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Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo Rosângela Gondim A Vida no Ambiente Como funciona o planeta Terra? Autores aula 01 D I S C I P L I N A Aula 01 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida sem a autorização expressa da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Divisão de Serviços Técnicos Catalogação da publicação na Fonte. Biblioteca Central Zila Mamede – UFRN Coordenadora da Produção dos Materiais Vera Lucia do Amaral Coordenador de Edição Ary Sergio Braga Olinisky Projeto Gráfi co Ivana Lima Revisores de Estrutura e Linguagem Eugenio Tavares Borges Janio Gustavo Barbosa Thalyta Mabel Nobre Barbosa Revisora das Normas da ABNT Verônica Pinheiro da Silva Revisores de Língua Portuguesa Flávia Angélica de Amorim Andrade Janaina Tomaz Capistrano Kaline Sampaio de Araújo Samuel Anderson de Oliveira Lima Revisoras Tipográfi cas Adriana Rodrigues Gomes Margareth Pereira Dias Nouraide Queiroz Arte e Ilustração Adauto Harley Carolina Costa Heinkel Hugenin Leonardo Feitoza Diagramadores Ivana Lima Johann Jean Evangelista de Melo José Antonio Bezerra Junior Mariana Araújo de Brito Adaptação para Módulo Matemático Joacy Guilherme de A. F. Filho Governo Federal Presidente da República Luiz Inácio Lula da Silva Ministro da Educação Fernando Haddad Secretário de Educação a Distância Carlos Eduardo Bielschowsky Reitor José Ivonildo do Rêgo Vice-Reitora Ângela Maria Paiva Cruz Secretária de Educação a Distância Vera Lucia do Amaral Secretaria de Educação a Distância (SEDIS) Araújo, Magnólia Florêncio de. A vida no ambiente / Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo, Rosângela Gondim. – Natal, RN : EDUFRN, 2010. 105 p. ISBN 978-85-7273-605-3 1. Cadeias alimentares. 2. Ecossistemas brasileiros. 3. Ambientes terrestres. I. Gondim, Rosângela. II. Título. CDD 574.5 RN/UF/BCZM 22/2010 CDU 574.4 Aula 01 A Vida no Ambiente 1 Apresentação E sta disciplina trata de uma área de fundamental importância nas Ciências da Vida. O estudo da ecologia proporciona o adequado embasamento teórico necessário para um amplo entendimento das relações que ocorrem entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem, lembrando que o homem e suas ações estão incluídos nesse contexto. Vivemos em um planeta que faz parte de um gigantesco sistema no Universo. Esse nosso lar nos fornece tudo o que precisamos para viver. E tem sido assim durante muito tempo. A ecologia está ligada a muitas áreas do conhecimento, dentre elas a economia. A produção de bens de consumo cada vez mais caros e sofi sticados esbarra na natureza do planeta, pois não pode haver uma produção ilimitada desses bens de consumo na biosfera fi nita e limitada. Hoje, o homem dispõe de tanta tecnologia que tem em suas mãos o poder de mudar o planeta. Podemos alterar substancialmente o clima e a estrutura da Terra. A compreensão atual de que ela funciona como um todo integrado é fundamental para a garantia de um ambiente saudável para as gerações futuras de todos os seres vivos. Nesta aula, iremos trabalhar o conceito de sistema, tentando aplicá-lo ao nosso planeta e compreenderemos como o Sol, a Água e o Ar contribuem para a manutenção da vida. Objetivos Conhecer a Terra como um planeta que funciona como sistemas integrados. Estabelecer as relações existentes entre o Sol, a Água e o Ar, compreendendo como a integração desses fatores colabora para a vida no planeta. 1 2 Aula 01 A Vida no Ambiente 2 Pensando em sistemas O termo sistema se refere a “combinação de partes coordenadas para compor um todo”; “conjunto de elementos relacionados entre si de modo coerente”; “conjunto de procedimentos, de práticas organizadas, destinadas a assegurar uma função defi nida” (Dicionário da Língua Portuguesa Larousse Cultural), entre tantas outras defi nições. É muito interessante imaginar e refl etir sobre os diversos sistemas que existem. Pode ser um bairro, uma cidade, um estado ou um país. Atividade 1 Analise as fi guras a seguir e discuta nas linhas que seguem se elas poderiam representar um sistema e por quê. Aula 01 A Vida no Ambiente Atividade 2 3 Todo sistema é formado por partes ou elementos que formam um todo. Normalmente ele está dividido em outros subsistemas e faz parte de um sistema maior, tendo um tipo de funcionamento característico. Essa idéia de “todo” é muito importante para compreendermos o funcionamento do planeta e para nos darmos conta de que estamos envolvidos por inúmeros outros sistemas. A partir do conceito de sistemas já discutido, pense em você mesmo como sendo um deles dentro do planeta Terra. Com base nas defi nições apresentadas anteriormente ou encontradas em novas pesquisas, explique por que você poderia se encaixar nesse conceito. Aula 01 A Vida no Ambiente Atividade 3 4 Na atividade 2, você deve ter conseguido perceber-se como parte de um todo que forma um sistema. Agora, pense em outros possíveis sistemas (pelo menos dois) que participam da composição do “seu” sistema e procure descrevê-los. O sistema corpo humano Como dissemos anteriormente, os sistemas são formados de outros sistemas. Então, se podemos considerar que somos um sistema, possuímos vários outros sistemas compondo o nosso corpo, todos funcionalmente relacionados entre si. Pensando no corpo humano como um sistema complexo, vejamos agora como o seu funcionamento fi nal está relacionado às atividades de vários subsistemas. Aula 01 A Vida no Ambiente Sistema digestório O sistema digestório é responsável pela digestão dos alimentos e é formado por uma série de órgãos: boca (com língua e dentes, estes com a função de triturar os alimentos para facilitar a sua posterior digestão), faringe, esôfago, estômago e intestino. Tem ainda glândulas anexas (as salivares, o fígado e o pâncreas) que auxiliam na transformação dos alimentos. Queimado A “queima” dos alimentos se refere ao processo de digestão realizado pelo sistema digestório, um conjunto de transformações que o alimento sofre no seu interior. Sistema respiratório Através do sistema respiratório o organismo humano realiza as trocas gasosas, eliminando o gás carbônico e absorvendo o oxigênio. Esse processo envolve estruturas como as narinas, a faringe, a laringe, a traqueia, os brônquios e os alvéolos pulmonares. Sistema urinário O sistema urinário tem estruturas como ureteres, bexiga e uretra que funcionam como um conjunto de canais condutores da urina, pois não a modifi cam ao longo do trato urinário, mas conduzem e armazenam a urina do rim para o meio externo. 5 Os alimentos, no modo como são originalmente ingeridos, não conseguem chegar às células, que são muito pequenas, de maneira que precisam passar por várias transformações antes de alcançá-las. É o sistema digestório que tem a função de transformar os alimentos, dissolvendo-os, para que eles possam ser consumidos por cada célula do organismo. Mas quem tem as propriedades para a distribuição desse alimento dissolvido é o sangue. Figura 1 – Sistema digestório O alimento, agora uma espécie de combustível, tem que ser queimado para ter sua energia extraída, sendo necessária, para isso, a participação do oxigênio. Então, outro sistema entra em ação: o sistema respiratório, responsável por capturar esse gás do ambiente externo e levá-lo ao sangue, que também o conduz a cada uma das células. Figura 2 – Sistema respiratório No processo de produção de energia e em outros processos que acontecem dentro do corpo, algumas substâncias indesejadas são formadas, gerando “restos” que precisam ser eliminados. O sistema urinário é uma das vias de excreção dessas substâncias, além do próprio sistema digestório, que elimina as partes não utilizadas do alimento em forma de fezes. Aula 01 A Vida no Ambiente F o n te : < h tt p ://w w w .a u la d ea n at o m ia .c o m /u ri n ar io /s is te m au ri n ar io .h tm > . A ce ss o e m : 2 8 a b r. 2 0 0 9 . Atividade 4 6 Figura 3 – Sistema urinário Assim, fi ca fácil “enxergar” como o nosso corpo não conseguiria funcionar se não fosse a participação integrada desses vários sistemas. As interações que acontecem no corpo humano é uma forma simples de exemplifi car como os sistemas são interdependentes, funcionando ordenada e conjuntamente com uma fi nalidade bem defi nida. Observe que, se retirarmos algum dos subsistemas, o todo não funciona! Exercite pensando a continuidade do processo de digestão dos alimentos, mostrado anteriormente, no sistema corpo humano. Nesse sentido, responda: a) será que há um controle sobre a digestão dos alimentos? Como seria feito esse controle? Aula 01 A Vida no Ambiente 7 b) que sistemas protegem os órgãos envolvidos em todo esse processo? Um computador é um sistema? Vamos pensar agora em um computador como um sistema. Ele é composto por diversas partes como o monitor, o teclado, a memória, o disco rígido, as caixas de som, os drivers, os softwares, a placa mãe, dentre outros componentes. Isoladamente, seria possível que cada uma dessas partes alcançasse os objetivos do computador como um todo? Aula 01 A Vida no Ambiente Atividade 5 8 Na realidade, só quando todas as partes estão reunidas, você consegue digitar textos, organizar gráfi cos, formatar fi guras e tantas outras funções interessantes e importantes realizadas pelo computador. Sem o teclado torna-se difícil escrever no computador. Sem o monitor não podemos ver o que está sendo escrito. Então, cada parte é diferente, mas o conjunto cumpre uma função específi ca. A Terra como um sistema A gora que você já compreendeu o que é um sistema e que somos e estamos envoltos por eles, podemos falar de como a Terra também funciona como um sistema. Nesse processo, é necessário analisar as condições constitucionais da Terra, permitindo que ela seja considerada uma casa para os seres que aqui vivem. Você já pensou sobre por que conseguimos viver na Terra? Que condições ela oferece que proporciona a vida? Escreva, no espaço a seguir, o que você pensa sobre isso. Aula 01 A Vida no Ambiente Para onde vai toda a energia do Sol? 9 As condições fundamentais para que existam seres vivos na superfície da Terra são a luz do Sol, o Ar, a Água e uma temperatura adequada para que esta permaneça no estado líquido. Essencialmente, toda a matéria existente na Terra é a mesma desde a sua formação. Sabemos que a matéria não é criada nem perdida. Ela é transformada pelos diversos processos de reciclagem que ocorrem na superfície do planeta. É extremamente importante que compreendamos como essa matéria circula no planeta, pois o homem interfere de maneira preocupante nesses processos. Veremos isso em aulas posteriores. Vamos agora compreender melhor os processos naturais que movem a energia no planeta, ou seja, como o Sol, a atmosfera e a Água conduzem a vida na Terra. A energia vital está no Sol Você se surpreenderia se disséssemos que parte da energia solar que atinge a Terra está formando a estrutura dos seres vivos, inclusive a sua? Não é interessante que nunca pensamos sobre o fato de sermos formados de energia solar, em última instância? A energia do corpo de qualquer ser vivo provém do Sol. Os mesmos raios solares que iluminam os nossos dias fornecem energia aos nossos corpos. De fato, grande parte da energia emitida pelo Sol é refl etida pelas nuvens e pelo pó da atmosfera, não alcançando, assim, a superfície terrestre. Parte da energia solar que chega à Terra é devolvida à atmosfera na forma de calor ou é gasta na evaporação da água. Outra parte ainda é absorvida pelo solo e consumida durante a fotossíntese (Figura 4). Através desse processo, plantas e algas unicelulares transferem a energia solar para todos os seres vivos. Aula 01 A Vida no Ambiente FOTOSSÍNTESE gás carbônico + água + sais minerais glicose + gás oxigênio energia solar clorofila água + sais minerais gás carbônico energia solar clorofila glicose + gás oxigênio 10 Quando um animal herbívoro se alimenta de vegetais, ele obtém os nutrientes que foram formados pelas plantas a partir da energia do Sol. Quando esses animais são consumidos por carnívoros, sua matéria é convertida em estruturas daqueles que, assim, também recebem a energia que as plantas absorveram do Sol, através da carne dos herbívoros. Por isso, podemos dizer que somos movidos à energia solar. Toda a energia que consumimos e a nossa própria constituição tem origem, ainda que indiretamente, no Sol. F o n te : < h tt p :/ /w w w 2 .u o l. co m .b r/ ec o ki d s/ ec o ss is t/ 5 1 fo to ss .h tm > . A ce ss o e m : 2 8 a b r. 2 0 0 9 . Figura 4 – Esquema básico da fotossíntese A vida também é proporcionada pelo Ar A atmosfera é a camada de gases que envolve a Terra e tem uma participação fundamental para a manutenção da vida. Essa camada impede que toda a energia emitida pelo Sol atinja a superfície terrestre, mas também impede que a energia que consegue chegar à Terra seja totalmente perdida. A atmosfera tem assim seu primeiro grande papel para o planeta: se o calor absorvido por ele se perdesse, o planeta seria muito frio e não haveria possibilidade de vida. Na atmosfera, o gás carbônico e as moléculas de água absorvem o calor impedindo que ele escape do planeta. A atmosfera forma uma espécie de barreira que aprisiona e mantém o planeta aquecido pelo calor do Sol. Além disso, os ventos, que são formados pela movimentação do ar, participam das mudanças de temperatura da água e das correntes marinhas, fenômenos importantes para a manutenção da vida no nosso planeta. Aula 01 A Vida no Ambiente 11 Figura 5 – Efeito estufa natural O planeta fl ui na Água A importância da Água no planeta é visível. A ação dos ventos sobre os oceanos e a rotação da Terra faz com que ela circule no planeta. Além disso, águas quentes movem-se sobre águas frias fazendo com que uma enorme quantidade dela esteja em constante deslocamento. Assim, a água muda continuamente de lugar, formando um ciclo. É admissível dizer que a quantidade total desse composto existente na Terra se mantém constante ao longo do tempo. A Água está distribuída nos oceanos, nos continentes e na atmosfera, por onde circula continuamente. Pode defi nir-se ciclo hidrológico como a sequência fechada de fenômenos pelos quais a Água passa do globo terrestre para a atmosfera, na fase de vapor, e regressa àquele, nas fases líquida e sólida. A transferência de água da superfície do Globo para a atmosfera, sob a forma de vapor, dá-se por evaporação direta, por transpiração das plantas e dos animais e por sublimação, que é a passagem direta da Água da fase sólida para a de vapor. As ações simultâneas do calor do Sol e do vento promovem uma constante evaporação, a partir da superfície dos ambientes aquáticos (rios, mares, lagos etc). Esse vapor só se torna visível quando se condensa. O vapor de Água se eleva na atmosfera, principalmente nos dias quentes. Quando encontra camadas mais frias do Ar, ele se condensa em gotículas de Água muito leves. Com a elevação do resfriamento, essas gotinhas se agrupam, aumentam de volume e, quando estão muito pesadas, precipitam-se em forma de chuva. Ao voltar à superfície, a Água escorre de volta para os cursos de Água ou nos lençóis freáticos (rios subterrâneos), alimentando os rios, mares, oceanos, completando assim o ciclo. F o n te : < h tt p :/ /e d u ca r. sc .u sp .b r/ lic en ci at u ra /2 0 0 3 /e e/ m ai n 1 0 .g if > . A ce ss o e m : 2 8 a b r. 2 0 0 9 . Aula 01 A Vida no Ambiente Atividade 6 12 Figura 6 – O ciclo da Água Os processos hidrológicos, atmosféricos e a energia solar juntos, dão suporte ao funcionamentodo planeta. O Sol é a fonte da energia térmica necessária para a passagem da Água das fases líquida e sólida para a fase do vapor. Também origina as circulações atmosféricas que transportam vapor de Água e deslocam as nuvens. O ciclo da Água é uma atividade essencial do ambiente. Ele dá forma à crosta terrestre devido à erosão e ao transporte e deposição de sedimentos por via aquática. De que maneira você imagina que os fenômenos hidrológicos, atmosféricos e a energia do Sol podem atuar sobre os vegetais e todos os outros seres vivos no planeta? Aula 01 A Vida no Ambiente 70% Resumo 13 Como os seres vivos se integram à natureza? A manifestação da vida no nosso planeta só é possível a partir da sua integração ao ambiente natural. O mesmo Sol que ilumina o planeta fazendo evaporar as águas dos oceanos, transformando-as em chuva, fornece a energia necessária à vida. O oxigênio usado na respiração, possibilitando a produção energética pelas células, está no mesmo Ar que movimenta as águas e transforma os solos. A Água presente nos rios e mares é a mesma existente nas células de cada ser vivo. Curiosamente, a quantidade que compõe o planeta (3/4) é a mesma que forma o corpo humano. Todo o planeta está, assim, realmente integrado de uma forma inegável. Nesta aula, você aprendeu que o planeta Terra se comporta como um sistema integrado, a partir de subsistemas menores. Essa integração é promovida a partir das ações iniciais dos raios solares, do ciclo hidrológico e da atmosfera. Eles fornecem as condições fundamentais para que existam seres vivos na superfície da Terra. Vimos que a formação de alimentos só é possível a partir da luz do Sol que promove a fotossíntese. O Ar, além de conter o oxigênio indispensável à respiração, participa de processos importantes no planeta. A Água, através do seu ciclo constante, se estabelece como o elemento fundamental para a vida. Aula 01 A Vida no Ambiente 14 Autoavaliação Procure interpretar o trecho da letra da música a seguir e redija um texto sobre a importância do Sol para a vida na Terra. O dia que o sol declarou seu amor pela terra Jorge Ben Jor Eu sou o sol Sou eu que brilho Pra você meu amor Eu sou o sol Eu sou o astro rei A maravilha cósmica Que Deus fez Por isso eu lhe dou De presente Todo o meu calor 1 Aula 01 A Vida no Ambiente 15 Estabeleça as relações existentes entre a Água, o Sol e a atmosfera, justifi cando como essa conexão promove a vida na Terra.2 Referências ALLEY, Richard B. Mudança climática brusca. Revista Scientifi c American, v. 31, p. 40 - 47, dez. 2004. GRANDE ENCICLOPÉDIA LAROUSSE CULTURAL. São Paulo: Nova Cultural, 1998. HARA, M. A água e os seres vivos. São Paulo: Scipione, 1990. HICKMAN, C. P. Princípios integrados de zoologia. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. JOR, Jorge Bem. O dia em que o saol declarou seu amor pela terra. In: JOR, Jorge Em. Bem- vinda amizade. Rio de Janeiro: Som Livre, 1981. Faixa 1. RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. SUSSMAN, A. Guia para o planeta Terra: para terráqueos de 12 a 120 anos. São Paulo: Cultrix, 2000. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP. Programa Educar. Efeito estufa. Disponível em:<http:// educar.sc.usp.br/>. Acesso em: 20 jul. 2006. Aula 01 A Vida no Ambiente 16 Anotações EMENTA > Magnólia Fernandes Florêncio de Araújo > Rosângela Godim A Terra como um sistema. A energia nos ecossistemas. Cadeias alimentares e interrelações entre os seres vivos. Ciclos da matéria e fl uxo da energia. Ecossistemas brasileiros. Ambientes de água doce. Ambientes marinhos. Ambientes terrestres. A Vida no Ambiente – FÍSICA AUTORES AULAS 01 Como funciona o planeta Terra? 02 Conceitos básicos em ecologia 03 Fluxo de matéria e energia nos ecossistemas: cadeias e teias alimentares 04 Relações entre os organismos 05 Como o carbono e o nitrogênio circulam na natureza? 06 Como o fósforo e o enxofre circulam no ambiente? 07 Os ciclos da água e do oxigênio na Natureza 08 Ecossistemas aquáticos: águas continentais 09 Ecossistemas marinhos e costeiros do Nordeste brasileiro 10 Ecossistemas terrestres 11 12
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