Ecologia I

Prévia do material em texto

Ecologia I
Fluxo de energia
Sabemos que o Sol é fundamental para a existência de vida na Terra. Os organismos fotossintetizantes existentes captam cerca de 2% de toda a energia solar que chega ao planeta. Eles utilizam essa energia para produzir substâncias orgânicas através do processo de fotossíntese, e a energia fica armazenada na forma de energia potencial química. Parte dessas substâncias orgânicas produzidas é utilizada por esses seres para a realização do processo de respiração e a outra parte fica armazenada.
Quando um consumidor primário alimenta-se dos seres fotossintetizantes, a energia potencial química armazenada nos compostos orgânicos é transferida para ele. Ao servirem de alimento para outro organismo, os consumidores primários transferem sua energia para esse consumidor secundário e assim por diante.
Podemos perceber que a energia é passada para cada organismo da cadeia alimentar de forma unidirecional, seguindo sempre o sentido produtor → decompositor. É importante frisar que, a cada nível trófico, menos energia é passada.
A energia pode ser representada através das chamadas pirâmides ecológicas. Uma pirâmide de energia mostra a quantidade de energia química potencial que está disponível em cada um dos níveis tróficos de uma cadeia alimentar. A base da pirâmide sempre é representada pelos organismos produtores seguidos dos consumidores. Esse tipo de pirâmide, assim como os outros, não demonstram os decompositores de um ecossistema.
Níveis tróficos
1° Nível → Autótrofos, os produtores. 
Podem ser fotossintetizantes ou quimiossintetizantes
2° Nível → Herbívoros e onívoros, os consumidores primários. 
Se alimentam dos produtores. 
3° Nível→ Onívoros e carnívoros, os consumidores secundários.
*Os decompositores podem estar em qualquer nível trófico, inclusive se alimentar deles mesmos. São fungos e bactérias. 
Cadeias e teias alimentares
CADEIA: Simples e linear
Cadeia alimentar é uma sequência de seres vivos que se dividem em produtores, consumidores e decompositores. Na sequência alimentar, os seres vivos se alimentam daqueles que os antecedem na cadeia, para depois serem comidos por aqueles que estão a seguir, de acordo com a hierarquia.
	1° nível trófico
	2° nível trófico
	3° nível trófico
	Planta
	Herbívoro
	Carnívoro
Mas isso quase nunca acontece..
TEIA: Teia alimentar é um conjunto de cadeias alimentares interligadas entre si. É também chamada de rede alimentar.
A teia alimentar representa as muitas relações entre os organismos de um ecossistema.
Um ser vivo pode ter 2 classificações ou mais. Carnívoros podem estar no 4° nível trófico.
Pirâmides ecológicas
As pirâmides ecológicas são diagramas pelos quais é possível representar os níveis tróficos de uma cadeia alimentar. Existem três tipos de pirâmides: número, biomassa e energia.
As pirâmides são formadas por retângulos superpostos, sendo cada nível trófico representado por um retângulo, cujas dimensões são equivalentes aos valores apresentados por cada nível. A base da pirâmide representa o nível dos produtores; em seguida, são representados os consumidores. O nível dos decompositores não é representado nas pirâmides ecológicas.
→Pirâmide de números: representa o número de indivíduos presentes na cadeia alimentar. Cada retângulo representa o número de indivíduos de cada nível trófico. A pirâmide de números não leva em consideração o tamanho dos indivíduos ou biomassa, assim, pode ser representada de forma invertida, ou seja, tendo sua base menor que o topo. Isso ocorre quando a quantidade de produtores é menor que a de consumidores.
→ Pirâmide de biomassa: representa a quantidade de biomassa em cada nível medida em um determinado momento. A maioria das pirâmides desse tipo estreita-se em direção ao topo, uma vez que a transferência de biomassa é ineficiente entre os níveis tróficos. No entanto, algumas pirâmides podem apresentar-se invertidas, pois alguns produtores reproduzem-se tão rapidamente quanto são consumidos, assim, no momento da medição, observa-se uma biomassa menor dos produtores em relação aos consumidores.
→ Pirâmide de energia: representa a quantidade de energia, ou a produção líquida, em cada nível trófico. Assim, pode-se observar a quantidade de energia que é perdida em cada transferência na cadeia. Como a medição é feita por unidade de área ou volume e por unidade de tempo, ela pode indicar a produtividade de um ecossistema, assim, não há a representação invertida dessa pirâmide. No entanto, perde-se um pouco de informação porque nela não estão representados os decompositores.
Ciclo biogeoquímicos: Carbono e nitrogênio
Ciclo da água
O ciclo da água, também conhecido como ciclo hidrológico, refere-se ao movimento contínuo que a água faz pelo meio físico e pelos seres vivos do ecossistema, passando através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera.
O ciclo da água ocorre por meio das mudanças dos estados físicos e da movimentação da água pelos seres vivos e pelo meio ambiente. Esse ciclo depende diretamente da energia solar, dos movimentos de rotação da Terra e, até mesmo, da gravidade.
A luz do sol provoca a evaporação da água presente na superfície terrestre. A água, agora em estado gasoso, sobe para camadas mais altas da atmosfera, onde a temperatura é mais baixa. Ao alcançar determinada altitude, essa substância passa do estado de vapor para o líquido (condensação) e forma as nuvens, que são, na realidade, uma grande quantidade de gotículas de água. Em locais frios, essas gotículas podem solidificar-se e dar origem à neve ou ao granizo.
Ao iniciar a chuva, processo também chamado de precipitação, a água começa a retornar para a superfície terrestre e é influenciada diretamente pela gravidade. Nesse momento, ela pode atingir rios, lagos e oceanos, infiltrar-se no solo e nas rochas ou pode ser impedida de voltar à superfície terrestre pela vegetação.
Os seres vivos possuem papel determinante no ciclo da água. Como todos os organismos possuem essa substância em seu corpo, a água também flui pelas cadeias alimentares. Além disso, as raízes das plantas absorvem água, e os animais obtêm essa substância bebendo-a ou retirando-a dos alimentos.
Os animais perdem água por meio de processos como a eliminação de urina e fezes, respiração e transpiração. Já as plantas perdem água por transpiração, processo em que vapor de água é liberado pelos estômatos (estruturas presentes na epiderme vegetal que atuam nas trocas gasosas), e por gutação, processo no qual a água eliminada encontra-se no estado líquido. Além disso, parte da água que fica incorporada nesses seres é eliminada durante o processo de decomposição.
Ciclo do carbono
O carbono é um elemento extremamente importante e encontrado na natureza. Faz parte da composição das moléculas orgânicas; Está presente na atmosfera, na forma de gás carbônico (CO2), o qual apresenta papel importante no efeito estufa; O gás carbônico atmosférico é utilizado por seres fotossintetizantes no processo de fotossíntese. Está em grande parte na hidrosfera.
Ciclo geológico: Pela difusão ocorre a troca de CO2 entre a hidrosfera e a atmosfera até que se obtenha um equilíbrio entre os dois meios. O CO2 presente na atmosfera pode dissolver-se na chuva e produzir uma substância ácida, o H2CO3, que atuará na erosão de rochas silicatadas, liberando, no meio, íons Ca2+ e HCO3-.
Esses íons são utilizados, nos oceanos, por organismos para a construção de suas conchas, que, após a sua morte, acumulam-se no sedimento. Esse material pode migrar para regiões de alta pressão e temperaturas, onde os carbonatos serão parcialmente fundidos. A ação de vulcões liberará o CO2 novamente para a atmosfera.
Ciclo biológico: Os organismos autótrofos fotossintetizantes, por meio do processo de fotossíntese, assimilam o carbono presente na atmosfera, bem como os compostos, principalmente carbonatos, dissolvidos na água, transformando-o em matéria orgânica, que é adquirida pelos demais organismos pela cadeia alimentar. 
Os organismos herbívoros assimilam essa matéria orgânica ingerindo os vegetais.Já os animais carnívoros obtêm-na por meio da digestão dos animais herbívoros. Além dos organismos fotossintetizantes, os organismos quimiossintetizantes (que realizam a quimiossíntese) também utilizam o carbono para a produção de compostos orgânicos. Os principais compostos orgânicos produzidos são os carboidratos.
Após ser assimilado pelos seres vivos, o carbono retorna ao ambiente de diversas formas. Ele é liberado para a atmosfera por meio da respiração, na forma de CO2 ,um dos produtos finais desse processo. O processo de decomposição também tem como um de seus produtos o CO2. Além desses processos biológicos, a ação do homem também é responsável por liberar carbono no ambiente, como veremos mais adiante.
Efeito estufa: O efeito estufa é um fenômeno natural e de extrema importância para a vida na Terra. Parte da energia que o Sol irradia sobre a superfície da Terra é refletida de volta, no entanto, gases presentes na atmosfera, conhecidos como gases de efeito estuda (como o CO2), absorvem parte dessa energia e emitem parte dela de volta à superfície, causando um aumento da temperatura.
Já o aquecimento global, um aumento da temperatura média global ocasionado pela intensificação do efeito estufa, tem suas causas atribuídas às ações antrópicas, em especial ao lançamento de gases de efeito estufa, como o CO2, na atmosfera.
As atividades humanas, como o desmatamento, as queimadas e a utilização de combustíveis fósseis, têm contribuído significativamente para o aumento do CO2 na atmosfera. O aumento de gases de efeito estufa na atmosfera retém ainda mais os raios ultravioleta na atmosfera, o que acaba intensificando o efeito estufa e influenciando diretamente o aquecimento global.
Ciclo do oxigênio
O ciclo do oxigênio permite que o oxigênio circule entre o meio ambiente e os seres vivos. A principal forma de produção de oxigênio é a fotossíntese. Os organismos fotossintetizantes assimilam o gás carbônico para a produção de matéria orgânica e liberam o oxigênio, em sua forma gasosa (O2), no ambiente como um dos produtos desse processo. O oxigênio, presente nas moléculas orgânicas produzidas, é transferido aos demais organismos por meio das cadeias alimentares. 
O oxigênio gasoso da atmosfera (O2) é utilizado por alguns organismos no processo de respiração celular, um processo aeróbio de produção de energia. Nesse processo, o oxigênio liga-se a átomos de hidrogênio, formando água (H20). Parte dessa água é utilizada em reações metabólicas e volta ao ambiente por intermédio dos processos de respiração e decomposição. Outra parte é eliminada pela transpiração e excreção. No final da respiração, também se elimina CO2 (dióxido de carbono). É por essa razão que os ciclos do oxigênio e do carbono estão interligados.
O oxigênio faz parte da constituição da camada de ozônio, uma camada gasosa que protege a Terra retendo parte dos raios ultravioleta emitidos pelo Sol e protegendo os organismos contra seus efeitos nocivos. Na estratosfera, parte do gás oxigênio (O2) é transformada em ozônio (O3) pela ação de alguns comprimentos de onda de raios ultravioleta. Uma reação contrária transforma o ozônio em oxigênio, também por meio da ação de raios ultravioleta, de comprimentos diferentes, o que mantém um equilíbrio na camada.
No entanto, alguns gases lançados na atmosfera, como os clorofluorcarbonos (CFCs), reagem com essa camada, transformando o ozônio em oxigênio, destruindo-a. A destruição da camada de ozônio permite a passagem dos raios ultravioleta, o que pode afetar diversos organismos.
Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é encontrado na forma de N2 na atmosfera e é o principal componente do ar, correspondendo a cerca de 78% de sua composição. Nos componentes vivos, o nitrogênio é fundamental, pois faz parte da constituição de proteínas e ácidos nucleicos. 
Os animais conseguem utilizar o nitrogênio na forma de compostos orgânicos, tais como aminoácidos e proteínas. As plantas e algas, por sua vez, utilizam o nitrogênio na forma de íons nitrato (NO3-) ou íons amônio. O ciclo do nitrogênio assegura que esse elemento interaja com os organismos vivos e com o ambiente físico-químico.
Fixação: O processo de fixação corresponde à retirada de nitrogênio da atmosfera (N2) e à sua transformação em amônia (NH3). Pode ser físico, industrial ou biológico. A fixação física do nitrogênio ocorre quando faíscas elétricas ou relâmpagos entram em contato com o nitrogênio, o que causa a formação de amônia. A fixação industrial é realizada em fábricas. A fixação biológica ou biofixação, por sua vez, é a fixação de nitrogênio por micro-organismos, sendo essa a forma mais comum de fixação. Nesse tipo de fixação, bactérias podem converter o nitrogênio gasoso em amônia (NH3) ou íons amônio (NH4+).
Nitrificação: O processo de nitrificação pode ser dividido em duas etapas: a nitrosação, em que atua a bactéria do gênero Nitrosomonas, e a nitratação, em que atua a bactéria do gênero Nitrobacter. Na nitrosação, a amônia é convertida em nitrito (No2-); na nitratação, os íons nitrito são transformados em nitrato (NO3-). Os compostos inorgânicos de nitrogênio liberados no solo são absorvidos e convertidos pelas plantas, algas e algumas bactérias em compostos orgânicos, que passam a estar disponíveis na cadeia alimentar. Nas plantas, o nitrato ajuda na síntese de aminoácidos e bases nitrogenadas
Desnitrificação: Nessa etapa, bactérias, denominadas desnitrificantes, retiram o nitrogênio de compostos nitrogenados, como nitrito e nitrato, e devolvem-no à atmosfera na forma gasosa.