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Ecologia Geral - 1 Parte (Introdução a Ciência do Ambiente para Engenheiros)
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1a Parte ECOLOGIA GERAL 1. INTRODUÇÃO À ECOLOGIA o século XIX, o biólogo e naturalista alemão Ernest Haeckel (1866) partindo da observa- ção de que “o conhecimento biológico nunca é completo quando o organismo é estudado isoladamente”, deu um novo rumo à História Natural - hoje Biologia, criando uma nova ciência - a Ecologia. O termo eco deriva do grego oikos que significa lugar onde se vive, casa, ambiente, e logos é estudo, ciência, tratado. No sentido literal, Ecologia seria o estudo dos seres vivos em sua casa, no seu ambiente, ou ainda, a ciência que estuda as relações dos seres vivos com o meio ambien- te. Numa concepção mais moderna, a ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Na- tureza, considerando que a humanidade é uma parte dela (Odum, 1972). Com a criação da ciência Ecologia, surgiram os termos ecólogo e ecologista. Este identifica os militantes de organizações em defesa do meio ambiente, enquanto que ecólogo é o profissional - pesquisador, cientista, que tem formação e trabalha no campo da ecologia. Em princípio, a Ecologia considerava as espécies individualmente (ecologia da araucária, ecolo- gia do peixe-boi...), o que deu origem a auto-ecologia. Hoje, a auto-ecologia é a parte da ecolo- gia que estuda as respostas das espécies aos fatores ambientais, em função de suas fisiologias e respectivas adaptações. Posteriormente, os ecólogos perceberam a importância das relações entre as diversas espécies, surgindo assim a sinecologia, passando esta a ser a parte da ecologia que estuda as interações entre as diferentes espécies que ocupam um mesmo ambiente, como estas se interrelacionam e de que maneira interagem com o meio ambiente. 1.1. MEIO AMBIENTE Para a ciência ecológica, o meio ambiente é o conjunto de condições físicas (luz, temperatura, pressão...), químicas (salinidade, oxigênio dissolvido...) e biológicas (relações com outros seres vivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca. Sempre heterogêneo, o meio ambiente segue variando de um local para outro, dando origem a agrupamentos de seres vivos diferentes. Tais agrupamentos - comunidades - interferem na com- posição do meio e são beneficiados ou prejudicados com essas transformações. O meio ambiente assim evolui, para melhor ou para pior, conforme a espécie considerada. Num lago que recebe adubo, proveniente de projetos agrícolas na vizinhança, se for considerada a população de algas, N 2 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia esta vai ser favorecida, aumentando as suas possibilidades de desenvolvimento, pela maior oferta de nitratos e fosfatos; porém, se forem considerados os peixes, estes têm suas possibilidades de desenvolvimento limitadas pela redução do oxigênio, ocasionada pela grande proliferação de al- gas, e como resultado morrem asfixiados. O meio ambiente melhorou para as algas e piorou para as populações de peixes. O meio ambiente está sempre mudando e evoluindo. O clima, os seres vivos e as próprias ativi- dades humanas modificam o ambiente e são influenciadas por essas modificações, gerando novas alterações. Esta é a essência da evolução. Alguns seres vivos são incapazes de adquirir os recur- sos que necessitam e se extinguem. Outros desenvolvem constantemente melhores formas de a- daptação aos problemas do ambiente mutante. Diz-se que estes evoluíram. Podemos dizer então que o meio ambiente é ‘seletivo’ na medida que certas características dão aos seus possuidores certa vantagem na sobrevivência e procriação. Diz-se que os indivíduos melhor adaptados ao ambiente mutante ‘foram selecionados’, por meio da seleção natural. No século passado a poluição nas cidades inglesas fez com que a seleção natural atuasse em uma espécie de mariposas. No início da industrialização a maioria das mariposas salpicadas era clara com manchas escuras, confundindo-se com as cascas das árvores e escondendo-se de seus preda- dores. Quando a fuligem das fábricas escureceu as árvores e a paisagem urbana de um modo ge- ral, as mariposas claras ficaram mais visíveis aos pássaros. Alguns anos depois as mariposas es- curas tornaram-se mais comuns nas cidades e as claras salpicadas prevaleciam nos campos, me- nos poluídos. Tal fenômeno de seleção natural ficou conhecido como melanismo industrial. A seleção nem sempre é natural. O homem aprendeu a utilizar a mutação para produzir organis- mos que atendam a algum propósito útil ou desejável, criando o processo de seleção artificial. Os organismos assim obtidos, sobrevivem no ambiente sob a proteção humana. Um exemplo típico é a galinha doméstica, seu ancestral das selvas africanas é extremamente astuto e bota cerca de uma dúzia de ovos por ano. Algumas galinhas domésticas botam uma dúzia de ovos por mês, são extremamente dóceis, perderam a astúcia e, se fossem devolvidas ao seu ambiente natural, seriam extintas. O meio ambiente é sempre o conjunto de possibilidades físicas, químicas e biológicas para cada indivíduo - espécie - de uma comunidade. Neste sentido, a espécie Homo sapiens, entre milhões de espécies da Terra, tem sido o foco de toda atenção da ciência ecológica, dada a sua capacidade de transformar as condições ambientais, em nome da qualidade de vida humana. 1.2. HÁBITAT E NICHO ECOLÓGICO O meio ambiente é o palco onde se desenrola todo o estudo da ecologia. Neste, segundo Odum (1972), cada espécie considerada tem um ‘endereço’- hábitat, e desenvolve uma ‘profissão’ - nicho ecológico. O hábitat de um organismo é o local onde ele vive; ou ainda, é o ambiente que oferece um con- junto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas - nutrição, prote- ção e reprodução. O nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade - como ela faz para satisfazer as suas necessidades. As algas, por exemplo, têm o seu hábitat na água superficial de um lago (zona iluminada), e parte do seu nicho ecológico é a produção de matéria orgânica, através da fotossíntese, a qual serve de alimento para sua população e para alguns animais. 1a Parte - Ecologia Geral - 3 Teoricamente, o hábitat seria aquele ambiente em que as condições ambientais atingem o ponto ótimo e uma espécie consegue reproduzir em toda a sua plenitude, ou seja, consegue desenvolver o seu potencial biótico. Porém, a reprodução sem oposição não pode manter-se por muito tempo em um ambiente de recursos limitados. Desse modo, o ambiente se encarrega de controlar o cres- cimento da população através da resistência ambiental, o que pode fazer com que a população retorne ao ponto de partida. A resistência ambiental compreende todos os fatores - fome, enfermidades, alterações climáti- cas, competição, etc. - que impedem o desenvolvimento do potencial biótico. O processo fun- ciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta, aumenta também a resistên- cia ambiental, que por sua vez origina uma diminuição da densidade populacional. A interação entre o potencial biótico e a resistência ambiental resulta num aumento , ou numa diminuição, do número total de organismos de uma população, ou seja, o seu crescimento populacional. O hábi- tat é então a região onde a resistência ambiental para a espécie é mínima, ou seja, onde ela en- contra melhores possibilidades de sobrevivência. 1.3. NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA A melhor maneira de entender o campo de estudo da ecologia moderna é utilizando-se do concei- to de níveis de organização dos seres vivos (Odum, 1972). Nestes, um arranjo hierárquico agrupa os seres vivos partindo de sistemas biológicos simples – genes - para biossistemas cada vez mais complexos – biosfera -, formando um todo unificado, conforme esquema abaixo. GENES → CÉLULAS