Resposta unidade 1 ecologia dos solos UAM

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Introdução à Ciência da Ecologia
A palavra ecologia vem de dois termos gregos, oikos que significa “casa” e logos, que significa estudo, podemos assim inferir que a ecologia é a ciência que estuda o habitat, indo além disso, a ciência que estuda as condições e interações existentes entre os sere vivos e o meio em que vivem.
O termo ecologia foi usado pela primeira vez pelo zoólogo alemão Ernst Haeckel (1834-1919), no ano de 1866, em sua obra Generelle Morphologie der Organismen. Ernst Haeckel deu um significado a essa palavra:
Por ecologia, nós queremos dizer o corpo de conhecimento referente à economia da natureza - a investigação das relações totais dos animais tanto com o seu ambiente orgânico quanto com o seu ambiente inorgânico; incluindo, acima de tudo, suas relações amigáveis e não amigáveis com aqueles animais e plantas com os quais vêm direta ou indiretamente a entrar em contato - numa palavra, ecologia é o estudo de todas as inter-relações complexas denominadas por Darwin como as condições da luta pela existência (RICKLEFS, 2010, p. 2).
Foi apenas no século 19 que a palavra ecologia passou a ser utilizada de forma geral, devido a cientistas americanos e europeus se autodenominar ecólogos. Ecólogo é um termo que surgiu junto com o termo ecologia, e são pesquisadores cientistas e profissionais que possuem formação acadêmica e trabalham na área da ecologia (RICKLEFS, 2010, p. 2).
A História da Ecologia e seu Domínio
A ecologia não possui uma data exata para seu início, o que a torna uma ciência com um começo não muito bem delineado. O homem tem se interessado pela ecologia desde os primeiros tempo na história, nos primórdios da sociedade era necessário o conhecimento do ambiente ao qual o homem estava rodeado para sobrevivência.
Os seus primeiros antecedentes são encontrados na história natural dos gregos, com materiais de filósofos como Hipócrates e Aristóteles que possuem material de natureza claramente ecológica (ODUM, 2004). Teofrasto, um discípulo de Aristóteles, também da Grécia, descreve as relações dos organismos entre si e com o meio.
Foi no início do século 19 que se teve um maior interesse pela dinâmica das populações, uma vez que Thomas Malthus identificou o conflito entre as populações que estavam crescendo devido à capacidade da terra de fornecer alimentos.
Nas primeiras décadas do século 20, a ecologia começou a ser separada e tratada diferente, no caso, estamos falando da ecologia animal e da ecologia vegetal. No entanto Andrewartha (1961) definiu a ecologia como “o estudo científico da distribuição e abundância de organismos”, já Krebs (1996) sugere que a ecologia tenha uma definição menos vaga: “A ecologia é o estudo científico das interações que determinam a distribuição e a abundância dos organismos” (BEGON; TOWNSEND; HARPER, 2007, p. 9).
Ao analisarmos a definição de Krebs podemos visualizar o tema central da ecologia, onde os organismos ocorrem, quantos ocorrem em um certo local e por que, fazendo referência à abundância e distribuição dos organismos (BEGON; TOWNSEND; HARPER, 2007, p. 9).
Analisando o tema central da ecologia podemos tentar entender esse termo como o estudo da abundância e distribuição de organismos e das interações entre os fatores bióticos (seres vivos) e abióticos (físicos e químicos, como água, temperatura, umidade, nutrientes e luz solar), que determinam essa distribuição e abundância.
A ecologia pode ser considerada uma das ciências mais antigas, uma vez que o interesse em conhecer a natureza e seus elementos iniciou-se na Antiguidade. Acredita-se que esse interesse tem aumentado nos últimos anos devido à necessidade de conservação de espécies e preservação da biodiversidade em diversas áreas. O uso de experimentos de campo, observações e instrumentos matemáticos ajudam na compreensão da ciência ecológica.
Podemos então considerar que a ecologia é uma ciência multidisciplinar que abrange diversas áreas de estudo como a biologia, fisiologia, sociologia, pedologia, geologia, física, química, matemática, ou seja, muitas outras áreas da ciência exercem influência sobre a ecologia.
Níveis Hierárquicos de Organização da Vida
Caro(a) aluno(a), para que possamos entender os conceitos desta matéria, e os assuntos que virão adiante, precisamos antes entender quais são os níveis de organização dos seres vivos.
Partindo de um sistema biológico simples, um esquema hierárquico pode agrupar os seres vivos da seguinte forma: átomo - molécula - organela - célula - tecido - orgão - sistemas - organismos - populações - comunidades - ecossistemas - biosfera.
Figura 1.1 - Hierarquia dos níveis de organização ecológica
Fonte: Santos (2019).
Por meio da Figura 1.1 é possível perceber que os níveis de organização dos seres vivos vão desde um pequeno átomo até a biosfera, e à medida que esses níveis evoluem, eles se tornam mais complexos. Sendo assim definiremos agora cada um desses termos uma vez que iremos estudá-los ao longo da nossa matéria.
· Átomo: unidade básica da matéria;
· Moléculas: espécies químicas constituídas por pelo menos dois átomos.
· Organelas: pequenos órgãos que realizam as atividades celulares essenciais;
· Células: unidade básica de todos os seres vivos, com exceção dos vírus;
· Tecidos: conjunto de células funcionais;
· Órgão: unidade anatômica funcional presente apenas nos seres vivos complexos. É constituído de um conjunto de tecidos;
· Sistemas: conjunto de órgãos integrados que desempenham funções corporais;
· Organismos: conjunto de sistemas de órgãos;
· Populações: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie (indivíduos semelhantes que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis) que ocupam uma determinada área;
· Comunidades: conjunto de populações que vivem em uma determinada área, e interagem de forma organizada;
· Ecossistemas: conjunto de interações ocorrentes entre uma determinada comunidade e o ambiente inerte em que vive;
· Biosfera: sistema que inclui todos os organismos vivos da terra, vivendo em uma junção de ecossistemas como um todo.
Podemos dizer que a ecologia estuda fundamentalmente os últimos 4 níveis dessa sequência: população, comunidades, ecossistemas e biosfera. No entanto vale salientar que nenhum nível dos citados acima é mais ou menos importante, apenas se tornam mais complexos conforme apresentam um maior número de variáveis a serem estudadas (ODUM, 2004, p. 7).
As Subdivisões da Ecologia
A ecologia sofre divisões ao ser estudada pelos ecólogos, uma vez que é possível entender as rotas de transição da matéria e energia através de elementos vivos e não vivos pertencentes a um ecossistema (BEGON; TOWNSEND; HARPER, 2007).
Nesse sentido, a ecologia pode ser dividida em:
1. Autoecologia: trata do estudo do comportamento de um organismo individual de uma determinada espécie com o ambiente em que vive;
2. Demoecologia: também conhecida como Ecologia das Populações, estuda a abundância de uma determinada espécie e sua distribuição;
3. Sinecologia: estuda uma determinada comunidade e suas relações com o meio ambiente;
4. Ecologia de Ecossistemas: estudo da estrutura e dinâmica dos ecossistemas,  considerando os efeitos dos fatores ecológicos sobre os organismos, populações e comunidades presentes nesse ecossistema;
5. Ecologia aplicada: aplica o conhecimento da ciência ecológica obtido por pesquisas e estudos, para ajudar a resolver problemas ambientais como: recuperação de áreas degradadas, poluição ambiental, manejo de unidades de conservação, entre outros.
As subdivisões apresentadas acima são convenientes durante os estudos ecológicos por concentrarem a atenção nos níveis, organismos, ambientes e processos, facilitando o processo de análise e compreensão, além de viabilizar especializações apropriadas, aumentando a compreensão global da biologia do ambiente (ODUM, 2004).
praticar
Vamos Praticar
Conforme vimos durante o conteúdo desta aula, um esquema hierárquico pode agrupar os seres vivos em um nível de organização, e que nenhum desses níveis é mais ou menos importante do que outro. De acordo comas alternativas a seguir, qual descreve a definição correta do nível “comunidades”?
Parte superior do formulário
a) Conjunto de indivíduos de uma mesma espécie (indivíduos semelhantes que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis) que ocupam uma determinada área.
b) Sistema que inclui todos os organismos vivos da terra, vivendo em uma junção de ecossistemas como um todo.
c) Conjunto de interações ocorrentes entre uma determinada comunidade e o ambiente inerte em que vive.
d) Conjunto de populações que vivem em uma determinada área, e interagem de forma organizada.Feedback: alternativa correta, pois comunidade é o conjunto de populações que vivem em uma determinada área e interagem entre si de forma organizada.
e) Conjunto de órgãos integrados que desempenham funções corporais.
Parte inferior do formulário
Conceitos Básicos da Ecologia
Nesta aula, iremos aprender alguns conceitos básicos da ecologia, que irão fundamentar a aprendizagem durante nossa jornada ecológica.
Ecossistemas
Os ecossistemas podem ser considerados a unidade básica do estudo relacionado à ecologia. É dentro de um ecossistema que há a interação entre um conjunto de seres vivos e o meio natural, que tende a se manter equilibrada, devido à reciclagem de matéria e o uso da energia solar fornecida (BRAGA et al., 2005, p. 10).
Um ecossistema é composto de elementos bióticos, os seres vivos, e elementos abióticos, ou seja, matéria orgânica e sem vida, que se influenciam mutuamente de forma a atingir o equilíbrio, no entanto por definição ecossistema é:
Qualquer unidade que inclua a totalidade dos organismos de uma determinada área interagindo com o ambiente físico por forma a que uma corrente de energia conduza a uma estrutura trófica, a uma diversidade biótica e a ciclos de materiais claramente definidos dentro do ecossistema é um sistema ecológico ou um ecossistema (ODUM, 2004, p. 11).
O ecossistema possui um conceito amplo, em que enfatizar as relações obrigatórias e casuais existentes, isto é, juntar os componentes que formam as unidades funcionais, é a principal função no pensamento ecológico (ODUM, 2004).
Estrutura Trófica do Ecossistema
Ao observarmos um ecossistema, podemos considerar componentes que delimitam e definem sua composição, que são os compostos químicos, compostos físicos e os seres vivos existentes. Se observarmos pelo ponto de vista trófico (trophe = alimento), o ecossistema pode se dividir em duas camadas, uma constituída pelo estrato autotrófico (elementos capazes de produzir o próprio alimento), os elementos autotróficos utilizam a energia fornecida para o ecossistema para produzir seu alimento, como exemplo, temos as plantas que utilizam a luz solar para realizar a fotossíntese. A outra camada é constituída pelo estrato heterotrófico  (elementos que precisam procurar o seu alimento) (ODUM; BARRET, 2007).
Os componentes que fazem parte da estrutura desses compostos (químicos e físicos) assim como dos seres vivos que fazem parte dos ecossistemas são:
· Substâncias inorgânicas: carbono (C), nitrogênio (N), dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e outros componentes presentes no ciclo de materiais;
· Substâncias orgânicas: proteínas, lipídios, carboidratos, e outras substâncias que ligam os seres bióticos e abióticos;
· Ambiente natural: água, solo, ar, clima e outros fatores físicos de interferência;
· Produtores: constituídos pelos organismos autotróficos, capazes de produzir seu próprio alimento por meio de substâncias inorgânicas simples;
· Fagótrofos: constituídos de organismos que se alimentam de outros organismos, ou seja, seres heterotróficos;
· Saprótrofos: constituídos de organismos que se alimentam de matéria orgânica morta por meio da decomposição (organismos decompositores) liberando substâncias inorgânicas utilizadas pelos produtores. Ex.: fungos e bactérias.
Uma das características universais de todos os ecossistemas é a interação existente entre os componentes que a eles pertencem (produtores, fagótrofos e sapófragos) e desses com as substâncias (orgânicas e inorgânicas), de maneira a propiciar um fluxo de energia e gerar a ciclagem de materiais (GODEFROID, 2016).
Classificação dos Ecossistemas
A superfície da terra apresenta uma grande variação de clima, distribuição de nutrientes, topografia, entre outras características pela sua vasta extensão, que a torna muito diversificada em termos de habitat.
Dentro de um ecossistema cada espécie possui o seu habitat e seu nicho ecológico. Por habitat entende-se como um local ocupado por uma espécie, com todas as suas características abióticas. Já o nicho ecológico é a função desempenhada por essa espécie assim como suas relações com outras espécies e o meio ambiente, dentro do ecossistema. Dentro de um ecossistema, cada espécie possui um nicho diferente, caso duas espécie desempenhem o mesmo nicho, haverá uma competição entre elas (BRAGA et al., 2005).
A classificação dos ecossistemas leva em consideração características estruturais e funcionais. Assim sendo não há uma regra para classificação dos ecossistemas (GODEFROID, 2016).
Braga et al. (2005) classificam os ecossistemas em aquáticos (marinho e água doce) e terrestres. Os autores também citam algumas diferenças básicas entre essas duas classificações listadas a seguir:
· Enquanto no sistema terrestre a água muitas vezes é o fator limitante, no sistema marinho a luz é que se torna limitante;
· As variações de temperatura são mais pronunciadas no meio terrestre do que no meio aquático, por causa do alto calor específico da água;
· No meio terrestre, a circulação do ar provoca uma rápida distribuição e ciclagem de gases, enquanto, no aquático, o oxigênio, às vezes, é um fator limitante;
· O meio aquático requer esqueletos menos rígidos dos seus habitantes do que o meio terrestre, uma vez que o empuxo do ar é bem inferior ao da água;
· Os ecossistemas terrestres apresentam uma biomassa vegetal muito maior que os ecossistemas aquáticos, mas as cadeias alimentares se tornam bem maiores em ambientes aquáticos.
O Quadro 1.1, a seguir, apresenta os principais ecossistemas encontrados na biosfera quando se trata de ecossistemas terrestres e aquáticos:
	Principais tipos de ecossistemas da biosfera
	Ecossistemas Marinhos
	Oceano aberto (pelógico) Águas da plataforma continental (águas costeiras) Regiões de ressurgência (áreas férteis com pesca produtiva) Mar profundo (fontes hidrotermais) Estuários (enseadas costeiras, braços termais, foz de rios)  
	Ecossistemas de água doce
	Lênticos (águas paradas): lagos e lagoas Lóticos (águas correntes): rios e riachos Áreas úmidas: florestas inundadas e brejos
	Ecossistemas terrestres
	Tundras: ártica e alpina Florestas de coníferas boreais Florestas decíduas temperadas Campos temperados Campos tropicais e savanas Chaparrais: regiões de seca no verão e chuva no inverno Desertos: herbáceos e arbustivos Florestas tropicais semideciduais: estações úmidas e secas pronunciadas Florestas pluviais tropicais perenes    
Quadro 1.1 - Principais ecossistemas encontrados na biosfera
Fonte: Odum e Barret (2007, p. 76).
A seguir, serão descritas resumidamente algumas das principais características e condições de vida encontradas nos ecossistemas de água doce, marinhos e terrestres.
Ecossistemas Aquáticos
Os ecossistemas aquáticos, de uma forma bem genérica, podem ser divididos em 2 tipos: ecossistema de água doce e ecossistemas marinhos. A grande diferença entre esses dois ecossistemas que constituem os ecossistemas aquáticos é o teor de sais dissolvidos presentes. São considerados ecossistemas de água doce aqueles cuja concentração de sais dissolvidos é de até 0,5 g/L, enquanto que uma média da concentração de sais presentes em ecossistemas marinhos é de 35 g/L (BRAGA et al., 2005).
Figura 1.2 - Ecossistemas Aquáticos
Fonte: balinature / 123RF.
A concentração de sais dissolvidos nos ecossistemas aquáticos também contribui para determinação dos seres vivos presentes nesses ecossistemas, devido à adaptação que as espécies possuem para manutenção do equilíbrioosmótico com o meio. Esses seres podem ser divididos em 3 categorias principais (BRAGA et al., 2005):
· Plânctons: organismos sem meio de locomoção própria, que acompanham as correntes aquáticas. Podem ser divididos em 2 subgrupos, os fitoplânctons (algas) responsáveis pela produção primária nos meios aquáticos, e os zooplânctons (protozoários);
· Bentos: organismos que sobrevivem na superfície sólida submersa, podem ser fixos ou móveis;
· Néctons: organismos providos de locomoção própria, como os peixes.
Ecossistemas Terrestres
Uma das características marcantes do meio terrestre é a abundância da vegetação com raízes, que constituem os principais produtores existentes nesse tipo de ecossistema. Grandes vegetais podem servir de abrigo para outras espécies além de influenciarem de forma significativa no clima local, por serem autótrofos tudo que necessitam é de luz e nutrientes para produção da matéria orgânica (BRAGA et al. 2005).
Figura 1.3 - Ecossistemas terrestres
Fonte: Sergej Razvodovskij / 123RF.
Vamos, agora, destacar alguns aspectos metabólicos característicos desses tipos de ecossistemas. A umidade, por exemplo, torna-se, na terra, um fator limitante principal. Assim, organismos que vivem em ecossistemas terrestres podem sofrer problemas de desidratação. As variações de temperatura possuem um gradiente de variação muito maior nos ecossistemas terrestres quando comparados com os aquáticos. Por outro lado a rápida circulação do ar existente origina uma mistura fácil dos teores de oxigênio e dióxido de carbono. O solo é uma fonte variável de nutrientes, principalmente para os produtores (ODUM, 2004).
Quanto ao subsistema solo podemos classificar os organismos existentes nos ecossistemas terrestres em:
· Microbiota: representa algas do solo, bactérias, fungos e protozoários;
· Mesobiota: representada por nematodos, larvas, pequenos vermes poliquetas e ácaros do solo;
· Macrobiota: representada por insetos maiores, minhocas, raízes de plantas e organismos que podemos separar com a mão.
Nos ecossistemas terrestres, a forma de vida que a vegetação local reflete na interação entre a biota e o clima da região, assim fica determinada a natureza estrutural para a fauna dos biomas (ODUM, 2004).
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Vamos Praticar
O ecossistema é formado por elementos bióticos e abióticos que interagem entre si. Qual dos grupos abaixo é constituído por organismos que se alimentam de matéria orgânica morta por meio da decomposição liberando substâncias inorgânicas utilizadas pelos produtores. Ex.: fungos e bactérias.
Parte superior do formulário
a) Autotróficos.
b) Fagótrofos.
c) Substâncias orgânicas.
d) Saprótrofos.
e) Substâncias inorgânicas.
Parte inferior do formulário
Fluxo de Energia e Matéria nos Ecossistemas
A energia pode ser definida como a capacidade de produzir trabalho, e de acordo com a primeira lei da termodinâmica, a energia pode ser transformada de um tipo em outro embora nunca seja criada ou destruída (ODUM, 2004).
A importância do fluxo energético e a necessidade que os seres bióticos possuem pela energia (para suas atividades) e pela matéria (para sua construção), indicam que os processos das comunidades são fortemente vinculados ao seres abióticos (BEGON; TOWNSEND; HARPER, 2007).
Todos os seres vivos necessitam de energia para crescerem, se locomover e se manterem vivos. Essa energia é obtida por meio da alimentação realizada por eles (BRAGA et al., 2005). Dentro dos ecossistemas, a transformação de energia mais fundamental é a conversão da energia da luz em energia química, realizada pelo processo de fotossíntese dos seres autotróficos, essa energia utilizada para seu próprio metabolismo, atividade, crescimento e reprodução (RICKLEFS, 2010). Por sua vez, os seres heterotróficos são incapazes de produzir seu próprio alimento, e necessitam buscar energia para sua sobrevivência se alimentando de suas presas. Dentro do grupo dos heterotróficos, existem ainda os decompositores, estes não ingerem comida como os herbívoros (que se alimentam dos produtores) e os carnívoros (que se alimentam de herbívoros e outros carnívoros). Os decompositores fazem a absorção da matéria orgânica morta para sua nutrição, durante esse processo de absorção, parte da matéria orgânica é devolvida ao meio na forma de compostos inorgânicos, os quais são utilizados pelos seres produtores para síntese de mais alimentos (BRAGA et al., 2005).
Se lermos com atenção o parágrafo anterior, ele explica resumidamente como ocorre o fluxo energético dentro dos diversos níveis tróficos existentes na cadeia alimentar. Porém, nesse processo parte da energia vai se perdendo na forma de calor, assim a cada passo a energia vai se reduzindo até se tornar inaproveitável.
Figura 1.4 - Transferência e perda de energia nos ecossistemas
Fonte: lukaves / 123RF.
Ao observarmos a Figura 1.4, pudemos notar que a energia é perdida na forma de calor a cada transferência de alimento, de acordo com Odum e Barret (2007) essa “perda” de energia está em uma ordem de 80 a 90%. Para uma melhor compreensão sobre essa energia gasta é necessário analisar o consumo de energia de cada organismo.
Cadeias, Teias Alimentares e Níveis Tróficos
A cadeia alimentar pode ser definida como o caminho pelo qual a energia segue dentro do ecossistema, iniciando pela produção de alimento pelo vegetal, e passando pelos animais que se alimentam desse vegetal e são consumidos por outros animais.
As cadeias alimentares podem ser divididas em dois tipos, dependendo da forma como se iniciam: as que se iniciam pelos vegetais vivos, passam pelos herbívoros e carnívoros, e as que se iniciam pelos detritos vegetais e animais e passam pelos detritívoros (decompositores) (BRAGA et al., 2005).
A figura a seguir apresenta um exemplo de cadeia alimentar dentro de um ecossistema aquático:
Figura 1.5 - Cadeia alimentar
Fonte: lukaves / 123RF.
Como podemos observar na Figura 1.5 a energia passa por muitos níveis dentro da cadeia alimentar. Ricklefs (2010) descreve que essa energia é perdida com a transferência, devido ao trabalho executado em cada nível. Assim que a energia solar entra no ecossistema apenas parte dessa energia é absorvida pelas plantas, e utilizada na fotossíntese para produzir seu alimento, os herbívoros ao se alimentarem das plantas, coletam ainda menos daquela energia, uma vez que as plantas usam parte do que assimilam para se manter vivas, o mesmo pode ser dito para os carnívoros que consomem os herbívoros, e assim sucessivamente até o mais alto nível da cadeia alimentar.
Denomina-se nível trófico para cada nível de uma cadeia alimentar, segundo a ordem de fluxo de energia. Os seres autotróficos, capazes de sintetizar seu próprio alimento, são denominados produtores, os herbívoros que se alimentam dos produtores são denominados de consumidores primários, os que se alimentam dos herbívoros são denominados consumidores secundários, e assim por diante. Por fim, quando os produtores e consumidores morrem, servem como fonte de nutrientes para os fungos e bactérias, capazes de decompor essa matéria orgânica, esses são denominados decompositores. Os seres decompositores são de fundamental importância, pois eles são os responsáveis por devolver ao ambiente, átomos que fizeram parte da matéria orgânica, colocando em prática o ciclo dos nutrientes.
O Quadro 1.2, a seguir, apresenta de forma resumida o que foi discutido a respeito dos níveis tróficos dentro da cadeia alimentar:
	Nível trófico
	Fonte de energia
	Exemplos
	Fotossintetizantes (produtores)
	Energia solar
	Plantas, bactérias e protistas fotossintetizantes
	Herbívoros (consumidores primários)
	Tecidos dos produtores
	Cupins, gafanhotos, anchovas, veados e gansos
	Carnívoros primários, (consumidores secundários)
	Herbívoros
	Aranhas, mariquitas, lobos e copépodos
	Carnívoros secundários (consumidores terciários)
	Carnívoros primários
	Atuns, falcões e orcas
	Onívoros
	Vários níveis tróficos
	Homens, gambás, caranguejos e tordos
	Detritívoros (decompositores)
	Cadáveres e excretas de outros seres vivos
	Fungos,bactérias, urubus e minhocas
Quadro 1.2 - Principais níveis tróficos da cadeia alimentar
Fonte: Sadava et al. (2009, p. 818).
É importante destacar que dentro de um ecossistema, um organismo pode fazer parte de mais de uma cadeia alimentar e estar presente em diferentes níveis tróficos, a exemplo dos onívoros, que podem consumir tanto vegetais como animais, podendo, assim, serem consumidores primários em uma cadeia alimentar e secundários em outra, outro exemplo seria um predador que se alimenta de diversos tipos de presa. Esse conjunto de relações alimentares dentro do ecossistema nomeia-se teias alimentares, conforme ilustra a figura a seguir:
Figura 1.6 - Teias alimentares
Fonte: Baurzhan Moldabekov / 123RF.
As teias alimentares aumentam as relações entre os organismos do ecossistema, aumentando as opções de alimentos aos mesmos e vantagens como um maior equilíbrio do ecossistema.
Conceito de Entropia aplicado à Ecologia
Ao analisarmos a segunda lei da termodinâmica, podemos perceber que a mesma expressa de forma concisa que qualquer sistema isolado termodinamicamente tende a obter uma quantidade de entropia cada vez maior com o tempo, até que um valor máximo seja alcançado. Porém, se esse sistema fechado começa a ter interação de suas partes, a energia tende-se a dividir-se, até que um equilíbrio térmico seja estabelecido.
A biosfera, os ecossistemas e os organismos possuem a característica termodinâmica essencial que os torna capaz de manter um grau de ordem interior elevado, ou também podemos dizer, uma condição de baixa entropia (ODUM, 2004).
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A termodinâmica interpreta a entropia como uma medida da irreversibilidade dos processos físicos (BORGES, 1999). Leia mais no artigo “Irreversibilidade, desordem e incerteza: três visões da generalização do conceito de entropia”.
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De acordo com a primeira lei da termodinâmica, a soma total de energia nos ecossistemas, cessadas as fontes de entrada e saída, é constante. Por sua vez, como vimos anteriormente e de acordo com a segunda lei da termodinâmica, a energia utilizável dentro do ecossistema vai se perdendo e se reduzindo, após cada transformação. Essa parte perdida se torna inaproveitável, na forma de calor, e tende a um estado de equilíbrio com máxima entropia, portanto, desorganizado. Assim para manter um ecossistema organizado, as fontes externas devem manter um fluxo constante e sem interrupção de energia (BRAGA et al., 2005).
Dinâmica de Autorregulação dos Ecossistemas
Como visto anteriormente, os ecossistemas são compostos dos elementos abióticos (ar, água, solo, matéria inorgânica), e os elementos bióticos (seres vivos). A interação de todos esses elementos ocorre de forma equilibrada, pela reciclagem da matéria e pelo uso eficiente da energia solar (BRAGA et al., 2005).
Todos os ecossistemas têm a tendência em encontrar um estado de equilíbrio dinâmico ou homeostase por meio de mecanismo de autorregulação, que funciona a qualquer mudança ocorrida (BRAGA et al., 2005). Os mecanismos de controle que funcionam em nível de ecossistemas são aqueles que regulam o armazenamento e a utilização de nutrientes assim como a produção e decomposição das substâncias (RICKLEFS, 2010).
Os sistemas de autorregulação entram em ação assim que ocorre uma mudança no comportamento do ecossistema, e desempenham a sua função de manter o equilíbrio do meio. Geralmente, esses mecanismos são efetivos apenas para modificações naturais, ou seja, caso ocorra algum tipo de modificação artificial (provocada pelo homem) de forma contínua e profunda, esses mecanismos não conseguem intervir e ocorre um impacto ecológico no meio (BRAGA et al., 2005).
Um exemplo desses mecanismos é o processo de resiliência de uma floresta que sofreu um pequeno incêndio devido a uma descarga elétrica da atmosfera, e conseguiu recuperar a sua vegetação nativa.
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Como vimos durante a nossa aula, a cadeia alimentar apresenta alguns níveis tróficos conforme o fluxo de energia vai passando pelos organismos vivos que a compõem. Assinale o nível trófico ocupado pelos seres herbívoros dentro da cadeia alimentar.
Parte superior do formulário
a) Produtor.
b) Consumidor primário.
c) Consumidor secundário.
d) Consumidor terciário.
e) Detritívoros.
Parte inferior do formulário
Sucessão, Fragmentação de Ecossistemas e Restauração Ecológica
Nesta aula, iremos aprender como ocorrem e o que são a sucessão ecológica, a fragmentação dos ecossistemas, e seus processos de restauração ecológica.
Sucessão Ecológica
A sucessão ecológica pode ser descrita como o desenvolvimento do ecossistema desde sua fase inicial até que ele atinja o equilíbrio. E como já era de se esperar, o ecossistema passa por um processo que envolve alterações de suas características conforme ele vai se desenvolvendo, como o aumento da composição das espécies com o tempo, e consequentemente aumento de sua diversidade.
O aumento dessa diversidade também levará à formação de cadeias alimentares mais longas, e nichos ecológicos mais especializados. Nesse contexto, a sucessão ecológica pode ser definida em termos dos 3 parâmetros seguintes (RICKLEFS, 2010):
· É um processo ordenado de desenvolvimento da comunidade que envolve alterações na estrutura específica e nos processos da comunidade com o tempo;
· Resulta da modificação do ambiente físico pela comunidade, embora o ambiente físico determine o padrão e o ritmo da modificação;
· Culmina em um ecossistema estabilizado, no qual são mantidos, por unidade de corrente de energia disponível, a máxima biomassa, e a função simbiótica entre organismos.
Durante o processo de sucessão ecológica, as comunidades vão substituindo umas às outras, a primeira comunidade que se instala é chamada de comunidade pioneira, enquanto que a última é chamada de comunidade clímax. A sucessão ecológica pode ser dividida em dois tipos: quando iniciada em uma área nunca habitada (sucessão primária), quando iniciada em uma área anteriormente habitada (sucessão secundária). Se observarmos a Figura 1.7, podemos visualizar mais claramente o processo de sucessão ecológica e suas comunidades com o passar do tempo.
Figura 1.7 - Sucessão ecológica e suas fases com o passar do tempo
Fonte: Sucessão ecológica (2014, on-line).
O processo de sucessão ecológica dos ecossistemas leva a um crescente desenvolvimento das relações entre os seres bióticos e desses com os abióticos, à medida que se aproxima do clímax (estado de equilíbrio) os ciclos de vida desses organismos tendem a se tornar mais longos. Além disso, com o desenvolvimento da vegetação as condições climáticas próximas ao solo vão sendo modificadas, podendo favorecer as novas comunidades e desfavorecer as já existentes (BRAGA et al., 2005).
reflita
Reflita
Você consegue imaginar que tipo de relações os seres vivos presentes em um ecossistema podem desenvolver em um processo de sucessão ecológica? Será que essas relações ocorrem apenas com indivíduos da mesma espécie?
Fragmentação de Ecossistemas
A fragmentação é o processo de separar um todo em partes, portanto devemos iniciar analisando o conceito de fragmentação de ecossistemas como sendo a divisão em partes de uma dada unidade do meio ambiente (RAMBALDI; OLIVEIRA, 2003).
Assim, se considerarmos a fragmentação uma alteração de habitats, isso o torna negativo para um grande número de espécies que a ele pertencem. Como dito anteriormente esse processo de fragmentação pode ter origem natural ou antrópica. Quando nos referimos a ações antrópicas, não fica difícil imaginar um exemplo, como a derrubada de uma área florestal para produção agrícola, nesse caso um ecossistema está sendo fragmentado, ou seja, separado, e uma diversidade de espécies vegetais e animais irão ser atingidos de forma significativa por essa ação. Mas como um fenômeno natural poderia causar uma fragmentação do ecossistema? Segundo Rambaldi e Oliveira (2003), alguns processos e fatores que produzem fragmentos naturais são:
· Flutuações climáticas, que podem causar expansão ou retração de certos tiposde vegetação;
· Heterogeneidade de solos, com certos tipos de vegetação restritos a tipos específicos de solo como: matas calcárias;
· Topografia, que pode formar ilhas de tipos específicos de vegetação em locais elevados, como os brejos de altitude no nordeste do Brasil;
· Processos de sedimentação e hidrodinâmica em rios e no mar;
· Processos hidrogeológicos que produzem áreas temporariamente ou permanentemente alagadas, onde ocorrem tipos particulares de vegetação.
Ao analisarmos a fragmentação de um habitat, o primeiro efeito a ser notado é uma redução da área total, causando uma redução na riqueza das espécies. Porém, se analisarmos os efeitos da fragmentação podemos encontrar efeitos positivos e negativos sobre a biodiversidade. Se algumas presas se dispersarem rapidamente para fragmentos desocupados, conseguirão escapar de seus predadores e evitarem ser extintas através da paisagem. Porém de forma análoga o processo pode aumentar a competição de duas espécies. Levando-se todos os fatores em conta, a perda da área dos habitats causa um declínio na riqueza da biodiversidade (RICKLEFS, 2010).
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Vamos Praticar
A sucessão ecológica pode ser descrita como o desenvolvimento do ecossistema desde sua fase inicial até que ele atinja o equilíbrio, também conhecida como clímax. A respeito desse assunto, assinale a alternativa correta.
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a) A sucessão ecológica é um processo desordenado de desenvolvimento da comunidade que envolve alterações na estrutura específica e nos processos da comunidade com o tempo.
b) A sucessão ecológica resulta da modificação do ambiente físico pela comunidade, embora o ambiente físico determine o padrão e o ritmo da modificação.
c) À medida que o ecossistema se aproxima do clímax, o ciclo de vida dos organismos tende a se tornar mais curto.
d) O desenvolvimento das vegetações próximas ao solo não altera na vida das comunidades.
e) O aumento da biodiversidade ao longo da sucessão ecológica não interfere nas cadeias alimentares existentes.
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indicações
Material Complementar
LIVRO
A economia da natureza
Robert E. Ricklefs
Editora: Guanabara Koogan
ISBN: 978-85-277-1677-2
Comentário: o livro segue três princípios para a condução dos estudos: primeiramente, por meio de uma sólida base em história natural, trazendo conceitos da vida e do meio ambiente; em segundo lugar, pela apreciação do organismo como unidade fundamental da ecologia, passando pelas populações, comunidades e ecossistemas; por fim, o livro fornece algumas aplicações ecológicas.
FILME
A última hora
Ano: 2007
‍Comentário: o documentário mostra como a Terra chegou nesse ponto: de que forma o ecossistema tem sido destruído e, principalmente, o que é possível fazer para reverter esse quadro. Entrevistas com mais de 50 renomados cientistas, pensadores e líderes ajudam a esclarecer essas importantes questões e a indicar as alternativas ainda possíveis.
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conclusão
Conclusão
Caro(a) aluno(a), nesta unidade, pudemos entender melhor a ciência ecológica, aprendendo sua história, desde os primeiros registros na Grécia antiga, e como ocorre a divisão e hierarquia dos níveis de organização ecológica. Dentro desses níveis, estudamos mais a fundo os ecossistemas, e concluímos que todos os componentes pertencentes a um ecossistema interagem entre si, desde os bióticos, pelos quais formam cadeias e teias alimentares, onde participam os seres autotróficos, heterotróficos e decompositores, e que esses seres também participam do fluxo de energia e ciclo de materiais existentes dentro do ecossistema. Vimos, também, a sucessão ecológica dos ecossistemas, e que todo ecossistema tende a atingir o seu estado de clímax, quando ele alcança o equilíbrio e o ciclo de vida dos organismos tende a se tornar mais longo. Esperamos que o material tenha fornecido-lhe o entendimento da importância da ecologia no contexto disciplinar e na sua vida profissional.