O planeta Terra apresenta diversos tipos de ambientes e espécies, e a sobrevivência desses seres vivos está interligada às relações que estabelecem entre si e a fatores ambientais.
De que maneira é possível relacionar a Ecologia com os processos que possibilitam e mantêm a vida na Terra?
Observando a imagem, quais formas de interação entre o ser humano e o ambiente podem ser listadas? E nas cidades, como as pessoas interagem com o ambiente?
Objetivos da unidade
compreender os conceitos básicos em Ecologia;
reconhecer os principais tipos de biomas do Brasil e do mundo;
identificar as relações estabelecidas entre os seres vivos e o ambiente;
entender como ocorre o fluxo de energia nos ecossistemas.
Conceitos básicos em Ecologia
O termo ecologia (do grego oikos, casa; logos, estudo) foi proposto, inicialmente, pelo biólogo alemão Ernest Haeckel, em 1869, para identificar a ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o ambiente em que estão inseridos. Essa definição diz respeito a toda a biodiversidade e suas relações com o ambiente de sobrevivência. Portanto, a Ecologia é uma ciência que projeta uma nova maneira de considerar a natureza e o ser humano.
Representação esquemática da organização geral de um organismo pluricelular
Ilustrações: Divo. 2012. Digital.
Atualmente, os estudos em Ecologia fornecem os conhecimentos necessários para que os seres humanos possam conservar e sustentar a vida na Terra, garantindo sua sobrevivência e a das outras espécies. Diante disso, existem alguns conceitos básicos e níveis de organização biológica que são importantes para compreender os estudos em Ecologia.
De modo geral, os estudos em Ecologia iniciam-se com os níveis de organização que constituem a “hierarquia da vida”. Os seres vivos são formados por células. Nos organismos pluricelulares, as células organizam-se formando um tecido. Diferentes tecidos, por sua vez, podem agrupar--se e constituir um órgão. Um grupo de órgãos interage fisiologicamente formando um sistema. O conjunto de todos os sistemas (digestório, respiratório, cardiovascular, urinário, nervoso, endócrino, entre outros) constitui um organismo.
Os níveis de organização biológica formam sistemas ecológicos, pois vários seres vivos de uma mesma espécie constituem uma população, que estabelece interações com outras populações formando comunidades. As comunidades dependem dos fatores ambientais para formar os ecossistemas, os quais compõem a biosfera.
Biosfera: processos globais
Ecossistema: fluxo energético e ciclo da matéria
Representação esquemática dos níveis de organização biológica.
Espécie
Compreende um grupo de seres vivos que apresentam semelhanças morfológicas, anatômicas, fisiológicas, embriológicas, reprodutivas e genéticas. Além disso, os indivíduos de uma mesma espécie podem cruzar livremente na natureza, produzindo descendentes férteis.
População
Constitui-se pelo conjunto de seres vivos pertencentes a uma mesma espécie que habita determinada área geográfica durante certo período de tempo. Por exemplo, o grupo de aves tuiuiús (Jabiru mycteria), que vive em uma região do Pantanal, forma uma população; um grupo de macacos-aranha (Ateles belzebuth), encontrado nas partes superiores das árvores da Floresta Amazônica, também constitui uma população.
Comunidade
Também denominada biocenose ou biota, constitui-se por um conjunto de diferentes populações que interagem em uma mesma área geográfica. Por exemplo, os seres vivos que habitam determinado lago, como algas, peixes, anfíbios e bactérias, compõem a comunidade daquele ambiente.
O termo biocenose (do grego bios, vida; koinos, comum, público) foi criado pelo zoólogo alemão Karl August Möbius, em 1877, para destacar as inter-relações dos seres que habitam certa região. Já o termo biota (do grego bios, vida; ota, diminutivo de) faz menção às espécies integrantes de determinada região.
Biótopo
Constitui o ambiente em que se concentra uma biocenose. Em uma floresta, por exemplo, o biótopo (do grego bios, vida; topos, lugar) é formado pelo solo (minerais, gases, composição química, pH) e pela atmosfera (gases, umidade, temperatura, luminosidade). Esses componentes físicos e químicos do biótopo, os quais interferem na comunidade, são denominados fatores abióticos. Tal interferência apresenta relações com o clima, que afeta a existência de espécies típicas em seus respectivos biótopos.
Ecossistemas e biomas
Os ecossistemas são formados pelo conjunto de fatores bióticos (seres vivos) e abióticos (físico-químicos) presentes no biótopo (ambiente físico). Constituem um complexo mecanismo de interação, em que ocorrem transferências de energia e matéria. Assim, um ecossistema deve ser autossuficiente quanto à capacidade de equilíbrio interno entre os seres vivos e os fatores abióticos.
Como seus limites são definidos pela rede de interações que se estabelecem entre os seres vivos e entre eles e o ambiente, o conceito de ecossistema não está relacionado à sua dimensão, podendo ser pequeno, como uma poça, ou grande, como uma floresta. Desse modo, convencionou-se adotar distinções para melhor compreendê-lo, existindo uma separação entre os ambientes aquáticos e terrestres. Os ecossistemas aquáticos podem ser marinhos (mares e oceanos) ou de água doce (lagos, lagoas, mangues, rios), e os ecossistemas terrestres incluem florestas, desertos, dunas, montanhas, pradarias, pastagens e tundras.
Os biomas podem ser definidos como áreas do espaço geográfico caracterizadas por um conjunto de ecossistemas com vegetação, solo e aspectos físicos típicos, nas quais predomina determinado tipo de clima. De maneira mais ampla, um bioma pode ser definido como uma grande área formada por um complexo de ecossistemas.
A relação dos biomas com a vegetação é muito importante, porque esta influencia diretamente nas espécies de seres vivos que vão se desenvolver nesses locais e nas condições ambientais, como ocorrência de precipitação, umidade, temperatura e solo.
Observe, no mapa, a localização dos principais biomas da Terra.
Fauna dos biomas brasileiros
Marilu de Souza
Fonte: RICKLEFS, Robert E. A economia da natureza. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. p. 84. Adaptação.
Floresta pluvial tropical
Ocorre em locais com clima quente e úmido e chuvas intensas, o que propicia a ocorrência de uma rica biodiversidade. O solo é escasso em nutrientes, pois a matéria orgânica sofre rápida decomposição em virtude da temperatura e da umidade e os nutrientes são constantemente absorvidos pelas árvores. Esse bioma apresenta diferentes estratos de vegetação, o que possibilita o desenvolvimento de uma grande diversidade de animais. Exemplos: Floresta Amazônica e florestas da América Central.
Floresta Amazônica, município de Cantá – RR
Pulsar Imagens/Ricardo Azoury
Savana ou floresta sazonal tropical
Compreende regiões de clima tropical e subtropical com duas estações bem definidas, uma chuvosa e outra seca. Nesse bioma, predominam árvores decíduas, gramíneas e arbustos, a maioria com raízes adaptadas à captação de água nas partes mais profundas do solo. O solo é pouco fértil e, no período de seca, os animais migram em busca de água e comida. Exemplos: Savana africana e Cerrado brasileiro.
As plantas denominadas decíduas ou caducifólias perdem suas folhas durante a estação de seca, como no inverno em locais com neve, em que a água do solo congela, não podendo ser absorvida pelas raízes. Já as plantas perenifólias não perdem as folhas em períodos de estiagem.
Savana, Área de Conservação Ngorongoro, Tanzânia – África
Latinstock/Alamy/Eddie Gerald
Deserto subtropical
Abrange regiões com altas temperaturas e chuvas muito esparsas. Os solos são rasos e com pouquíssima matéria orgânica, sendo pouco férteis. Nas regiões de solo mais úmido, crescem pequenas árvores, arbustos e cactos. Nos períodos em que ocorrem chuvas, as sementes dormentes presentes no solo brotam e a vegetação se desenvolve rapidamente. Exemplos: Grande Deserto Australiano e Deserto do Saara.
O nome desse bioma varia de acordo com o continente. Na América do Norte, denomina-se pradaria; na Ásia, estepe. Nessas regiões, o clima é temperado e seco – um pouco mais úmido nas estepes. Os solos são secos e apresentam baixa acidez, e a vegetação predominante são as gramíneas. Quando transformado em pastagens, esse bioma pode sofrer processo de desertificação.
Esse bioma, também denominado chaparral, localiza-se principalmente em regiões de clima mediterrâneo, caracterizado por chuvas e temperaturas amenas no inverno e secas no verão. A vegetação é formada por arbustos com folhas resistentes a secas e raízes profundas para a absorção de água nas camadas mais profundas do solo. Exemplos: regiões do sul da Europa e área central do Chile.
Caracteriza-se por apresentar inverno gelado, com neve. Ocorre predominantemente no Hemisfério Norte, onde o solo é rico em matéria orgânica e drena bem a água da chuva, que se acumula em lençóis freáticos e córregos. A vegetação é formada por árvores decíduas e plantas herbáceas. Contudo, nos locais com solo arenoso, pobre em nutrientes, e clima mais quente e seco, predominam os pinheiros.
Compreende as florestas com árvores bastante altas, como as sequoias na América do Norte. Essas regiões apresentam invernos amenos com chuvas intensas e verão com nevoeiros, além de baixa biodiversidade.
Sequoias, Parque Nacional da Sequoia, Califórnia – EUA
Também chamada de floresta de coníferas, é encontrada em regiões do Hemisfério Norte com invernos rigorosos e neve. O solo é úmido, ácido e pouco fértil, e a vegetação predominante são os pinheiros e abetos, que resistem às baixas temperaturas. A biodiversidade é baixa e a serrapilheira desse bioma constitui um importante reservatório de carbono da Terra.
Presente em locais de clima polar, não apresenta árvores. O solo é permanentemente gelado ou permafrost, com poucos nutrientes. Ocorrem poucas chuvas e o clima frio seco influencia a ocorrência de vegetação predominante de arbustos lenhosos e liquens. Aves e mamíferos que habitam esse bioma estão adaptados ao frio, apresentando pele grossa, com vasto revestimento de pelos, e camada de gordura corporal mais espessa.
permafrost: do inglês permanent, permanente; frost, congelado, solo permanentemente congelado.
serrapilheira: camada constituída por restos de folhas, caules, cascas, frutos, entre outras partes vegetais, e restos de animais e suas excretas que recobre o solo. Essa matéria orgânica entra em decomposição e, com isso, ocorre a devolução de nutrientes ao solo, mantendo sua fertilidade.
Como grande parte da superfície terrestre é coberta por água, a maior área da biosfera corresponde aos biomas aquáticos, os quais são divididos em marinhos e de água doce. Dependendo da área em que se encontram, esses biomas apresentam grande variação de temperatura da água, oferta de nutrientes, salinidade, luminosidade, entre outras características, afetando diretamente a fauna local.
permafrost: do inglês permanent, permanente; frost, congelado, solo permanentemente congelado.
Lagos: caracterizam-se por constituir corpos de água parada, podendo ser grandes ou pequenos, como as lagoas.
Córregos e rios: compreendem os cursos naturais de água doce, com canais definidos e fluxo permanente para um oceano, lago ou outro rio.
Recifes de corais: encontrados em água salgada, são formados pelo acúmulo do esqueleto dos corais (carbonato de cálcio) em águas rasas com temperatura entre 18 °C e 30 °C. Apresentam grande diversidade de animais, algas e outros seres vivos.
Zonas bênticas e pelágicas oceânicas: as zonas bênticas correspondem ao fundo do mar. Com exceção das áreas próximas da costa, de profundidade menor, essas regiões são profundas e não recebem luz solar. As zonas pelágicas compreendem as áreas de mar aberto, com águas que se misturam constantemente por meio das correntes oceânicas.
Estuários: são áreas de transição entre os rios e o mar que sofrem o impacto das marés. Esses biomas recebem diversos nutrientes dos rios e do mar e abrigam grande biodiversidade.
Zonas entremarés: também chamadas de zonas intertidais, são regiões que sofrem diretamente a ação das marés, ficando sem cobertura de água em alguns momentos do dia. Seu substrato geralmente é composto de rochas e areia, onde espécies de algas e animais se fixam.
Biomas brasileiros
Existem vários sistemas de classificação dos biomas brasileiros. A classificação reconhecida pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA) inclui seis grandes biomas continentais – Amazônia, Cerrado, Mata Atlântica, Caatinga, Pampa (Campo Sulino) e Pantanal – e os biomas costeiros.
PRINCIPAIS BIOMAS CONTINENTAIS BRASILEIROS
Marilu de Souza
Fonte: IBGE. Mapa de biomas e de vegetação. Disponível em: . Acesso em: 26 nov. 2015. Adaptação.
Amazônia
Constitui o maior bioma brasileiro, com uma enorme biodiversidade. Localiza-se na Região Norte, estendendo-se pelos estados do Amazonas, Acre, Rondônia, Pará, Amapá, Roraima, Tocantins, partes do norte de Mato Grosso e oeste do Maranhão. Apresenta alta incidência de chuvas, bem distribuídas ao longo do ano, e a temperatura média anual fica entre 25 °C e 28 °C. A maior parte de seu relevo é plana, com solo pobre em nutrientes em virtude da rápida decomposição da matéria orgânica e da absorção dos sais minerais pelas raízes das plantas.
Na Floresta Amazônica, localiza-se a Bacia Amazônica, maior bacia hidrográfica do mundo. Rio Tapajós, Barra de São Manoel – AM.
Pulsar Imagens/Zig Koch
Cerrado
Localizado nos estados de Goiás, Tocantins, Minas Gerais, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí, Bahia, São Paulo e Paraná, compreende o segundo maior bioma brasileiro. É considerado um dos hotspots mundiais de biodiversidade. Apresenta duas estações bem definidas: uma seca (inverno) e uma chuvosa (verão), e o clima é tropical quente, com temperatura média anual de 26 °C. A formação vegetal é semelhante à da Savana, com árvores de troncos tortuosos e casca grossa e gramíneas na estação chuvosa. Na época da seca, queimadas naturais têm grande importância na quebra da dormência de sementes, propiciando sua germinação.
A vegetação do Cerrado desenvolve-se sobre solo ácido, pobre em minerais, mas rico em alumínio. São Gonçalo do Rio Preto – MG.
Pulsar Imagens/João Prudente
Mata Atlântica
Abrange a região litorânea do país, além de planaltos e serras do interior de diversos estados brasileiros. O clima é quente e úmido, com grande ocorrência de chuvas durante todo o ano. Por compreender a região primeiramente colonizada e explorada, onde atualmente está localizada grande parte das cidades brasileiras, esse bioma apresenta apenas uma pequena parcela de sua área original. É uma das áreas mais ricas em biodiversidade do planeta (hotspot em mundial) e também uma das mais ameaçadas.
Em virtude da grande variação de altitude e latitude das áreas pelas quais se estende, a Mata Atlântica é formada por variados subtipos florestais, como floresta ombrófila densa, floresta ombrófila mista ou Mata de Araucárias, restingas e manguezais.
hotspots: áreas ricas em biodiversidade, com predomínio de espécies endêmicas, e que apresentam alto grau de degradação ambiental.
ombrófila: vegetação adaptada a longos períodos de chuva, típica dos biomas Amazônia e Mata Atlântica.
Floresta ombrófila densa: também chamada de floresta pluvial tropical, localiza-se próximo às regiões litorâneas e apresenta altas temperaturas e alto índice de precipitação. É a mais importante e vasta formação vegetal, com árvores de médio e grande portes e folhas largas e perenes.
Floresta ombrófila mista ou Mata de Araucárias: localiza-se em áreas de maior altitude e clima temperado, estendendo-se pelos estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul e pontos isolados de São Paulo e Minas Gerais. A vegetação típica é constituída, principalmente, pelo pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia).
Restingas: formações vegetais costeiras extremamente adaptadas a condições adversas, como ventos, terrenos arenosos, baixos níveis de fertilidade do solo e elevado grau de salinidade, situando-se na transição entre as praias e a floresta ombrófila densa.
Manguezais: presentes nas áreas onde as águas dos rios deságuam no mar, constituem um ambiente de reprodução para inúmeras espécies de animais aquáticos. A vegetação característica é formada por plantas, que sobrevivem no solo lodoso, com baixa quantidade de oxigênio.
Desde o início da colonização do Brasil, a Mata Atlântica vem sendo desmatada para o estabelecimento de cidades, restando apenas cerca de 7% de sua cobertura original. Salvador – BA.
Pulsar Imagens/Sergio Pedreira
Caatinga
Localiza-se em áreas dos estados do Piauí, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Ceará, Paraíba, Sergipe, Alagoas, Bahia e norte de Minas Gerais. De todos os biomas brasileiros, é o único cujos limites são restritos ao território nacional. Apresenta clima semiárido, quente e seco, com temperatura média anual entre 24 °C e 26 °C e baixa incidência de chuvas, com longos períodos de estiagem.
Sua formação vegetal apresenta adaptações xeromórficas, como perda das folhas durante a seca, modificações das folhas em espinhos, parênquima aquífero desenvolvido e cutículas altamente impermeáveis. A Caatinga vem sendo rapidamente desmatada em virtude de atividades humanas, como extração ilegal de madeira, pastagens e mineração.
Na área de transição entre a Amazônia e a Caatinga, existe um tipo de vegetação denominado Floresta de Cocais, que abrange áreas dos estados do Maranhão, Piauí e Tocantins. Sua característica principal são os solos secos e a presença de palmeiras, como o babaçu (Orbignya martiana) e o buriti (Mauritia flexuosa). Por ser um local de transição, apresenta características tanto da Floresta Amazônica quanto do Cerrado e da Caatinga.
Caatinga, com vegetação típica de solo e ambiente secos. Sertão de Canudos – BA.
Localiza-se principalmente no Rio Grande do Sul, ocupando áreas de planície, onde predominam gramíneas, arbustos e áreas com vegetação arbórea. Apresenta clima chuvoso e temperaturas bastante baixas no inverno. A fauna é expressiva, com diversas espécies de mamíferos, aves, répteis, anfíbios e invertebrados. A agricultura e a pecuária provocaram uma drástica redução desse bioma, descaracterizando sua paisagem.
Pampa com relevo que apresenta planícies, morros e afloramentos rochosos. Quaraí – RS.
Pulsar Imagens/Gerson Gerloff
Pantanal
Situa-se na região oeste dos estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul formando uma grande planície. Apresenta clima predominantemente quente e úmido e é considerado uma das maiores áreas úmidas da Terra. O solo é pouco permeável, o que favorece a ocorrência das inundações anuais, geralmente entre os meses de outubro e abril, formando baías (lagoas pantaneiras). Essas baías misturam-se a rios tortuosos, campos alagadiços, matas ciliares, capões de matas e riachos da planície compondo os diferentes hábitats pantaneiros.
O ciclo das águas, ou seja, a alternância entre períodos de cheia e seca, causa intensas alterações nessa paisagem, influenciando o cotidiano das populações regionais e a vida silvestre, pois o Pantanal abriga uma das mais ricas biodiversidades do mundo.
Sua cobertura vegetal vem sendo constantemente ameaçada pela pecuária e pela agricultura.
Lagoas pantaneiras durante a época da cheia. Corumbá – MS.
Pulsar Imagens/Mario Friedlander
Biomas costeiros
O Brasil apresenta uma extensa costa litorânea, onde podem ser encontrados diversos ecossistemas, como manguezais, restingas, dunas, praias, ilhas, costões rochosos, baías, falésias e recifes de corais, que, em conjunto, formam os biomas costeiros. Essa diversificação se deve às diferenças climáticas, geológicas e de constituição do solo, à variação de marés, entre outros fatores.
Esses ecossistemas, como os manguezais e os recifes de corais, são imprescindíveis para a alimentação, a reprodução e o desenvolvimento dos estágios iniciais de vida de diferentes espécies marinhas. Ilhas, costões, restingas, baías e falésias servem de abrigo e local para captura de alimento. Assim, o equilíbrio de diversas populações de aves, peixes, répteis e mamíferos depende da conservação dos biomas costeiros.
O Brasil apresenta um extenso território com diferentes tipos de clima e relevo. Para facilitar a compreensão da dinâmica e da extensão dessas diferentes paisagens, o geógrafo brasileiro Aziz Ab’Sáber classificou-as em domínios morfoclimáticos, os quais consideram as características morfológicas do relevo, o clima, os aspectos hidrológicos, fitogeográficos e do solo, entre outros.
Aziz Ab’Sáber também definiu as áreas de transição, que ficam entre os domínios morfoclimáticos. É importante ressaltar que cada domínio pode apresentar vários tipos de biomas.
Observe, no mapa, os seis domínios morfoclimáticos brasileiros.
BRASIL: domínios morfoclimáticos
Fonte: AB’SÁBER, Aziz Nacib. Os domínios de natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. São Paulo: Ateliê Editorial, 2003. p. 16-17. Adaptação.
Biosfera
A biosfera (do grego bios, vida; sphaira, esfera, globo) constitui o conjunto de todos os ecossistemas da Terra, ou seja, todos os ambientes com seres vivos. Esse termo foi utilizado pela primeira vez pelo geólogo austríaco Eduard Suess (1831-1914), e os limites da biosfera vão desde as proximidades do topo das mais altas montanhas até as regiões mais profundas dos oceanos.
A maioria dos seres vivos terrestres vive em regiões localizadas até 5 000 m acima do nível do mar. Nos oceanos, podem ser encontrados alguns organismos vivendo a mais de 9 000 m de profundidade, como as arqueas. No entanto, grande parte dos seres vivos marinhos vive até 150 m de profundidade.
Divo. 2012. Digital.
Representação esquemática dos limites da biosfera
Ecossistemas e biomas
Hábitat
Corresponde ao ambiente de sobrevivência ou meio físico de determinada população. Assim, cada hábitat oferece condições climáticas, físicas e alimentares ideais para o desenvolvimento populacional. Por exemplo, o hábitat da ameba (Entamoeba histolytica) é o intestino grosso humano; o do tucano (Ramphastos toco) são as árvores da Floresta Atlântica, onde se alimenta e constrói seu ninho; o da minhoca (Pontoscolex corethrurus) são as galerias no interior do solo.
O hábitat não deve ser confundido com o biótopo. Enquanto o primeiro se refere à região específica em que uma ou mais espécies se desenvolvem, o segundo se relaciona ao lugar ocupado por toda a comunidade (solo da floresta, água do rio, areia do deserto).
Nicho ecológico
O conceito de nicho ecológico está relacionado ao conjunto de relações e atividades próprias de uma espécie em seu hábitat, as quais garantem sua sobrevivência. O nicho ecológico de determinada espécie compreende sua alimentação principal, seus inimigos naturais, condições e fatores para a reprodução, moradia, estratégias de sobrevivência, interações que estabelece com outros seres vivos no sistema ecológico, entre outros.
Na natureza, diferentes espécies podem conviver em um mesmo hábitat sem apresentar exatamente o mesmo nicho ecológico. Isso ocorre porque os nichos estão diretamente relacionados com a biodiversidade. Se faltar uma das condições fundamentais de sobrevivência, a espécie passa a apresentar menos probabilidades de se manter no ambiente, podendo até mesmo ser extinta.
Atividades
Em relação aos conceitos básicos de Ecologia, marque a alternativa correta.
a) Os níveis de organização são utilizados para identificar as interações entre os seres vivos e o ambiente e facilitar a compreensão dos estudos de Ecologia.
b) O conceito de população biológica caracteriza-se pelo conjunto de seres vivos encontrados em diferentes ambientes do planeta.
c) Diferentes populações de seres vivos que habitam determinado local constituem uma comunidade biológica, que também pode ser chamada de biocenose, biota ou biótopo.
d) Os biomas, também chamados de domínios morfoclimáticos, consideram em sua classificação o relevo, o clima, o tipo de solo, entre outros aspectos.
e) O hábitat de determinada espécie corresponde às diferentes atividades que ela realiza.
O ambiente representado na imagem pode ser considerado um ecossistema? Justifique sua resposta.
(UNICAMP – SP) O uso indiscriminado da palavra ecologia tem levado a acentuado desgaste de seu significado original, às vezes por grupos interessados apenas em tirar proveito da situação, sem interesse científico e sem a seriedade que o assunto requer. Dê o conceito biológico da palavra ecologia e apresente um argumento favorável e outro contrário às atividades dos grupos acima referidos.
(IFS – SE) Devido à sua grande extensão territorial, o Brasil apresenta um dos mais complexos quadros de paisagens e sistemas ecológicos do planeta. Acerca destes biomas são feitas algumas afirmativas, assinale a incorreta.
a) A Caatinga é o único bioma comum em várias partes do mundo, com vegetação adaptada às condições de aridez (xerófila).
b) A Mata de Araucária é um bioma típico de regiões com clima subtropical, predominando o pinheiro-do-paraná.
c) Os Campos do Sul são formados principalmente pelos pampas gaúchos, com clima subtropical, região plana de vegetação aberta e de pequeno porte.
d) A Mata de Cocais ocupa uma área de transição entre a Amazônia e as terras semiáridas do Nordeste brasileiro, sua vegetação é formada por palmeiras, como o buriti, oiticica, babaçu e carnaúba.
e) A Mata Atlântica é um dos biomas mais ricos do mundo em espécies da flora e da fauna. Há grande diversidade de epífitas, como bromélias e orquídeas.
(UNESP – SP)
A extração de madeira, especialmente do pau-brasil, os ciclos do açúcar e café e o desmatamento para instalação de indústrias são eventos de nossa história que contribuíram para a degradação desse bioma.
(www.eco.ib.usp.br)
O texto refere-se ao bioma
a) Pantanal.
b) Floresta Amazônica.
c) Mata Atlântica.
d) Cerrado.
e) Caatinga.
(ACAFE – SC)
Podemos definir bioma como um conjunto de ecossistemas que funcionam de forma estável. Um bioma é caracterizado por um tipo principal de vegetação (num mesmo bioma podem existir diversos tipos de vegetação). Os seres vivos de um bioma vivem de forma adaptada às condições da natureza (vegetação, chuva, umidade, calor, etc.) existentes. Os biomas brasileiros caracterizam-se, no geral, por uma grande diversidade de animais e vegetais (biodiversidade).
a) A diversidade biológica é maior nos ecossistemas que nos biomas.
b) Biomas e ecossistemas são sinônimos, com características distintas.
c) Pelo que se depreende do texto, nos diferentes biomas encontramos ecossistemas diversos, isto é, cada bioma pode conter vários ecossistemas.
d) Os ecossistemas brasileiros apresentam maior diversidade biológica que os biomas.
Cadeias e teias alimentares
Os seres vivos apresentam diferentes formas de obter energia do ambiente para sobreviver. Assim, de acordo com sua alimentação, podem ser classificados em produtores, consumidores e decompositores.
Produtores: são seres autótrofos, ou seja, capazes de produzir seu próprio alimento, por meio da fotossíntese ou da quimiossíntese. Os produtores são responsáveis por sintetizar a matéria que alimentará os demais organismos.
Consumidores: são organismos heterótrofos, ou seja, que não produzem as moléculas orgânicas necessárias à própria nutrição, e por isso, obtêm matéria e energia de outros seres vivos. Os consumidores podem ser:
primários, quando se alimentam diretamente de produtores, como os animais herbívoros;
secundários, quando se alimentam de consumidores primários, como os animais carnívoros;
terciários ou quaternários, quando se alimentam de consumidores secundários e terciários, respectivamente. Exemplos: grandes predadores, como a onça, a harpia e o leão.
Decompositores: seres heterótrofos que desempenham papel fundamental na reciclagem da matéria, pois, para conseguir energia, degradam matéria orgânica dos organismos mortos, reintegrando os nutrientes e as substâncias ao ambiente. Os decompositores geralmente ocupam o último nível trófico e são representados por fungos e bactérias. Sua atividade impede que a biosfera fique inteiramente coberta por matéria orgânica morta, fato que inviabilizaria a existência da vida na Terra.
Os organismos que obtêm alimento de uma fonte comum, ou seja, apresentam o mesmo tipo de nutrição, constituem um nível trófico ou alimentar, e esse sistema de transferência de energia por meio dos alimentos forma as cadeias e teias alimentares. Os organismos produtores ocupam o primeiro nível trófico; os consumidores primários, o segundo nível trófico, e assim sucessivamente.
Muitos animais apresentam hábitos alimentares onívoros (do latim omni, tudo; vorare, devorar, comer), ou seja, atuam ora como herbívoros, ora como carnívoros. Essa característica é uma estratégia adaptativa ao ambiente. Nesses casos, um mesmo animal pode ocupar mais de um nível trófico, dependendo do tipo de alimento que está ingerindo. Entre os animais onívoros, estão porcos, galinhas, macacos e seres humanos.
Ciclo da matéria e fluxo de energia
As cadeias e teias alimentares possibilitam que, por meio da alimentação, ocorram dois fenômenos básicos à sobrevivência das espécies: o fluxo de energia e a ciclagem da matéria.
A energia solar capturada pelos seres autótrofos possibilita o início do fluxo de energia nas cadeias alimentares. No processo de fotossíntese realizado por esses organismos, a energia luminosa é convertida em energia química e armazenada em moléculas orgânicas. Essas moléculas são, em parte, consumidas pelos próprios seres que as fabricam; a outra parte é transferida, por meio da alimentação, para os demais componentes da cadeia alimentar.
Como as moléculas orgânicas apresentam ligações altamente energéticas, ao romper tais ligações, os seres vivos obtêm energia, que é utilizada em seus processos fisiológicos, inclusive na síntese de suas próprias substâncias, como no caso das proteínas. Desse modo, a energia que entra na cadeia alimentar apresenta fluxo unidirecional, ou seja, entra por meio dos produtores, passa pelos consumidores atéchegar aos decompositores.
Contudo, a quantidade de energia em um nível trófico é sempre maior que a transferida para o nível seguinte, pois os seres vivos utilizam parte da energia em seu próprio metabolismo, liberando-a na forma de calor. Assim, quanto mais afastado dos produtores estiver um nível trófico, menor será a quantidade energética disponível.
No caso da matéria, verifica-se uma dinâmica cíclica, pois os elementos químicos passam por todos os seres e são devolvidos ao ambiente no processo de decomposição de excretas e organismos mortos. Desse modo, a matéria é sempre reaproveitada.
Representação das transformações energéticas ao longo das cadeias alimentares
Conexões
[...]
Define-se energia como a capacidade de produzir trabalho. O comportamento da energia é definido pelas seguintes leis. A Primeira Lei da Termodinâmica afirma que a energia pode transformar-se de um tipo noutro, embora nunca seja criada ou destruída. A luz, por exemplo, é uma forma de energia, dado poder de transformar-se em trabalho, calor, ou energia potencial de alimentos, conforme a situação, embora nenhuma porção dela possa ser destruída. A Segunda Lei da Termodinâmica pode ser enunciada de diversos modos, incluindo o seguinte: nenhum processo envolvendo uma transformação de energia ocorrerá espontaneamente a menos que haja uma degradação de energia de uma forma concentrada para uma forma dispersa. Por exemplo, o calor de um objeto quente tende a dispersar-se espontaneamente pelo ambiente envolvente mais frio. [...] Em Ecologia, ocupamo-nos fundamentalmente da forma como a luz está relacionada com os sistemas ecológicos, e com o modo como a energia é transformada no interior do sistema. Assim, as relações entre plantas produtoras e animais consumidores, entre predador e presa, para não falar do número e dos tipos de organismos existentes num dado meio, estão limitadas e são regidas todas elas pelas mesmas leis básicas que regem os sistemas não vivos [...].
ODUM, Eugene P. Fundamentos de Ecologia. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. p. 55-56.
Cadeia alimentar
Após a captação de energia realizada pelos seres autótrofos, inicia-se um conjunto de modificações que possibilita as transformações energéticas e a passagem da matéria para os níveis tróficos.
As transformações energéticas e os caminhos percorridos pela matéria pelos níveis tróficos formam uma cadeia alimentar, ocorrendo, por último, a decomposição da matéria para que possa retornar ao ambiente e ser reutilizada pelos seres vivos.
Representação de um exemplo de cadeia alimentar identificando seus níveis tróficos
Divo. 2012. Digital.
Teia alimentar
De modo geral, as comunidades interagem de diversas formas entre as cadeias alimentares, pois a maior parte dos animais consome vários tipos de alimentos, ocupando mais de um nível trófico. Por isso, cada cadeia alimentar se sobrepõe e se entrelaça com diversas outras, e isso faz com que o fluxo energético ocorra em vários sentidos, formando uma organização mais complexa, denominada teia alimentar.
É a teia ou rede alimentar que, efetivamente, melhor demonstra toda a interdependência de uma comunidade em seu ecossistema. Desse modo, uma alteração no número de espécies em um dos elos afeta toda a teia.
Representação esquemática de uma de teia alimentar
Luis Moura. 2011. Digital
Ao se alimentar do cervo-do-pantanal, o gavião-real ocupa o terceiro nível trófico (consumidor secundário) e, ao comer a jararaca, posiciona-se no quarto nível trófico (consumidor terciário). Esse comportamento rompe a linearidade de uma cadeia alimentar e caracteriza uma teia ou rede alimentar, mostrando as relações alimentares tais como acontecem nos ecossistemas.
Atividades
Os ecossistemas apresentam diferentes níveis tróficos, em que se estabelece uma rede de consumo de energia entre os seres vivos. Em relação a esse processo, explique a importância dos produtores para a manutenção dos ecossistemas.
No estudo do fluxo energético nos ecossistemas, é possível aplicar as leis da Física relacionadas à Termodinâmica. Uma das consequências da 1ª lei é que em um sistema fechado a energia não se perde, mas se transforma. E da 2ª lei, podemos concluir que nas transformações de energia, há liberação de calor.
Sobre essas duas importantes leis da Física associadas à Ecologia, avalie as afirmativas a seguir.
I. Em um ecossistema, a energia luminosa é transformada e passa de um ser vivo para outro na forma de energia química.
II. No fluxo energético, há transferência de energia em cada elo da cadeia alimentar.
III. A transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecional, tendo início pela ação dos decompositores.
IV. A energia química armazenada nos compostos orgânicos dos produtores é transferida para os demais componentes da cadeia e permanece estável.
Estão corretas as afirmativas
a) I e II.
b) II e III.
c) III e IV.
d) I e III.
e) II e IV.
(URCA – CE) Observe o quadrinho abaixo e responda corretamente.
a) Piranhas são sempre consumidores terciários em uma teia alimentar.
b) As traíras em um rio ocupam o mesmo nicho que as tilápias.
c) As piranhas ocupam vários níveis em uma cadeia desde que sejam carnívoras.
d) Uma cadeia alimentar só pode ter uma espécie carnívora.
e) Em uma teia alimentar, a maioria das espécies tem que ser herbívora.
Na maioria dos ecossistemas naturais, há diversos tipos de organismos produtores e consumidores. A existência de várias opções alimentares interliga as cadeias em uma teia alimentar, como é mostrado a seguir.
De acordo com a teia alimentar e os conceitos ecológicos, responda às questões.
a) A qual(is) ordem(ns) de consumidor(es) pertence a serpente?
b) Independentemente da ordem que ocupam, quantos consumidores representados na imagem pertencem a um único nível trófico?
(UFRN) O esquema [a seguir] ilustra uma teia alimentar composta por várias cadeias alimentares entre organismos de uma comunidade. Com relação aos seus componentes e seus respectivos níveis tróficos nas cadeias alimentares distintas dessa teia alimentar, é correto afirmar que
a) a cobra poderá ser consumidor secundário ou terciário.
b) o pardal, em qualquer cadeia alimentar, será um consumidor primário.
c) a coruja é um consumidor quaternário em qualquer cadeia alimentar.
d) o gavião, quando se alimentar do pardal, será um consumidor quaternário.
(UNIT – SE) O esquema abaixo representa uma teia alimentar.
I, II, III e IV representam, respectivamente,
a) produtor, herbívoro e carnívoro.
b) produtor, herbívoro e decompositor.
c) herbívoro, carnívoro e decompositor.
d) herbívoro, carnívoro e produtor.
e) decompositor, produtor e carnívoro.
Pirâmides ecológicas
ara avaliar de forma quantitativa o que ocorre durante o fluxo de energia e o ciclo da matéria nas cadeias alimentares, são montadas as pirâmides ecológicas, representações gráficas do tipo pirâmide ou com retângulos superpostos que indicam os diversos níveis tróficos da cadeia alimentar, sendo que os produtores ficam sempre na base da pirâmide. O comprimento de cada nível indica a quantidade de uma das variáveis utilizadas. As pirâmides ecológicas mais usadas são as de números, biomassa e energia.
biomassa corresponde à massa total de matéria orgânica de um ser vivo, ou de um conjunto de seres vivos, e reflete a quantidade de energia química potencial presente naquela quantidade de matéria orgânica.
Indica a quantidade de seres vivos em cada nível trófico de uma cadeia alimentar em certo intervalo de tempo. Nas cadeias alimentares em que se observa o predatismo, ou seja, um ser vivo (predador) se alimenta de outro (presa), e as plantas apresentam pequeno porte, geralmente o número de produtores é maior que o de consumidores primários. Estes, por sua vez, são mais abundantes que os consumidores secundários, e assim sucessivamente. Desse modo, o número de seres vivos é decrescente, pois a energia é dissipada ao longo da cadeia alimentar.
Representação esquemática de uma pirâmide de números
Representação esquemática de uma pirâmide de números com a base menor
Dagoberto Pereira. 2013. Digital.
Em outros casos, como em cadeias alimentares em que o produtor apresenta grande porte, a figura formada não se assemelha a uma pirâmide perfeita. Por exemplo, uma árvore pode sustentar um grande número de herbívoros, que servem de alimento para um pequeno número de carnívoros.
Pirâmide de biomassa
Representa a massa de matéria orgânica, denominada massa seca, presente em cada nível trófico em certo período, podendo ser expressa pela unidade que estabelece relação entre massa e área, por exemplo: g/m2 e kg/km2. De modo geral, a pirâmide de biomassa é direta nos ecossistemas terrestres, que apresentam produtores com biomassa muito maior que a dos consumidores.
Representação esquemática de uma pirâmide de biomassa direta
Angela Giseli e Corel. 2010. Vetor.
Nos ecossistemas aquáticos, em que os produtores são bem menores, como as algas fitoplanctônicas, que são consumidas em grande quantidade pelo zooplâncton, a pirâmide de biomassa pode ser invertida (pelo menos em parte). Esse tipo de ecossistema somente consegue se manter porque as algas apresentam alta produtividade, rápida capacidade de reprodução e são consumidas em grande velocidade pelos herbívoros zooplanctônicos.
Esquema representativo de uma pirâmide de biomassa invertida de cadeia alimentar aquática
Pirâmide de energia
A melhor representação gráfica das cadeias alimentares é a pirâmide de energia, pois indica as transformações de energia em cada nível trófico.
Como existe uma grande demanda de energia para a execução das reações metabólicas dos seres vivos, com conversão energética na forma de calor, a quantidade de energia calórica reduz a cada passagem de nível. Isso restringe o número dos níveis tróficos a quatro ou, no máximo, cinco e explica o número e a biomassa, geralmente decrescente, ao longo das cadeias alimentares. Por isso, uma pirâmide de energia não pode ser invertida, pois há uma quantidade maior de energia nos produtores e menor nos demais níveis.
Representação esquemática de uma pirâmide energética
Jack Art. 2013. Digital.
Os ecossistemas podem ser comparados de acordo com a quantidade de matéria (biomassa) presente nos seres vivos em diferentes níveis tróficos e também com base no fluxo energético. Observe o esquema a seguir.
Organize as ideias
Elabore um resumo elencando o que cada tipo de pirâmide ecológica expressa e se ela pode ou não ser invertida e em quais circunstâncias isso ocorre.
Produtividade nos ecossistemas
A produtividade de um ecossistema corresponde à quantidade de energia que os organismos de determinado nível trófico conseguem aproveitar da energia recebida de um alimento para produzir biomassa. Essa produtividade pode ser avaliada por meio da produtividade primária bruta (PPB), que equivale, em gramas, ao total de matéria orgânica produzida pela fotossíntese e acumulada pelas plantas ou algas em certo intervalo de tempo e em determinada área (ou volume).
No entanto, deve-se subtrair desse total o volume de matéria orgânica consumida pela comunidade durante a respiração. Assim, obtém-se a produtividade primária líquida (PPL), que corresponde à biomassa excedente do total adquirido com a alimentação, depois de descontados os gastos com as atividades metabólicas e a reprodução. Além da biomassa, a produção líquida indica a quantidade de energia disponível nas cadeias alimentares.
Divo. 2012. Digital.
Alguns ecossistemas marinhos independentes de luz produzem energia por meio da ação de micro-organismos quimioautotróficos, como as bactérias quimiossintetizantes que vivem ao redor de fontes hidrotermais. Essas bactérias obtêm energia ao oxidar o sulfeto de hidrogênio (H2S) presente na água quente dessas fontes. A maioria dos indivíduos consumidores desses ecossistemas, como moluscos, crustáceos, poliquetas e peixes, depende direta ou indiretamente dos nutrientes produzidos por essas bactérias.
Atividades
1. Leia o texto e responda às questões.
[...] Tome como exemplo um roedor silvestre de 40 g e um grilo ou esperança com cerca de 1 g cada. Para cada roedor consumido pela coruja, seria preciso 40 insetos desses para haver igualdade de biomassa. Essa diferença no tamanho das presas também pode ser observada mesmo entre insetos: operárias de cupins [...] pesam em média apenas 0,06 g, e seria necessário, portanto, 17 cupins para haver equivalência em biomassa para cada grilo ou esperança. Ainda, seriam necessárias 667 operárias de cupins para igualar em biomassa a um rato.
As corujas, juntamente com outros predadores de topo de cadeia alimentar, desempenham importante papel no controle populacional de presas como os roedores. Portanto, os predadores naturais ajudam a evitar explosões populacionais desses organismos, que trariam consequências indesejáveis, tanto em áreas naturais como em ambientes modificados como plantações, cidades, etc.[...]
MOTTA-JUNIOR, José Carlos; BUENO, Adriana de Arruda; BRAGA, Ana Cláudia Rocha. Corujas brasileiras. Disponível em: <http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/corujas_brasileiras_2.html>. Acesso em: 15 ago. 2015.
a) A que corresponde a biomassa citada no texto?
b) Grife, no texto, as comparações de biomassa. Depois, desenhe como ficaria uma pirâmide de energia para representar uma das possibilidades.
[...] Tome como exemplo um roedor silvestre de 40 g e um grilo ou esperança com cerca de 1 g cada. Para cada roedor consumido pela coruja, seria preciso 40 insetos desses para haver igualdade de biomassa. Essa diferença no tamanho das presas também pode ser observada mesmo entre insetos: operárias de cupins [...] pesam em média apenas 0,06 g, e seria necessário, portanto, 17 cupins para haver equivalência em biomassa para cada grilo ou esperança. Ainda, seriam necessárias 667 operárias de cupins para igualar em biomassa a um rato.
As corujas, juntamente com outros predadores de topo de cadeia alimentar, desempenham importante papel no controle populacional de presas como os roedores. Portanto, os predadores naturais ajudam a evitar explosões populacionais desses organismos, que trariam consequências indesejáveis, tanto em áreas naturais como em ambientes modificados como plantações, cidades, etc.[...]
2. (UNIFESP) As pirâmides ecológicas são utilizadas para representar os diferentes níveis tróficos de um ecossistema e podem ser de três tipos: número de indivíduos, biomassa ou energia. Elas são lidas de baixo para cima e o tamanho dos retângulos é proporcional à quantidade que expressam.
Considere uma pirâmide com a seguinte estrutura:
a) Que tipo de pirâmide, entre os três tipos citados no texto, não poderia ser representada por essa estrutura? Por quê?
b) Dê um exemplo de uma pirâmide que pode ser representada pela estrutura indicada. Substitua 1, 2 e 3 por dados quantitativos e qualitativos que justifiquem essa estrutura de pirâmide.
3. (UERJ) Nos ecossistemas, o fluxo de energia dos organismos produtores para os consumidores pode ser representado por um diagrama.
Dentre os diagramas acima, o que melhor representa esse fluxo na cadeia alimentar é o de número:
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
4. (UNIFESP) Considere as definições seguintes.
I. Pirâmide de números: expressa o número de indivíduos por nível trófico.
II. Pirâmide de biomassa: expressa a massa seca (“peso seco”) de matéria orgânica por nível trófico (g/m2).
III. Pirâmide de energia: expressa a energia acumulada por nível trófico (kJ/m2).
Se o fluxo de energia no Cerrado brasileiro for representado por esses três tipos de pirâmides, o resultado obtido quanto à forma de cada uma será:
5. (UFPR) O estudo de cadeias tróficas é importante para a compreensão das relações entre organismos em um ambiente. Uma forma de estudá-las é pela produtividade, em biomassa, em cada nível da cadeia. Supondo a existência de uma cadeia, num ambiente aquático, com três comunidades de organismos (vegetação, herbívoros e carnívoros) em equilíbrio, qual dos gráficos representa a variação dessas comunidades, em biomassa (g/m2), em função da disponibilidade de luz?
a)
b)
c)
d)
e)
6. (PUC-Rio – RJ) Observe a figura abaixo e responda.
a) O que esse gráfico representa? Explique.
b) O que são os compartimentos e por que eles são representados por barras de diferentes tamanhos?
c) Se esse gráfico representasse um ecossistema aquático, a relação de tamanho entre os compartimentos seria a mesma? Explique.
Biologia em foco
Raposas provocam mudança profunda em ecossistema ártico
[...]
Os manuais de Ecologia pregam que a introdução de predadores exóticos em ecossistemas pode afetar seu delicado estado de equilíbrio dinâmico e provocar alterações imprevisíveis de grande impacto. Um estudo recente da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (EUA) acaba de mostrar a magnitude de uma dessas transformações, resultante da introdução de raposas em algumas ilhas no Círculo Polar Ártico. Os pesquisadores constataram que, em um intervalo de apenas cem anos, os predadores introduzidos provocaram a substituição de um ecossistema inteiro por outro.
A pesquisa foi feita no arquipélago das Aleutas [...]. No final do século XIX, foram introduzidas raposas do Ártico (Alopex lagopus) em ilhas do arquipélago, para a exploração econômica da sua pele. Em algumas delas, a introdução não teve êxito. Outras não receberam os novos predadores e mantiveram suas características originais. Os pesquisadores compararam os ecossistemas das ilhas com e sem raposas [...].
As Aleutas são hábitats naturais para milhares de aves marinhas de cerca de 30 espécies diferentes. O excremento dessas aves (guano) é o principal fertilizante do solo vulcânico dessas ilhas, que é pobre em nutrientes e normalmente é coberto por um ecossistema de gramíneas. As raposas gradativamente dizimaram as aves de algumas ilhas, seus solos empobreceram e os arbustos típicos da tundra, mais adaptados à falta de nutrientes, colonizaram a área e passaram a ser a vegetação predominante.
[...]
Os resultados mostraram que as ilhas livres de raposas tinham o solo consideravelmente mais fértil, além de maior biomassa. [...]
A pesquisa mostrou como um ecossistema inteiro pode ser substituído por outro, mediado pela ação de apenas uma espécie de predador, e permitiu comprovar a maneira como os ecossistemas marinho e terrestre das ilhas estão intimamente associados. [...]
Discuta com os colegas como os estudos ecológicos auxiliaram na compreensão das interações entre os seres vivos que viviam nas ilhas, assim como das características desses ecossistemas.
