes da natureza
As baratas, insetos que muitas pessoas amam odiar, têm existido por cerca de 
350 milhões anos, sobrevivendo até mesmo aos dinossauros. Uma das mais 
bem-sucedidas histórias da evolução, elas prosperaram porque são generalistas. 
As 3.500 espécies de baratas da Terra podem comer quase tudo, incluindo 
algas, insetos mortos, restos de unha, sais depositados pelo suor no tênis, cabos 
elétricos, papel, cola e sabão. Também podem viver e se reproduzir em quase 
todos os lugares, exceto nas regiões polares. Algumas espécies podem passar um 
mês sem comer, sobreviver por semanas com apenas uma gota de água e resistir 
a doses maciças de radiação. Uma espécie pode sobreviver congelada por 48 
horas. As baratas geralmente conseguem escapar de seus predadores – e de um 
pé humano em sua perseguição – porque a maioria das espécies tem antenas 
que podem detectar pequenos movimentos de ar. Também têm sensores de 
vibração em suas articulações no joelho, e podem responder mais rápido do que 
você consegue piscar o olho. Algumas têm até asas. Elas têm olhos compostos 
que lhes permitem ver em quase todas as direções ao mesmo tempo. Cada 
olho tem cerca de 2 mil lentes, contra apenas uma em cada um dos seus olhos. 
E, talvez o mais significativo, elas têm altas taxas de reprodução. Em apenas19
UNIDADE Biodiversidade
um ano, uma única barata asiática e seus descendentes podem adicionar cerca 
de 10 milhões de novas baratas no mundo. Sua alta taxa reprodutiva também 
ajuda a desenvolver rapidamente a resistência genética a quase qualquer tipo de 
veneno que jogamos contra elas. A maioria das baratas experimenta os alimentos 
antes que entrem em suas bocas e aprendem a evitar os venenos de gosto 
ruim. Limpam-se comendo seus próprios mortos e, se o alimento for escasso o 
suficiente, comem também os vivos. Cerca de 25 espécies de baratas vivem em 
casas e podem conter vírus e bactérias que causam doenças. Por outro lado, elas 
desempenham um papel importante nas teias alimentares da natureza, porque 
são uma saborosa refeição para aves e lagartos (MILLER Jr., 2012).
O que você achou desse estudo de caso?
Não dá para negar que as baratas estão entre as espécies mais 
adaptáveis e prolíficas do planeta, certo?
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Estudo de Caso nº 2 – Por que os anfíbios estão desaparecendo?
Anfíbios (sapos, rãs e salamandras) vivem parte de sua vida na água e parte 
em terra. As populações de alguns anfíbios, também consideradas espécies 
indicadoras, estão em declínio em todo o mundo. 
Eles foram os primeiros vertebrados a pôr os pés na terra. Historicamente, têm 
sido melhores na adaptação às mudanças ambientais por meio da evolução do 
que muitas outras espécies. Algumas espécies de anfíbios não estão em peri-
go, mas muitas outras enfrentam dificuldades para se adaptar a algumas das 
rápidas mudanças ambientais que ocorreram no ar, na água e na terra durante 
as últimas décadas, mudanças estas resultantes, na maior parte das vezes, de 
atividades humanas. 
Desde 1980, as populações de centenas das quase 6 mil espécies de anfíbios do 
mundo foram desaparecendo ou diminuindo em quase todo o planeta, mesmo 
em reservas naturais protegidas e parques. De acordo com uma avaliação de 
2008 conduzida pela União Internacional para Conservação da Natureza e dos 
Recursos Naturais (International Union for Conservation of Nature – IUCN), 
cerca de 32% das espécies conhecidas de anfíbios (e mais de 80% daquelas 
no Caribe) estão ameaçadas de extinção, e as populações de outras 43% das 
espécies, em declínio.
As rãs são especialmente sensíveis e vulneráveis a perturbações ambientais em 
vários pontos do seu ciclo de vida. Enquanto girinos, vivem na água e comem 
plantas; já adultas, vivem principalmente na terra e se alimentam de insetos 
que podem expô-las a pesticidas. Os ovos das rãs não têm carapaças proteto-
ras para bloquear a radiação UV ou a poluição. Como adultas, elas absorvem 
água e ar por meio de suas finas e permeáveis peles, podendo facilmente 
absorver poluentes da água, do ar ou do solo. E não têm pelos, penas ou es-
camas para protegê-las.
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Nenhuma causa foi identificada para explicar esses declínios nas espécies dos 
anfíbios. No entanto, os cientistas identificaram uma série de fatores que podem 
afetar as rãs e outros anfíbios em vários pontos do seu ciclo de vida:
• Perda de habitat e fragmentação, especialmente pela drenagem e ocupação de 
áreas alagadas, agricultura, desmatamento e urbanização. 
• Seca prolongada, que pode secar os corpos d’água, de forma que poucos 
girinos sobrevivem.
• Aumentos na radiação UV resultantes da redução do ozônio estratosférico 
durante as últimas décadas, causada por produtos químicos que colocamos 
no ar e se acumulam na estratosfera. Maiores doses de radiação UV podem 
danificar embriões de anfíbios em lagoas rasas e adultos que se expõem ao sol 
para se aquecer.
• Parasitas, tais como vermes, que se alimentam de ovos de anfíbios depositados 
na água, parecem ter causado um aumento na proporção de nascimentos de 
anfíbios com membros amputados ou adicionais.
• Doenças virais e fú ngicas, especialmente o fungo quitrí deo, que ataca a 
pele dos sapos, aparentemente reduzindo sua capacidade de absorver água, 
levando à morte por desidratação. Essas doenças podem se espalhar porque 
os adultos de muitas espécies de anfíbios se reúnem em grandes grupos para 
se reproduzir.
• Poluição, em especial a exposição a pesticidas em lagoas e nos corpos dos 
insetos consumidos pelos sapos, o que pode torná-los mais vulneráveis a 
doenças bacterianas, virais, fú ngicas e a alguns parasitas.
• Mudanças climáticas. Um estudo de 2005 revelou uma aparente correlação 
entre as mudanças climáticas causadas pelo aquecimento atmosférico e a 
extinção de cerca de dois terços das 110 espécies conhecidas do sapo arlequim 
em florestas tropicais nas Américas Central e do Sul. Alterações climáticas, ou 
pelo menos padrões climáticos de curto prazo como o El Niñ o, desempenharam 
um papel importante na extinção do sapo dourado da Costa Rica.
• Caça excessiva, especialmente na Ásia e na França, onde as pernas de rã� são 
uma iguaria.
• Imigração natural, ou a introdução deliberada de predadores e competidores 
exóticos (como algumas espécies de peixes).
A combinação de tais fatores, que variam de um lugar para outro, é provavelmente 
responsável pela maior parte do declínio e desaparecimento dos anfíbios. 
Por que deveríamos nos importar que algumas espécies de anfíbios estejam 
sendo extintas? Os cientistas nos oferecem três razões.
• Primeiro, os anfíbios são indicadores biológicos sensíveis a mudanças nas 
condiç õ es ambientais, tais como perda e degradação de habitats, poluição do 
ar e da água, radiação UV e mudanças climáticas. As ameaças mais intensas 
para sua sobrevivência sugerem que a saúde ambiental está se deteriorando 
em muitas partes do mundo.
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UNIDADE Biodiversidade
• Segundo, anfíbios adultos desempenham papéis ecológicos importantes nas 
comunidades biologicas. Por exemplo, eles comem mais insetos (incluindo 
mosquitos) do que os pássaros. Em alguns habitats, a extinção de determinadas 
espécies de anfíbios pode levar à extinção de outras espécies, como répteis, 
aves, insetos aquáticos, peixes, mamíferos, anfíbios e outros que se alimentam 
deles ou de suas larvas.
• Terceiro, os anfíbios são um armazém genético de produtos farmacêuticos 
esperando ser descobertos. Por exemplo, compostos de secreções da pele de 
anfíbios têm sido isolados e utilizados como analgésicos e antibióticos e em 
tratamentos para queimaduras e doenças cardíacas.
Muitos cientistas acreditam que as chances cada vez maiores da extinção global 
de uma variedade de espécies de anfíbios são um alerta sobre os efeitos nocivos 
de uma série de ameaças ambientais para a biodiversidade, principalmente 
resultantes da atividade humana (MILLER Jr., 2012).
Você poderia imaginar que um sapinho como os dendrobatídeos 
encontrados nas florestas tropicais do Brasil fossem tão impor-
tantes? Veja ao lado um espécime Dendrobates azureus.
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Manutenção da Biodiversidade
O gerenciamento da biodiversidade pode sustentar a riqueza biológica e 
ao mesmo tempo fornecer oportunidades econômicas.
Cada Nação tem três formas de riqueza: material, cultural e biológica. Sua 
riqueza biológica – a biodiversidade – pode ser uma fonte de alimentos, remédios 
e outros produtos. Entretanto, a proteção da riqueza biológica frequentemente 
é uma proposta arriscada. Até mesmo em países desenvolvidos, as pessoas 
frequentemente se opõem a proteções ambientais porque temem que tais medidas 
tenham consequências econômicas adversas; no entanto, cuidar do meio ambiente 
pode fazer muito sentido economicamente, as pessoas podem preservar e lucrar 
com sua riqueza biológica.
Algumas Histórias de Sucesso da Utilização 
Sustentável da Riqueza Biológica:
• Uso da diversidade genética: um universitário mexicano especialmente ob-
servador descobriu o Zea diploperennis, um milho selvagem que se acreditava 
estar extinto há muito tempo. Ele havia desaparecido da maior parte de sua 
distribuição original, mas uma população restante se agarrou à vida em uma re-
gião de 364 hectares de terreno montanhoso perto de Jalisco. DiferentementeFo
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do milho domesticado, o Z. diploperennis é perene e resistente à maioria dos 
vírus. As transferências de genes dessa espécie selvagem para plantas cultiva-
das podem aumentar a produção de milho no México e em outros lugares. Em 
reconhecimento ao potencial valor da espécie Z. diploperennis, o governo me-
xicano isolou seu habitat montanhoso como uma reserva biológica, a primeira 
já criada para proteger um parente selvagem de uma lavoura importante;
• Descoberta de substâncias químicas úteis: muitas espécies fazem compos-
tos químicos que podem servir de remédios ou outros produtos comerciais. 
A maioria dos países em desenvolvimento não tem laboratórios para testar 
espécies quanto a possíveis produtos, mas grandes indústrias farmacêuticas em 
outros países, sim. O Instituto Nacional de Biodiversidade da Costa Rica coleta 
e identifica espécies que parecem promissoras e envia extratos delas para análi-
ses químicas. Se um produto de uma dessas espécies é comercializado, a Costa 
Rica recebe parte dos lucros, que são destinados a programas de conservação;
• Ecoturismo: o estabelecimento de reservas ricas em espécies e o estímulo 
a turistas a visitá -las podem ter benefí cios biológicos e econômicos. Por 
exemplo, nos anos 1970, George Powell estudava aves na floresta nublada de 
Monteverde, na Costa Rica. Essa floresta estava sendo desmatada rapidamente 
e Powell teve a ideia de comprar parte dela como um santuário natural. 
Seus esforços inspiraram pessoas e grupos de conservação a doar fundos, 
e uma boa parte da floresta está protegida agora como uma reserva natural 
particular. As plantas e os animais da reserva incluem mais de 100 espécies 
de mamíferos, 400 de aves e 120 de anfíbios e répteis. A reserva é um dos 
poucos habitats restantes para jaguar, onça-pintada, puma e seus parentes. 
Mais de 50 mil turistas agora visitam a reserva florestal Monteverde todos os 
anos. O ecoturismo centrado nessa reserva fornece emprego aos habitantes 
locais e tem outros efeitos benéficos – por exemplo, uma escola sem fins 
lucrativos montada dentro da reserva ajuda a educar as crianças da área.
Tais exemplos mostram como podemos colocar nossos conhecimentos sobre 
princípios biológicos em uso. A saúde de nosso planeta depende de nossa capacidade 
de reconhecer que os princípios de fluxo de energia e de limitação de recursos, que 
regem a sobrevivência de todos os sistemas vivos, não mudam. É nosso imperativo 
biológico e cultural aceitar esses princípios e nos fazer a seguinte pergunta: qual 
será nosso efeito em longo prazo sobre o mundo da vida?
Importante!
Como atendemos às necessidades humanas e sustentamos a biodiversidade?
Como vimos:
Qualquer nação tem riqueza biológica, que as pessoas tenderão a proteger se recon-
hecerem seu valor.
Práticas sustentáveis permitem que pessoas se benefi ciem economicamente de recursos 
biológicos sem destruí-los.
Importante!
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UNIDADE Biodiversidade
Síntese da Unidade
O que é Biodiversidade e por que é Importante?
A biodiversidade encontrada em genes, espécies, ecossistemas e seus processos 
é vital para a manutenção da vida na terra. Biodiversidade é a variedade de 
espécies da Terra ou as variações de formas de vida, os genes que elas contêm, os 
ecossistemas em que vivem e os processos ecossistêmicos de fluxo de energia e 
ciclagem de nutrientes que sustentam toda a vida.
Como a Vida na Terra muda ao Longo do Tempo?
A teoria científica da evolução explica como a vida na terra muda ao longo do 
tempo por meio de alterações nos genes das populações. As populações evoluem 
quando seus genes sofrem mutações, conferindo a alguns indivíduos características 
genéticas que aumentam suas habilidades de sobreviver e produzir descendentes 
com essas mesmas características (seleção natural).
Como Processos Geológicos e Mudanças Climáticas Afetam a Evolução?
Movimentos de placas tectônicas, erupções vulcânicas, terremotos e mudanças 
climáticas alteraram os habitats da vida silvestre, eliminaram um grande número de 
animais e criaram oportunidades para a evolução de novas espécies.
Como as Atividades Humanas Afetam a Biodiversidade?
Atividades humanas estão diminuindo a biodiversidade, causando a extinção de 
muitas espécies e destruindo ou degradando habitats necessários para o desenvol-
vimento de novas espécies.
O que é a Diversidade de Espécies e por que é Importante?
A diversidade de espécies é um componente importante da biodiversidade, 
que tende a aumentar a sustentabilidade de alguns ecossistemas. Cada espécie 
desempenha um papel ecológico especifico, chamado nicho. Qualquer espécie 
pode desempenhar um ou mais entre cinco papéis importantes – nativa, introduzida, 
indicadora, chave ou engenheira – em um ecossistema especifico.
Como Atendemos às Necessidades Humanas e Sustentamos 
a Biodiversidade?
As pessoas tendem a preservar a riqueza biológica quando reconhecem e se 
beneficiam economicamente de sua existência.
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Recursos Naturais e Biodiversidade: Preservação e Conservação dos Ecossistemas
BARBOSA, Rildo Pereira; VIANA, Viviane Japiassú. Recursos naturais e biodiversi-
dade: preservação e conservação dos ecossistemas. São Paulo: Érica, 2014. 
Ecologia
CAIN, Michael L.; BOWMAN, William D.; HACKER, Sally D. Ecologia. Porto Alegre: 
Artmed, 2011.
 Vídeos
ICMBio – Biodiversidade Brasileira
https://youtu.be/SEFwGcJYbbg
 Leitura
O que é Biodiversidade?
https://goo.gl/XmMwQY
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UNIDADE Biodiversidade
Referências
MILLER, G. T. Jr. Ecologia e sustentabilidade. São Paulo: Cengage Learning 
Editores, 2012.
SPOOLMAN, G. Tyler Miller. Ciência Ambiental. São Paulo: Cengage Learning 
Editores, 2016.
STARR, Cecie Starr et al. Biologia – Unidade e diversidade da vida. São Paulo: 
Cengage Learning Editores, 2012.
TOWNSEND, Colin R.; BEGON, Michael; HARPER, L. Fundamentos em 
ecologia. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011.
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