Aula - Ecologia dos Ecossitemas (modificada)

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Prof. PAULO ANDRÉ FERREIRA DE FREITAS
TEMA – Estruturas dos Ecossistemas; Teia alimentar e Ciclos Biogeoquímicos
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA
COMISSÃO PERMANENTE DE CONCURSOS PÚBLICOS PARA PROFESSOR EFETIVO DE ENSINO BÁSICO, TÉCNICO E TECNOLÓGICO
EDITAL Nº 148/2018 DE 27 DE DEZEMBRO DE 2018 E ALTERAÇÕES
CÓDIGO 04 – CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
PROVA DE DESEMPENHO DIDÁTICO
Roteiro da Aula
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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a) Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
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Níveis de organização
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
Ecossistemas
Comunidade
População
Indivíduo
Biosfera
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Do grego systema – Conjunto ou combinação de unidades ou partes de modo a formarem um todo complexo ou unitário. (Fonte: Dicionário Houiass)
Quebra-cabeças formando um todo através de suas partes
Engrenagens que estabelecem um funcionamento
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
O que é um sistema?
Parte
Parte
Parte
Matéria
Energia
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Elementos de um sistema
Tipos:
Ambiente
Externo
Ambiente
Externo
Sistema Isolado
Sistema Fechado
Sistema Aberto
Matéria
Energia
Matéria
Energia
Energia
Matéria
Energia
Matéria
Matéria
Ambiente
Interno
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
Realmente, é difícil dizer onde começa e onde termina determinado sistema. Os limites (fronteiras) entre o sistema e seu ambiente admitem certa arbitrariedade. O próprio universo parece estar formado de múltiplos sistemas que se interpretam. É possível passar de um sistema para outro que o abrange, como também passar para uma versão menor e nele contida. 
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Qual a função de um sistema?
Teoria Geral dos Sistemas - Ludwig von Bertalanffy 
“conjunto de unidades interdependentes e interativas que é vista como uma totalidade integrada, sendo impossível estudar estas unidades isoladamente.”
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
Ambiente
Interno
Ambiente
Externo
Ambiente
Externo
Matéria
Energia
Esquema simplificado de um sistema genérico
Conceitos Fundamentais:
Interação;
Totalidade; 
Organização;
 Complexidade.
Unidades do sistemas:
relações;
atributos; 
Entradas (inputs);
Saídas (outputs)
Retroalimentação (feedback)
As observações científicas mostram que os sistemas recebem do meio ambiente fluxo de matéria, de energia e de informações. Mostram ainda que os elementos que compõem um Sistema mudam constantemente, mas que a estrutura permanece idêntica. Pode-se afirmar que um Sistema continua em equilíbrio com o meio ambiente, mesmo sendo atravessado constantemente por diversos fluxos.
Essa teoria consiste num modelo
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ECOSSISTEMAS
↓
FATORES 
BIÓTICOS
+
FATORES 
ABIÓTICOS
O que é um sistema para a Ecologia?
Matéria
inorgânica
Matéria
Orgânica
Energia
Energia
Ecossistemas
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
Fatores abióticos: Condições físico-químicas necessárias condições para vida; 
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O que é estrutura?
“É a maneira como uma coisa é construída, organizada em determinada ordem, disposição e relação das partes que a compõe...” (Fonte: Dicionário Houiass)
ECOSSISTEMAS
↓
FATORES 
ABIÓTICOS
+
FATORES 
BIÓTICOS
Matéria
Inorgânica
Matéria
Orgânica
Energia
Energia
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
Funções
↑Entropia
Diferenciação
Propriedades
Estabilidade
Resistência
Resiliência
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Ecossistema
Como é concebida a Estrutura dos Ecossistemas?
“Unidade natural de unidades bióticas e abióticas, com interações mútuas que constituem um sistema estável no qual ocorre intercâmbio circular de matéria e fluxo unidirecional de energia” 
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Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
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Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
Como a energia é produzida?
Produtores
Fotossíntese e Quimiossíntese
CO2 + H2O → Matéria Orgânica + O2
Energia
Matéria inorgânica
Consumidores e Decompositores
Transferência unidirecional dissipatória
Respiração
Crescimento
Reprodução
Respiração
Matéria Orgânica + O2 → CO2 + H2O
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Produtores
Energia
Nutrientes inorgânicos
Produtividade Primária (PP)
Energia disponível
↓
“Massa em pé”
Standing Crop
 
Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
Produtividade
Açude Engenheiro Arcoverde – Condado/PB
Reserva Biológica Guaribas – Mamamguape e Rio Tinto/PB
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Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
Produtividade
PP Bruta
(PPB)
↓
QuiloJoules (kJ) . (m2)-1ano-1
PP
Líquida
(PPL)
PPL= PPB - Respiração
Crescimento
Respiração
Desenvolvimento
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Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
Produtividade
Produtividade
 Secundária
 (PS)
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Como se dá a produção de energia através dos ecossistemas? 
Produtividade
Produtividade em ecossistemas terrestres e aquáticos
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Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
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Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Ciclos Biogeoquímicos
Circulação dos elementos dentro dos compartimentos
H2O – Ciclo Hidrológico
CO2 – Ciclo do Carbono
N2 – Ciclo do Nitrogênio
Os movimentos desses elementos nos ecossistemas são afetados pelos processos químicos, físicos e biológicos e, para compreendêlos, é útil pensar em diferentes compartimentos nos quais um determinado elemento reside, bem como os diferentes processos que são responsáveis pelo transporte de um elemento de um compartimento para o outro.
Hidrogênio
Oxigênio
Carbono
Nitrogênio 
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Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Fatores Físicos
Evaporação 
Transpiração
Precipitação
Escoamento
Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo Hidrológico
É determinado em larga escala pela evaporação, pela transpiração e pela precipitação
A quantidade de evaporação deve equilibrar a quantidade de precipitação ou toda a água continuaria se acumulando em alguma parte do ciclo.
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Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo Hidrológico
Impactos Humanos
Impermeabilização do solo
Redução da biomassa
Desmatamento
Uso extensivo de reservas subterrâneas
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Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Carbono
Transformações
Fotossíntese
Respiração
Troca
Sedimentação e soterramento
Extração 
Combustão
Como todos os organismos são compostos por carbono, o seu movimento nos ecossistemas, em sua maioria, segue as
mesmas trajetórias do movimento da energia.
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Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Carbono
Transformações
Fotossíntese
Respiração
Troca
Sedimentação e soterramento
Extração 
Combustão
Como todos os organismos são compostos por carbono, o seu movimento nos ecossistemas, em sua maioria, segue as
mesmas trajetórias do movimento da energia.
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Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Carbono
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Impactos Humanos
Ampliação do Efeito Estufa
Fonte:https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide
Fonte:https://suprimatec.wordpress.com/2016/03/29/niveis-de-gelo-no-oceano-artico-atingem-um-novo-marco-alarmante/
Mudanças climáticas globais
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Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Nitrogênio
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Transformações
Fixação
Nitrificação
Assimilação
Mineralização
Desnitrificação
Fixação do Nitrogênio Gasoso
Feita por descargas elétricas, fixação industrial ou por bactérias fixadoras;
Bactérias:
Vida Livre; 
Associadas à raízes de plantas (Rhizobium sp.).
Reação de Fixação:
Complexo da Nitrogenase;
N2 + 8 H+ + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
Nódulos contendo as bactérias fixadoras em uma leguminosa
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Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Nitrogênio
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Transformações
Fixação
Nitrificação
Assimilação
Mineralização
Desnitrificação
Nitrificação
Bactérias Nitrificantes:
Nitrosação (Formação de Nitrito):
2 NH3 + 3 O2 → 2 NO2- + 2 H2O + 2 H+
 
Nitratação (Formação de Nitrato)
2 NO2- + O2→ 2 NO3-
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Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Nitrogênio
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Transformações
Fixação
Nitrificação
Assimilação
Mineralização
Desnitrificação
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Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Nitrogênio
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Transformações
Fixação
Nitrificação
Assimilação
Mineralização
Desnitrificação
Desnitrificação
Bactérias Desnitrificantes (Pseudomonas denitrificans):
Condições Anaeróbias
NO3- → NO2- → NO
NO → N2O→ N2
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Ciclos Biogeoquímicos
Ciclo do Nitrogênio
Como se dá o movimento dos materiais através dos ecossistemas? 
Impactos Humanos
Queima de Combustíveis Fósseis
Produção de Fertilizantes
Chuvas ácidas
A – Produtividade / B – Diversidade de espécies
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Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
Componente Biótico
Estrutura trófica
Diagrama do componente biótico e da estrutura trófica
Componente Biótico
Autótrofos
Quimiossíntese
Fotossíntese
Heterótrofos
Fagotrófo
Osmotrófo
Produtores
Consumidores
Decompositores
Consumidores
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Cadeias alimentares
1º N.T.
Níveis 
Tróficos
2º N.T.
3º N.T.
4º N.T.
Decompositores
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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Teias alimentares
Guildas
Espécies, em um mesmo nível trófico, que se alimentam de itens semelhantes
Guilda de comedores de plantas, flores sementes e frutos
Guilda de comedores de gafanhotos
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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Modificações na abundância
Efeitos diretos
Predação
Herbivoria
Parasitismo
Competição
Mutualismo
Efeitos indiretos
↓
Cascatas tróficas
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
A maneira mais simples pela qual uma pode interferir na abundância de outra é por um efeito direto
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Teias alimentares
Efeitos indiretos mediados pela densidade
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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Teias alimentares
Efeitos indiretos mediados pelo atributo
Gramínea
Gafanhoto
Aranha
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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Teias alimentares
Efeitos 
“bottom-up”
Efeitos 
“top-down”
Abundância determinada pela energia dos produtores
Abundância determinada pelos predadores do topo
Como flui a matéria e a energia dentro das comunidades? 
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Proposta de Atividade
Leitura dos Artigos:
Estimativa da produtividade primária líquida bruta da floresta de transição amazônia-cerrado por técnicas de sensoriamento remoto. http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S01027862014000100001&script=sci_abstract&tlng=pt
Serviços e bens fornecidos pelos ecossistemas: conservação da natureza como estratégia de desenvolvimento. http://www2.senado.leg.br/bdsf/handle/id/243134 
Sustentabilidade: evolução dos conceitos teóricos e os problemas da mensuração prática. http://w3.ufsm.br/depcie/arquivos/artigo/ii_sustentabilidade.pdf
Sustentabilidade do município de João Pessoa: uma aplicação do barômetro da sustentabilidade. https://www.rbgdr.net/revista/index.php/rbgdr/article/view/357 
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TEMA – Estruturas dos Ecossistemas; Teia alimentar e Ciclos Biogeoquímicos
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COMISSÃO PERMANENTE DE CONCURSOS PÚBLICOS PARA PROFESSOR EFETIVO DE ENSINO BÁSICO, TÉCNICO E TECNOLÓGICO
EDITAL Nº 148/2018 DE 27 DE DEZEMBRO DE 2018 E ALTERAÇÕES
CÓDIGO 04 – CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
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