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Os Biomas Brasileiros Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Profa. Dra. Cintia VIeira da Silva Revisão Textual: Prof. Ms. Claudio Brites Introdução à Ecologia Vegetal • Dinâmica de Comunidades • Sucessão Ecológica • Ecologia de População • Principais Conceitos de Ecologia e Recuperação Ambiental • Biodiversidade Vegetal · Compreender as relações que existem entre o meio ambiente e as espécies vegetais distribuídas no globo terrestre. OBJETIVO DE APRENDIZADO Olá, aluno (a)! Nesta Unidade, aprenderemos um pouco mais sobre um importante ramo da Biologia que estuda a interação entre a natureza e as espécies vegetais, denominado Ecologia Vegetal. Então, procure ler, com atenção, o conteúdo disponibilizado e o material complementar. Não esqueça: a leitura é um momento oportuno para registrar suas dúvidas; por isso, não deixe de registrá-las e transmiti-las ao professor-tutor. Além disso, para que a sua aprendizagem ocorra num ambiente mais interativo possível, na pasta de atividades, você também encontrará as atividades de Avaliação, uma Atividade Reflexiva e a videoaula. Cada material disponibilizado é mais um elemento para seu aprendizado, por favor, estude todos com atenção! ORIENTAÇÕES Introdução à Ecologia Vegetal UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal Contextualização As diferentes formações vegetacionais permitem a ocorrência de espécies adaptadas e muitas vezes específicas para determinados ambientes. As características físicas, também chamadas de fatores abióticos, são distribuídas em quantidades limitadas. Por isso, para cada fitofisionomia, temos um conjunto de características que o diferencia dos demais ambientes, sejam eles aquáticos ou terrestres. Para compreendermos a importância da vegetação para o equilíbrio do meio ambiente, assistiremos ao vídeo sobre os rios voadores. Globo Ecologia_Rios voadores: https://youtu.be/F6NYhdZwXr8 Ex pl or 6 7 Dinâmica de Comunidades Jacaré açu x Piranha Vermelha - Predadores Implacáveis: https://youtu.be/yDiM6S118Oc Ex pl or Se houver aumento da caça de jacarés, a população de piranhas vai aumentar? Ex pl or A Ecologia estuda as interações entre os organismos que ocupam o mesmo local, no mesmo período de tempo, e como utilizam os recursos disponíveis no ambiente. Para conseguir descrever a estrutura de uma comunidade, é preciso conhecer a composição e a diversidade de espécies de um determinado ambiente. O conjunto de populações forma comunidades que se caracterizam por interações, que podem se dar de forma direta ou indireta, e que têm variações nas necessidades de recursos, como por exemplo: água, luz solar, nutrientes, etc. Uma comunidade pode ser definida a partir das características físicas do meio e determinar todas as espécies animais e vegetais da área em questão, como por exemplo é o que diferencia a fisionomia de deserto, savana ou floresta tropical. Figura 1 – Deserto: bioma caracterizado por baixa cobertura vegetal, devido às suas características abióticas – pouca disponibilidade de água, muita luminosidade e alta temperatura Fonte: iStock/Getty Images 7 UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal Figura 2 – Savana africana: tem como característica a elevada intensidade luminosa, alta temperatura, com vegetação formada por árvores esparsas, grande quantidade de plantas rasteiras ou herbáceas (ervas) – como gramíneas, por exemplo Fonte: iStock/Getty Images Figura 3 – Floresta Tropical: Possui grande diversidade vegetal, sendo caracterizada por pouca intensidade luminosa no interior da mata, presença de árvores altas, onde as copas das árvores se unificam (chamado de dossel contínuo) e com grande quantidade de água disponível Fonte: iStock/Getty Images 8 9 A diversidade de espécies é uma importante medida para poder estruturar as comunidades, sendo uma combinação entre o número de espécies, ou seja, a riqueza de organismos de um ambiente; quanto à sua equibalidade, que determina se uma espécie é comum ou rara – entretanto, para concluir o quanto uma espécie é comum ou rara, é preciso conhecer a abundância de indivíduos de uma determinada área ou bioma. Figura 4 – Riqueza de espécies e equabilidade de espécies, abundância e distribuição de espécies de um determinado ambiente. Todas as espécies ocorrentes numa região estão interligadas, dependem dos mesmos recursos, no mesmo espaço de tempo, podendo ocorrer as relações classificadas como: · Relação intraespecífi ca: quando indivíduos da mesma espécie se relacionam. Seja para o bem da comunidade – como por exemplo: plantas que ocorrem em manguezais, para se fixarem em um solo instável e constantemente banhado por água do mar, desenvolvem adaptação chamada caule escora, que auxilia na sua sustentação, e vários indivíduos crescem próximos uns dos outros –,esse tipo de relação recebe o nome de harmônica; ou para competir por algum recurso, como alimentação, luz, água, reprodução etc. – como por exemplo: a planta conhecida popularmente como nogueira-negra, essa planta produz substância que impede que suas sementes nasçam próximas a ela, embora sejam da mesma espécie, competem entre si para garantir sua alimentação –, e essa relação é denominada desarmônica. · Relação Interespecífi ca: quando espécies diferentes se relacionam no mesmo local e podem disputar pelos mesmos recursos. Essas relações também são classificadas como harmônicas – como por exemplo: plantas epífitas e árvores – e desarmônicas – quando duas ou mais espécies competem por luz, por exemplo, no interior de uma floresta tropical, como há pouca entrada de luz, as espécies desenvolvem diferentes adaptações fisiológicas e morfológicas para conseguirem obter esse recurso vital para sua sobrevivência. 9 UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal Epífitas: planta que cresce sobre outra planta – frequentemente árvores –, mas que não é parasita, ou seja, não absorve nem água, nem luz nem nutrientes de outras plantas. Ex.: samambaias, bromélias e orquídeas. Parasitas: são plantas que se instalam em outras plantas para conseguir os nutrientes (seiva) para sua sobrevivência. Ex.: cipó- chumbo (planta chamada de holoparasita, que não realiza fotossíntese, pois absorve todos os nutrientes de outras plantas). Ex pl or Sucessão Ecológica Todas as comunidades estão sofrendo constantes mudanças, algumas são mais fáceis de serem percebida – como, por exemplo, regiões de restinga, que estão constantemente sendo influenciadas de acordo com as mudanças da maré –, outras são menos perceptíveis – como, por exemplo, os desertos, devido à sua baixa diversidade. A velocidade com que esses ambientes são alterados varia muito, de acordo com as condições ambientais e que tipo de espécies tem nesses ambientes. Essas mudanças ocorrem de forma natural, mas, por conta da ação humana, têm se tornado muito mais intensas e alterado essas comunidades de maneira muito rápida, de forma que elas têm dificuldade para se recuperarem ou, até mesmo, em casos mais críticos, não se recuperam mais. A sucessão ecológica é definida como mudança na composição de espécies em comunidades ao longo do tempo, esse processo é resultado de diversos fatores: bióticos (seres vivos) e abióticos (agentes químicos e físicos, como água, solo, nutrientes, clima, etc.). Os efeitos dos fatores abióticos podem ser determinados por duas formas: por distúrbio, que pode gerar a morte de alguns indivíduos da comunidade, mas ainda assim, gerar oportunidades para que outros seres se reproduzam ou nasçam; ou por estresse, que é quando algum fator abiótico faz com que a comunidade diminua a taxa de crescimento ou mesmo a taxa de reprodução, dando oportunidade para outras espécies nascerem ou se reproduzirem. Exemplo: Banco de sementes no solo de uma floresta tropical. Durante um período de tempo, muitas plantas após suas reproduções depositam suas sementes no solo, porém, nem todas elas vão germinar rapidamente, elas ficam dormentes até que condições ambientais favoreçamseu crescimento – por exemplo: a queda de uma árvore abrindo uma clareira ou períodos chuvosos que hidratam as sementes. É importante saber que no meio ambiente todos os organismos envolvidos são igualmente importantes, não somente a vegetação, mas também animais, fungos, bactérias, etc. 10 11 No processo de sucessão ecológica, podemos ter diferentes fases de sucessão: · Sucessão primária: abrange a colonização de habitats que, por fenômenos naturais ou por ação antrópica (humana), perderam sua diversidade. Essa fase geralmente ocorre de forma mais lenta, pois as condições ambientais são desfavoráveis. As espécies chamadas de colonizadoras geralmente conseguem sobreviver em locais onde há falta de recursos, como água, luz, solo e nutrientes. Exemplo: o capim é uma planta colonizadora, por isso quando um terreno é limpo ou um jardim é abandonado, a primeira planta a nascer é o capim, além de ser base de teia alimentar. · Sucessão secundária: é o processo no qual ocorre substituição de espécies primárias, por uma vegetação que se assemelha ao habitat original do local que sofreu um impacto. Durante essa ação, os recursos naturais já estão em condições mais favoráveis e as sementes conseguem sobreviver com maior facilidade. Exemplo: quando um habitat sofre um impacto, o solo fica muito ressecado, a temperatura no solo é muito alta, falta água e nutrientes, por isso o capim consegue sobreviver. Na sucessão secundária, outras espécies que estão com suas sementes depositadas no solo começam a germinar e formar uma vegetação com porte maior, mais rica e diversificada, o que consequentemente fará o solo reter mais água e nutrientes e a temperatura nele diminuir. · Estágio clímax: é quando um ambiente formado por fatores abiótico e biótico está em condição de equilíbrio, ou seja, onde haveria poucas alterações ou que essa comunidade estivesse em real equilíbrio. Porém, essa condição muitas vezes é hipotética, pois, para se manter estável, todos os fatores físico-químicos e os seres vivos deveriam estar de forma equilibrada. Mesmo assim, todos os habitats sempre buscam esse equilíbrio, onde o que é produzido de energia também será o suficiente para abastecer todos os seres da teia alimentar. Figura 5 – Processo de sucessão ecológica, onde espécies pioneiras serão, com o passar do tempo, substituídas por vegetação de maior porte, até chegar numa situação de equilíbrio, denominada clímax 11 UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal O processo de sucessão ecológica não acontece exclusivamente no ambiente terrestre, o mesmo processo é observado no ambiente aquático, seja ele de água doce ou salgada. Um lago, por exemplo, pode ser habitado por seres que encontram de forma gradativa condições para viver nesse local. Figura 6 – Sucessão ecológica ocorrendo em lagos, esse processo pode favorecer o surgimento de espécies que antes não conseguiriam sobreviver devido aos fatores físicos e químicos do local. FONTE: acervoescolar.com.br Explicando Sucessão Ecológica: https://youtu.be/26nuTfI6yZI Ex pl or Ecologia de População As populações são entidades que variam em tamanho no decorrer do tempo e do espaço. Essas variações podem ocorrer entre espécies diferentes e até mesmo dentro da mesma espécie. Isso se deve pelo fato de que cada indivíduo de uma espécie possui a sua história de vida. Exemplo: em uma plantação de milho, as sementes plantadas de vez podem ter tempos diferentes de maturação, pois nesse processo estão envolvidos fatores bióticos e abiótico – como chuvas, visita de polinizadores ou de visitantes, tempo de dormência das sementes, entre outros. Por isso, a colheita é feita em um período e não em apenas um dia. População: formada por um grupo de indivíduos da mesma espécie que habitam o mesmo local e interagem uns com outros Dormência: período em que uma semente viável demora a germinar, esse período é variável em cada espécie. Esse processo decorre da adaptação da espécie para sobreviver em um determinado local, estando sujeita às alterações ambientais que possam interferir na sua reprodução. Ex pl or 12 13 O que determina a distribuição de uma espécie? Ex pl or Todas as populações são dinâmicas, podem sofrer alterações que garantam a geração de populações futuras. Os fatores ambientais desempenham importante papel na distribuição e frequência de uma população – como por exemplo: disponibilidade de água, umidade, concentração salina, temperatura, pH, tipo e disponibilidade de nutrientes disponíveis no solo, intensidade luminosa, polinização, etc. Exemplo: as necessidades que um cacto possui do ambiente é diferente das necessidades físicas que uma vitória-régia possui. Muitas populações vegetais e animais têm diminuído devido às ações humanas, como a poluição das águas e do solo, a poluição atmosférica e destruição dos próprios habitats para a ampliação da agricultura e pecuária. Quanto mais abundante for uma espécie, maior será a sua chance de sobreviver; inversamente a isso, quanto mais restrita for a sua distribuição, menor será sua chance. Espécies de áreas restritas correm o risco de desaparecerem se o habitat onde ocorrem não for protegido. A distribuição de uma espécie dificilmente ocorrerá em uma área contínua, mas geralmente ocorre de forma descontínua dentro da área de ocorrência geográfica. Exemplo: a distribuição de Evolvulus lithospermoides Mart. var. lithospermoi- des, erva delicada que ocorre no Cerrado brasileiro, suas sementes são espalhadas por uma longa distância, o que faz com que sua distribuição seja fragmentada. Figura 7 – Mapa de distribuição descontínua de Evolvulus lithospermoides Mart. var. lithospermoides no Br asil (SILVA, 2013). 13 UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal Principais Conceitos de Ecologia e Recuperação Ambiental · Recuperação: quando um ambiente retorna às condições originais após um impacto ambiental, que pode ter sido realizado por causas naturais ou ação humana. Exemplo: a queda de uma árvore no interior de uma mata. · Restauração: retorno do ecossistema degradado às condições ambientais originais ou pré-existentes. Exemplo: quando um ambiente possui um tipo de vegetação que é removida e, posteriormente, será ocupada novamente por espécies nativas. · Reabilitação: restauração da produtividade da terra, sem a preocupação com a similaridade com o ecossistema original, mas de modo que o ecossistema criado seja autossustentável. Exemplo: vegetação introduzida para conter erosão do solo em área de manancial. · Redefinição: conversão de um ecossistema degradado (ou não) num ecossistema destinado ao uso distinto do original ou pré-existente. Exemplo: transformação de uma área degradada em reservatório hídrico, ou área destinada à agricultura ou pecuária. · Remediação: aplicação de técnicas ou conjunto de técnicas em uma área contaminada, visando à remoção ou contenção dos contaminantes presentes, de modo a assegurar uma utilização para a área, com limites aceitáveis de riscos aos bens a proteger. Exemplo: introdução de plantas que auxiliam na absorção de compostos poluentes como agrotóxicos ou pesticidas. Os ambientes naturais tendem a possuir uma estabilidade, que regula seu funcionamento e auxilia na absorção dos recursos necessários para sua sobrevivência. Estabilidade é definida como a propriedade geral dos sistemas mecânicos, elétricos e aerodinâmicos, pela qual o sistema retorna ao estado de equilíbrio após sofrer uma perturbação. Essa perturbação pode ser, por exemplo, a queda de uma árvore no interior de uma mata durante uma tempestade. Essa área poderá se recuperar após um determinado espaço de tempo. Esse estágio de recuperação vai depender da: história evolutiva da espécie; eficiência dos controles internos em superar as pressões exercidas por meio externo; disponibilidade de recursos para sua recuperação; e complexidade da biodiversidade local. Bens a proteger – são considerados bens a proteger: a saúde e o bem-estarda população; a fauna e a flora; a qualidade do solo, das águas e do ar; os interesses de proteção à natureza/ paisagem; a ordenação territorial e o planejamento regional e urbano; a segurança e ordem pública. Política Nacional do Meio Ambiente (Lei 6.938/81). Ex pl or 14 15 Biodiversidade Vegetal As plantas estão distribuídas em praticamente todos os biomas mundiais, com exceção apenas dos polos norte e sul. Podendo ser aquáticas ou terrestres, sendo essas últimas ricas em abundância e distribuição de espécies. O reino vegetal possui grande importância na natureza, pois desempenha diversas funções como: fotossíntese (que é a conversão de energia luminosa em energia química), que será vital na produção de oxigênio no meio aquático e terrestre; é base da teia alimentar (fonte de nutrientes para os seres herbívoros); protege os mananciais (pois auxilia na filtração e conservação da água); evita erosão no solo; serve como abrigo para toda a fauna mundial; entre outros. A biodiversidade vegetal está em cinco grandes grupos, de acordo com suas características morfológicas e anatômicas: · Algas – são plantas aquáticas, podendo ocorrer em água doce ou salgada. Podem ser unicelulares ou pluricelulares, com grande variedade morfológica. Servem como abrigo e alimento para muitos animais, produzem grandes quantidades de oxigênio; · Briófi tas – ocorrem em ambientes terrestres, sempre em locais úmidos e muito sombreados. Possui cerca de 3 cm de comprimento. Não possuem vasos condutores (chamados de xilema e floema, que fazem transporte de água e nutrientes, respectivamente, dentro da planta) e, por isso, o transporte de água e nutrientes é feito através de osmose (célula a célula). São sensíveis à poluição atmosférica, podendo ser utilizadas como bioindicadores. São conhecidas popularmente como musgos; · Pteridófi tas – estão distribuídas no ambiente terrestre, em bordas ou interiores de matas. São terrestres ou epífitas. Podem ter desde poucos centímetros até 15 metros de altura. Possuem vasos condutores que realizam o transporte de água e nutrientes na planta. Sua reprodução ocorre na folha, em estruturas chamadas de soros. Dentro desse grupo, podemos encontrar a samambaia e samambaia-açú (de onde era extraído o caule, para a produção de xaxim); · Gimnospermas – são Plantas terrestres que estão amplamente distribuídas em diversos biomas, possuindo espécies nativas e exóticas (que foram trazidas de outros biomas). Elas podem ser arbustos, mas principalmente árvores. Não possuem flores e sua reprodução ocorre numa estrutura chamada de estróbilos. A dispersão de seus grãos de pólen e a sua polinização é realizada pelo vento, por isso recebeu o nome de Gimnosperma, que significa “semente nua”; 15 UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal · Angiospermas – receberam esse nome porque possuem seus óvulos (células reprodutivas) envolvidos pelo ovário das flores e suas sementes protegidas dentro de frutos. São o maior grupo de plantas e estão distribuídas nos mais diversificados biomas. Possuem grande variação morfológica, podendo ser ervas, arbustos, árvores ou lianas. Ocorrem em ambientes aquáticos e terrestres. Possuem vasos condutores, por isso seu tamanho é muito variado, podendo ter de poucos centímetros a 50m de altura. As flores apresentam forma variada, as colorações podem ser diversas como: brancas, rosas, vermelhas, amarelas, lilases, roxas, azuis ou verdes. Algumas angiospermas podem produzir odores que atraem seus polinizadores. Os frutos podem ser do tipo seco ou carnoso e muitos servem como alimentos a animais que auxiliam na dispersão das sementes. Figura 8 – Diversidade vegetal formada por angiospermas, com sua variedade de cores e formas Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons 16 17 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Ecologia de indivíduos a ecossistemas BEGON, M. et al. Ecologia de indivíduos a ecossistemas. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. 752p. A Floresta Amazônica nas mudanças globais FEARNSIDE, P.M. A Floresta Amazônica nas mudanças globais. 2. ed. Manaus: INPA, 2009. 144p. Ecologia Vegetal FOX, G.A. et al. Ecologia Vegetal. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 574p. Fundamentos em Ecologia TOWNSEND, Colin R.; BEGON, Michael; HARPER, L. Fundamentos em Ecologia. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. 17 UNIDADE Introdução à Ecologia Vegetal Referências CAIN, M.L. et al. Ecologia. 1. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. KAGEYAMA, P. Y. Restauração ecológica de ecossistemas naturais. Botucatu: FEPAF, 2003. ODUM, E.P.; BARRET, G.W. Fundamentos em Ecologia. São Paulo: Thomson Learning, 2007. RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S.E. Biologia Vegetal. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. 830p 18
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