Ecologia

Prof. Elias Granato Neto

Introdução

A Natureza tende em direção a um equilíbrio autorregulador quando deixada por si mesma.

Na ausência da presença humana a Natureza existe num estado prístino (ideia de paraíso).

Introdução

• Ecologia = Oikos (casa) + Logia (estudo);

• Ernert Haeckel (1869);

• Economia: nomia (manejo, gerenciamento);

• Economia e Ecologia deveriam andar juntas.

Introdução

• Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem, bem como as suas recíprocas influências (Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)

Introdução

• Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem, bem como as suas recíprocas influências (Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)

Introdução

• Meio ambiente: “circunvizinhança em queuma organização opera, incluindo-se ar, água,solo, recursos naturais, flora fauna, sereshumanos e suas inter-relações.” (ISO14001:2004).

Introdução

• Geografia + geologia + física + fisiologia +genética + evolução + etologia + química... =

Introdução

• Importância:

– Racionalização do uso dos recursos naturais;

– Controle da poluição;

– Controle do crescimento populacional;

Introdução

Introdução

• Estudo:

Conceitos

• Organismo

Unicelulares Pluricelulares

Espécie

• Conjunto de seres vivos com mesmo número cromossômico, capazes de sereproduzirem entre si, originando descendentes férteis. (Definição biológica).

Jumento

Conceitos

• População: Conjunto de organismos damesma espécie que vivem juntos em umadeterminada área e no mesmo período.

Conceitos

• Comunidade ou Biocenose: Conjunto depopulações de diversas espécies que habitamuma mesma região (habitat) numdeterminado período.

Conceitos

• Ecossistema: conjunto formado pela

interação da biota (seres vivos,

comunidades) e a abiota (seres não

vivos/água, luz, vento, solo...)

Conceitos

• Ecossistema:

Conceito

• Ecótono: Transição entre dois ecossistemasvizinhos.

• Alta biodiversidade.

ECÓTONO

Ecossistema 1 Ecossistema 2

Ecossistema Vs Biomas

• Muitas vezes definidos como a mesma coisa;

• Bioma: grande área de vida formada por um complexo de ecossistemas com características homogêneas;

Ecossistema Vs Biomas

Exemplo:

Bioma da Mata Atlântica

Ecossistemas:

Floresta ombrófiladensa;

mata de araucária;

campos de altitude;

restinga;

manguezais.

Ecossistema Vs Biomas

• Ecossistema = Relação entre os seres vivos com abiota.

• Bioma = Fisionomia do ambiente (grandes áreas).

Conceitos

• Biosfera: Inclui a superfície da Terra, os rios,os lagos, mares e oceanos e parte daatmosfera.

Conceitos

• Biótopos: conjunto de condições físicas equímicas que caracterizam um ecossistema oubioma;

Conceitos

• Resistência ambiental: Capacidade de um sistemasuportar variações quando submetido a umaalteração ambiental.

• Resiliência ambiental: Capacidade de um sistemaretornar à sua condição inicial após uma modificação(tempo para retornar ao equilíbrio)

Conceitos

• Potencial biótico: Capacidade máxima dereprodução de uma espécie. Uma espécie queatinja o seu potencial biótico terá umcrescimento populacional exponencial

Conceitos

• Princípio de Gause ou princípio de exclusãocompetitiva: Quando duas espécies diferenteshabitam um mesmo ambiente e têm nichosmuito semelhantes – competição.

Conceitos

• Aposematismo:– Coloração de advertência que

indicam gosto ruim e/outoxicidade.

– Geralmente cores que sedestacam no meio, comovermelho e preto, laranjaentre outras.

• Animais crípticos:– Coloração fosca e por isso

podem passar despercebidos.

Conceitos

• Mimetismo:

– Quando um organismo “imita” outro.

• Camuflagem:

– Capacidade de um organismo passardespercebido no meio em que está inserido.

Desequilíbrio Ambiental

• Até meados do século XIX a atividade humana nãoconcorria de forma tão acentuada para provocarmudanças drásticas que pudessem alterar a biosfera;

• A partir da revolução industrial e das grandes guerrasmundiais transformações com maior intensidade;

• Conforto, bem estar e poder o homem estátransformado o meio ambiente, trazendo a poluição eprovocando tragédias ecológicas;

• Exploração inadequada dos recursos renováveis e nãorenováveis da natureza.

Curiosidade

• 20% da população mundial consome 80% dosrecursos naturais e energia do planeta e produzmais de 80% da poluição e da degradação dosecossistemas;

• 80% da população mundial fica com apenas 20%dos recursos naturais;

• Para reduzir essas disparidades sociais, seriamnecessários, pelo menos, mais dois planetasterra.

(Enem 2012) Para diminuir o acúmulo de lixo e o desperdício demateriais de valor econômico e, assim, reduzir a exploração derecursos naturais, adotou-se, em escala internacional, a política dostrês erres: Redução, Reutilização e Reciclagem. Um exemplo dereciclagem é a utilização de

a) garrafas de vidro retornáveis para cerveja ou refrigerante.

b) latas de alumínio como material para fabricação de lingotes.

c) sacos plásticos de supermercado como acondicionantes de lixocaseiro.

d) embalagens plásticas vazias e limpas para acondicionar outrosalimentos.

e) garrafas PET recortadas em tiras para fabricação de cerdas devassouras.

(Enem 2012) Para diminuir o acúmulo de lixo e o desperdício demateriais de valor econômico e, assim, reduzir a exploração derecursos naturais, adotou-se, em escala internacional, a política dostrês erres: Redução, Reutilização e Reciclagem. Um exemplo dereciclagem é a utilização de

a) garrafas de vidro retornáveis para cerveja ou refrigerante.

b) latas de alumínio como material para fabricação de lingotes.

c) sacos plásticos de supermercado como acondicionantes de lixocaseiro.

d) embalagens plásticas vazias e limpas para acondicionar outrosalimentos.

e) garrafas PET recortadas em tiras para fabricação de cerdas devassouras.

(Enem 2012) O menor tamanduá do mundo é solitário e tem hábitosnoturnos, passa o dia repousando, geralmente em um emaranhadode cipós, com o corpo curvado de tal maneira que forma uma bola.Quando em atividade, se locomove vagarosamente e emite somsemelhante a um assobio. A cada gestação, gera um único filhote. Acria é deixada em uma árvore à noite e é amamentada pela mãe atéque tenha idade para procurar alimento. As fêmeas adultas têmterritórios grandes e o território de um macho inclui o de váriasfêmeas, o que significa que ele tem sempre diversas pretendentes àdisposição para namorar! Ciência Hoje das Crianças, ano 19, n.º 174,nov. 2006 (adaptado). Essa descrição sobre o tamanduá diz respeitoao seu

a) hábitat.

b) biótopo.

c) nível trópico.

d) nicho ecológico.

e) potencial biótico.

(Enem 2012) O menor tamanduá do mundo é solitário e tem hábitosnoturnos, passa o dia repousando, geralmente em um emaranhadode cipós, com o corpo curvado de tal maneira que forma uma bola.Quando em atividade, se locomove vagarosamente e emite somsemelhante a um assobio. A cada gestação, gera um único filhote. Acria é deixada em uma árvore à noite e é amamentada pela mãe atéque tenha idade para procurar alimento. As fêmeas adultas têmterritórios grandes e o território de um macho inclui o de váriasfêmeas, o que significa que ele tem sempre diversas pretendentes àdisposição para namorar! Ciência Hoje das Crianças, ano 19, n.º 174,nov. 2006 (adaptado). Essa descrição sobre o tamanduá diz respeitoao seu

a) hábitat.

b) biótopo.

c) nível trópico.

d) nicho ecológico.

e) potencial biótico.

Relações ecológicasCadeias e Teias

Alimentares

Prof. Elias Granato Neto

Dinâmica de Populações

• Trata do aumento e diminuição do número deindivíduos em uma população natural.

• Fatores de acréscimo populacionala) Taxa de natalidade (N)

b) Taxa de imigração (I)

Fatores de decréscimo populacionala) Taxa de mortalidade (M)

b) Taxa de emigração (E)

Dinâmica de populações

POPULAÇÃO EM CRESCIMENTO

N + I > M + E

POPULAÇÃO EM DECLÍNIO

N + I < M + E

POPULAÇÃO EM EQUILÍBRIO

N + I = M + E

FATORES

DO

MEIO

DESFAVORÁVEISFAVORÁVEIS

POTENCIAL

BIÓTICO

RESISTÊNCIA

AMBIENTAL

ABIÓTICOS X BIÓTICOS

CLIMA

ESPAÇO

ALIMENTO

COMPETIÇÃO

PREDATISMO

PARASITISMO

Dinâmica de populações

Relações Ecológicas

• Intraespecíficas: Indivíduos da mesmaespécie.

• Interespecíficas: Indivíduos de espéciesdiferentes.

Relações Ecológicas

• Harmônicas: trazem benefício para os seresque dela participam (intra/interespecíficas).

Relações Ecológicas

• Colônias (+/+):

– Indivíduos da mesma espécie;

– Grande interdependência;

– Muitas vezes impossível a vida quando isolados;

– Pode ou não ocorrer divisão do trabalho.

• Sociedade (+/+):

– Indivíduos da mesma espécie;

– Podem viver isolados;

– Pode ocorrer grau de diferenciação de formas edivisão de trabalho.

Relações Ecológicas

• Mutualismo (+/+) obrigatório:

– Duas espécies envolvidas são beneficiadas;

– Só consegue viver na presença da outra;

– Ex: Liquens (algas + fungos).

• Cooperação ou Protocooperação (+/+)

– Ambas se beneficiam;

– Associação não é obrigatória.

Relações Ecológicas

• Comensalismo (+/0):

– Benefício para uma espécie mas sem prejuízo paraa outra.

Relações Ecológicas

• Desarmônicas:

– Trazem prejuízos para uma das partes envolvidasou as duas:

– São as responsáveis diretas pelo estabelecimentodo equilíbrio nos ecossistemas e o controle daspopulações que coabitam o mesmo biótopo.

Relações Ecológicas

• Predatismo (+/-):– Uma espécie se alimenta da outra;– Leva a morte.

• Canibalismo (+/-):– Um indivíduo se alimenta de outra da mesma espécie;– Leva a morte.

• Parasitismo (+/-):– Uma espécie se alimenta da outra;– Não é obrigatório a morte.

• Competição (-/-):

RELAÇÕES

ECOLÓGICAS

HARMÔNICAS

(NÃO OCORRE

PREJUÍZO PARA

OS ENVOLVIDOS) INTER-ESPECÍFICAS

(OCORREM ENTRE

INDIVÍDUOS DE ESPÉCIES

DIFERENTES, DENTRO DAS

COMUNIDADES)

INTRA-ESPECÍFICAS

(OCORREM ENTRE

INDIVÍDUOS DA MESMA

ESPÉCIE, DENTRO DAS

POPULAÇÕES)

COLÔNIA ( + / +)(INDIVÍDUOS UNIDOS ANATOMICAMENTE,

DIVIDINDO OU NÃO FUNÇÕES)

EX: BACTÉRIAS, ESPONJAS, CORAIS, CRACAS

SOCIEDADE (+ / +)(INDIVÍDUOS NÃO UNIDOS ANATOMICAMENTE,

ORGANIZADOS COOPERATIVAMNETE)

EX: ABELHAS, VESPAS, CUPINS, FORMIGAS

PROTOCOOPERAÇÃO (+ / +)

(BENEFÍCIOS MÚTUOS ONDE A ASSOCIAÇÃO

NÃO É OBRIGATÓRIA)

EX: CROCODILO-PÁSSARO PALITO, ANU-GADO

MUTUALISMO (+ / +)(BENEFÍCIOS MÚTUOS ONDE A ASSOCIAÇÃO É

OBRIGATÓRIA ENTRE OS INDIVÍDUOS)

EX: LÍQUENS, RUMINANTES E BACTÉRIAS

COMENSALISMO (+ / 0)(ORGANISMO SE ALIMENTA DE RESTOS ALIMEN-

TARES DE OUTRO)

EX: HIENA E LEÃO, TUBARÃO E RÊMORA

INQUILINISMO (+ / 0)

EX: HOLOTÚRIA/ PEIXE PALITO

FORESIA (+/0)

EX: PÁSSARO/ VEGETAL

EPIFITISMO (+/0)

EX: EPIFITISMO(ORQUÍDEAS E BROMÉLIAS)

RELAÇÕES

ECOLÓGICAS

DESARMÔNICAS

( OCORRE PREJUÍZO

PARA UM DOS

ENVOLVIDOS) INTER-ESPECÍFICAS

(OCORREM ENTRE

INDIVÍDUOS DE ESPÉCIES

DIFERENTES, DENTRO DAS

COMUNIDADES)

INTRA-ESPECÍFICAS

(OCORREM ENTRE

INDIVÍDUOS DA MESMA

ESPÉCIE, DENTRO DAS

POPULAÇÕES)

CANIBALISMO ( + / -)(INDIVÍDUOS QUE SE ALIMENTAM DE OUTROS

DA MESMA ESPÉCIE.)

COMPETIÇÃO (- / -)(INDIVÍDUOS CONCORREM PELOS MESMOS

RECURSOS DO MEIO.)

EX: ZEBRAS DISPUTANDO A MESMA PASTAGEM

COMPETIÇÃO (- / -)(INDIVÍDUOS CONCORREM PELOS MESMOS

RECURSOS DO MEIO.)

EX: LEÕES E HIENAS DISPUTANDO A ZEBRA

PREDATISMO (+ / -)(INDIVÍDUOS MATAM E COMEM OUTROS DE

ESPÉCIES DIFERENTES.)

EX: LEÃO MATA E COME A ZEBRA

AMENSALISMO (+ / -)(INDIVÍDUO LIBERA SUBSTÂNCIA QUE IMPEDE

O DESENVOLVIMENTO DE OUTRO.)

EX: FUNGOS QUE PRODUZEM ANTIBIÓTICOS

PARASITISMO (+ / -)(INDIVÍDUO VIVE ÀS CUSTAS DE OUTRO,)

EX: LOMBRIGAS, CARRAPATO, VÍRUS, ETC

Cadeias Alimentares

• A cadeia alimentar, também conhecida comocadeia trófica, são representações linearesdas relações tróficas em um ecossistema.

Obs Setas: serve de alimento

para...

Cadeias Alimentares

• Produtores: capazes de fixar a energia luminosasob a forma de energia química. São chamadosautótrofos.

- Produtores fotossintetizantes (plantas algasfitoplâncton);

- Produtores quimiossintetizantes (bactérias).

Cadeias Alimentares

• Consumidores:– Não produzem seu alimento (heterótrofos);

– Nutrem-se dos produtores (direta ou indiretamente).

– Consumidores primários (C1): herbívoros e parasitas deplantas verdes;

– Consumidores secundários (C2): são os carnívoros quese alimentam de herbívoros;

– Consumidores terciários (C3): são os carnívoros que sealimentam de carnívoros...

Cadeias Alimentares

• Consumidores:– Decompositores: decompõe matéria orgânica

morta em inorgânica, num processo natural dereciclagem de matéria.

• Detritívoros – São os seres vivos que se alimentam de restos

orgânicos, como partes de animais mortos porpredadores e depois abandonados, ou estruturasorgânicas que caem no solo, como folhas,epidermes de cobras e pelos de mamíferos.

Capim Grilo Sapo Cobra Seriema

Fungos e bactérias

Hábito alimentar

Grau de consumo

Nível trófico (NT)

Produtor

Produtor

Herbívoro Carnívoros

Consumidorprimário

Consumidorsecundário

Consumidorterciário

Consumidorquaternário

1° NT 2° NT 3° NT 4° NT 5° NT

Decompositores

Cadeias Alimentares

Teia Alimentar

É um conjunto de cadeiasalimentares interconectadas,geralmente representadocomo um diagrama dasrelações entre os diversosorganismos de umecossistema.

Na charge, a arrogância do gatocom relação ao comportamentoalimentar da minhoca, do pontode vista biológico,a) não se justifica, porque

ambos, como consumidores,devem "cavar" diariamente oseu próprio alimento.

b) é justificável, visto que ofelino possui função superiorà da minhoca numa teiaalimentar.

c) não se justifica, porqueambos são consumidoresprimários em uma teiaalimentar.

d) é justificável, porque asminhocas, por sealimentarem de detritos, nãoparticipam das cadeiasalimentares.

e) é justificável, porque osvertebrados ocupam o topodas teias alimentares.

Na charge, a arrogância do gatocom relação ao comportamentoalimentar da minhoca, do pontode vista biológico,a) não se justifica, porque

ambos, como consumidores,devem "cavar" diariamente oseu próprio alimento.

b) é justificável, visto que ofelino possui função superiorà da minhoca numa teiaalimentar.

c) não se justifica, porqueambos são consumidoresprimários em uma teiaalimentar.

d) é justificável, porque asminhocas, por sealimentarem de detritos, nãoparticipam das cadeiasalimentares.

e) é justificável, porque osvertebrados ocupam o topodas teias alimentares.

Um agricultor, que possui uma plantação de milho e uma criação de galinhas, passou a ter sériosproblemas com os cachorros-do-mato que atacavam sua criação. O agricultor, ajudado pelosvizinhos, exterminou os cachorros-do-mato da região. Passado pouco tempo, houve um grandeaumento no número de pássaros e roedores que passaram a atacar as lavouras. Nova campanhade extermínio e, logo depois da destruição dos pássaros e roedores, uma grande praga degafanhotos, destruiu totalmente a plantação de milho e as galinhas ficaram sem alimento.

Analisando o caso anterior, podemos perceber que houve desequilíbrio na teia alimentarrepresentada por:

Um agricultor, que possui uma plantação de milho e uma criação de galinhas, passou a ter sériosproblemas com os cachorros-do-mato que atacavam sua criação. O agricultor, ajudado pelosvizinhos, exterminou os cachorros-do-mato da região. Passado pouco tempo, houve um grandeaumento no número de pássaros e roedores que passaram a atacar as lavouras. Nova campanhade extermínio e, logo depois da destruição dos pássaros e roedores, uma grande praga degafanhotos, destruiu totalmente a plantação de milho e as galinhas ficaram sem alimento.

Analisando o caso anterior, podemos perceber que houve desequilíbrio na teia alimentarrepresentada por:

Na região sul da Bahia, o cacau tem sido cultivado por meio de diferentes sistemas. Em umdeles, o convencional, a primeira etapa de preparação do solo corresponde à retirada damata e à queimada dos tocos e das raízes. Em seguida, para o plantio da quantidademáxima de cacau na área, os pés de cacau são plantados próximos uns dos outros. Nocultivo pelo sistema chamado cabruca, os pés de cacau são abrigados entre as plantas demaior porte, em espaço aberto criado pela derrubada apenas das plantas de pequenoporte. Os cacaueiros dessa região têm sido atacados e devastados pelo fungo chamadovassoura-de-bruxa, que se reproduz em ambiente quente e úmido por meio de esporos quese espalham no meio aéreo. As condições ambientais em que os pés de cacau são plantadose as condições de vida do fungo vassoura-de-bruxa, mencionadas anteriormente, permitemsupor-se que sejam mais intensamente atacados por esse fungo os cacaueiros plantados pormeio do sistema

a) convencional, pois os pés de cacau ficam mais expostos ao sol, o que facilita areprodução do parasita.

b) convencional, pois a proximidade entre os pés de cacau facilita a disseminação dadoença.

c) convencional, pois o calor das queimadas cria as condições ideais de reprodução dofungo.

d) cabruca, pois os cacaueiros não suportam a sombra e, portanto, terão seu crescimentoprejudicado e adoecerão.

e) cabruca, pois, na competição com outras espécies, os cacaueiros ficam enfraquecidos eadoecem mais facilmente.

Na região sul da Bahia, o cacau tem sido cultivado por meio de diferentes sistemas. Em umdeles, o convencional, a primeira etapa de preparação do solo corresponde à retirada damata e à queimada dos tocos e das raízes. Em seguida, para o plantio da quantidademáxima de cacau na área, os pés de cacau são plantados próximos uns dos outros. Nocultivo pelo sistema chamado cabruca, os pés de cacau são abrigados entre as plantas demaior porte, em espaço aberto criado pela derrubada apenas das plantas de pequenoporte. Os cacaueiros dessa região têm sido atacados e devastados pelo fungo chamadovassoura-de-bruxa, que se reproduz em ambiente quente e úmido por meio de esporos quese espalham no meio aéreo. As condições ambientais em que os pés de cacau são plantadose as condições de vida do fungo vassoura-de-bruxa, mencionadas anteriormente, permitemsupor-se que sejam mais intensamente atacados por esse fungo os cacaueiros plantados pormeio do sistema

a) convencional, pois os pés de cacau ficam mais expostos ao sol, o que facilita areprodução do parasita.

b) convencional, pois a proximidade entre os pés de cacau facilita a disseminação dadoença.

c) convencional, pois o calor das queimadas cria as condições ideais de reprodução dofungo.

d) cabruca, pois os cacaueiros não suportam a sombra e, portanto, terão seu crescimentoprejudicado e adoecerão.

e) cabruca, pois, na competição com outras espécies, os cacaueiros ficam enfraquecidos eadoecem mais facilmente.

A atividade pesqueira é antes de tudo extrativista, o que causa impactos ambientais.Muitas espécies já apresentam sério comprometimento em seus estoques e, paradiminuir esse impacto, várias espécies vêm sendo cultivadas. No Brasil, o cultivo dealgas, mexilhões, ostras, peixes e camarões vem sendo realizado há alguns anos, comgrande sucesso, graças ao estudo minucioso da biologia dessas espécies.

Os crustáceos decápodes, por exemplo, apresentam durante seu desenvolvimentolarvário, várias etapas com mudança radical de sua forma. Não só a sua forma muda,mas também a sua alimentação e habitat. Isso faz com que os criadores estejamatentos a essas mudanças, porque a alimentação ministrada tem de mudar a cadafase. Se para o criador, essas mudanças são um problema para a espécie em questão,essa metamorfose apresenta uma vantagem importante para sua sobrevivência, pois

a) aumenta a predação entre os indivíduos.b) aumenta o ritmo de crescimento.c) diminui a competição entre os indivíduos da mesma espécie.d) diminui a quantidade de nichos ecológicos ocupados pela espécie.e) mantém a uniformidade da espécie.

A atividade pesqueira é antes de tudo extrativista, o que causa impactos ambientais.Muitas espécies já apresentam sério comprometimento em seus estoques e, paradiminuir esse impacto, várias espécies vêm sendo cultivadas. No Brasil, o cultivo dealgas, mexilhões, ostras, peixes e camarões vem sendo realizado há alguns anos, comgrande sucesso, graças ao estudo minucioso da biologia dessas espécies.

Os crustáceos decápodes, por exemplo, apresentam durante seu desenvolvimentolarvário, várias etapas com mudança radical de sua forma. Não só a sua forma muda,mas também a sua alimentação e habitat. Isso faz com que os criadores estejamatentos a essas mudanças, porque a alimentação ministrada tem de mudar a cadafase. Se para o criador, essas mudanças são um problema para a espécie em questão,essa metamorfose apresenta uma vantagem importante para sua sobrevivência, pois

a) aumenta a predação entre os indivíduos.b) aumenta o ritmo de crescimento.c) diminui a competição entre os indivíduos da mesma espécie.d) diminui a quantidade de nichos ecológicos ocupados pela espécie.e) mantém a uniformidade da espécie.

Ciclo da matéria e fluxo de energia

Prof. Elias Granato Neto

Introdução

• Como os seres vivos obtêm energia?

– Os nutrientes que obtemos através dos alimentosfornecem energia e materiais de construção.

– Nutrientes: elemento necessário para ocrescimento de um organismo.

Introdução

• Tipos de nutrientes de acordo com aquantidade nos seres vivos:

Introdução

• Elementos químicos nutrientes se apresentamna forma orgânica ou incorporados àbiomassa e aos detritos;

• Ciclagem de nutrientes: alternância entre duasformas.

Introdução

• Ciclagem de nutrientes;– Depende de processos biológicos, físicos e

químicos = ciclos biogeoquímicos;

– Os produtores são responsáveis pela incorporaçãoinicial dos nutrientes a biomassa;

– Os decompositores são responsáveis pelaremineralização (retorno aos estoquesinorgânicos).

Introdução

• Remineralização:

– Decomposição;

– Ao longo da cadeia alimentar:

• Degrada AA e libera CO2, H2O e N (forma deamônia).

Produção

• Os glícidos são utilizados pelas células para aprodução de energia Começa pela fotossíntese.

Produção

• Os glícidos são utilizados pelas células para aprodução de energia Começa pela fotossíntese.

Água + Dióxido de carbono Glicose + Oxigénio

H2O C6H12O6

Energia luminosa

CO2 O2

Matéria inorgânica

Transforma-se em

Matéria orgânica

Produção

• A energia presente nas ligações químicaschama-se energia química;

Produção

Produção

Comparem a quantidade de ligaçõesquímicas, ou seja, de energia química nasmoléculas de água ou de dióxido decarbono com a da glicose e oxigênio?

Produção

Comparem a quantidade de ligaçõesquímicas, ou seja, de energia química nasmoléculas de água ou de dióxido decarbono com a da glicose e oxigênio?

Então onde é que as células das plantasvão buscar a energia para ligar todos osátomos que constituem a molécula deglicose?

Produção

• Os produtores conseguem produzir o próprioalimento;

– Transformam matéria inorgânica em orgânica;

– Transformam energia luminosa em química;A fonte inicial de matéria orgânica nos

ecossistemas

Os seres autotróficos

A fonte de energia nos ecossistemas?

O Sol –energia luminosa

Produção

Remineralização

• Detritívoros:

– Quebra física das massas.

• Decompositores:

– Depende da temperatura, disponibilidade hídrica e tipo da matéria orgânica.

Ciclo da Matéria

• Vegetais Herbívoros Carnívoros ...

Produtores C1 C2 ...Seres vivos que

produzem matéria orgânica a partir de

substâncias minerais. Ex: plantas.

Seres vivos incapazes de produzir matéria

orgânica a partir de substâncias minerais,

alimentando-se de outros seres vivos.

Ex: Homem.

Seres vivos que degradam /

decompõem a matéria orgânica proveniente

de cadáveres, excrementos, detritos

animais ou vegetais em substâncias minerais que ficam de novo no meio, disponíveis para

os produtores.Ex: Fungos.

Ciclo da Matéria

• Vegetais Herbívoros Carnívoros ...

Produtores C1 C2 ...

Seres humanos nãopodem sercontabilizados em umnível trófico emparticular, já que o serhumano se alimenta deprodutores, herbívoros,carnívoros e atédecompositores.

Ciclo da Matéria

Fluxo de Energia

• A energia inicialmente armazenada pelos produtores, por meio da fotossíntese,retorna ao ambiente não vivo (meio físico) na forma de calor ao longo das cadeiasalimentares.

Energia Luminosa Produtores Energia Química

Libera a maior parte da energia das moléculas de glicose para o ambiente

(forma de calor)

Parte da Glicose utilizadaNa respiração celular

(Produzir ATP)

A glicose restante é para o crescimento e no

armazenamento de matéria orgânica, rica em

energia.

C1 utilizam parte da energia do alimento para a produção de nova matéria orgânica (proteínas e gorduras).

A maior parte da energia do alimento é perdida e

liberada como calor.

Fluxo de Energia

• Matéria orgânica disponível para o próximo nível trófico:

– Partes não consumidas (raízes, pelos, ossos…);

– Partes não digeridas (excrementos);

– Parte degradada na respiração celular (obtenção de energia);

– Uma pequena parte é utilizada para a formação das estruturas do organismo (10%).

Fluxo de Energia

Fluxo de Energia

• O fluxo de energia é unidirecional

Fluxo de Energia

• Consequências da perda de energia:

– As cadeias alimentares, particularmente as terrestres, têmum número reduzido de níveis tróficos;

– O número de produtores deverá ser muito superior ao dosconsumidores;

– A biomassa dos produtores deverá ser muito superior àdos consumidores.

Pirâmides Ecológicas

Introdução

• Formas de representar quantitativamente asrelações alimentares;

• Esquema gráfico da transferência de matéria eenergia nos ecossistemas;

• Perda de matéria e energia em cada nível trófico,na forma de CALOR.;

• Tipos: Números, Ecológica, Biomassa e Energia.

Pirâmides Ecológicas

• Representações gráficas que facilitam acompreensão das cadeias alimentares.

• Iniciam com os produtores na base, e os níveistróficos dos consumidores são representadosem sequência.

Pirâmides de Números

• Representada a quantidade de indivíduos decada nível trófico existente em determinadaregião.

Pirâmides de Biomassa

• Indicam quanto de massa seca (matériaorgânica) está presente em cada nível tróficoem determinada área;

• De maneira geral, a quantidade de biomassaé decrescente ao longo da cadeia alimentar.

Pirâmides de Biomassa (Aquática)

• Apresenta base estreita, devido à presença de menorquantidade de biomassa no nível dos produtores(fitoplâncton) do que no de consumidores de primeira ordem(zooplâncton).

Reproduzem-se muito rapidamente,repondo assim os indivíduosconsumidos pelo zooplâncton.

Pirâmide de Energia

• Sempre representa valores decrescentes,devido à perda de energia para o ambientenão vivo (meio físico) ao longo de todas ascadeias alimentares.

Bioacumulação

Fitoremediação

• Fitoextração: acumulação doscontaminantes no caule, raiz efolhas.

• Fitoestabilização: estabiliza ocontaminante no solo ou raiz.

• Fitodegradação: Degradação decontaminantes orgânicos porenzimas.

• Fitoestimulação: estimulação dosmicrorganismos degradantes dematéria orgânica.

• Fitofiltração: utilizado pararemover contaminantes da água.

• Há diversas maneiras de o ser humano obter energia para seu própriometabolismo utilizando energia armazenada na cana-de-açúcar. O esquemaa seguir apresenta quatro alternativas dessa utilização. A partir dessasinformações, conclui-se que

a) a alternativa 1 é a que envolve maior diversidade de atividadeseconômicas.

b) a alternativa 2 é a que provoca maior emissão de gás carbônico para aatmosfera.

c) as alternativas 3 e 4 são as que requerem menor conhecimentotecnológico.

d) todas as alternativas requerem trabalho humano para a obtenção deenergia.

e) todas as alternativas ilustram o consumo direto, pelo ser humano, daenergia armazenada na cana.

Ecossistemas e Manutenção da Vida

Prof. Elias Granato Neto

Ecossistemas

• Os ecossistemas são abertos e se mantêm através do fluxo deenergia solar – sistema aberto;

• Primeira lei da termodinâmica (ou lei da conservação da energia):

– “A energia pode se transformar de uma forma em outra, mas não

pode ser criada ou destruída”;

• Segunda lei da termodinâmica:

– “Todo o processo de transformação de energia dá-se a partir de uma

maneira mais nobre para uma menos nobre, ou de menor qualidade”

FLORA PRODUTORES

Composto pelas plantas da margem e do fundo da lagoa e por algas microscópicas, as quais são as maiores responsáveis pela oxigenação do ambiente aquático e terrestre; à esta categoria formada pelas algas microscópicas chamamos fitoplâncton.

FAUNACONSUMIDORES PRIMÁRIOS

Composto por pequenos animais flutuantes (chamados Zooplâncton), caramujos e peixes herbívoros, todos se alimentado diretamente dos vegetais.

CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS

São aqueles que alimentam-se do nível anterior, ou seja, peixes carnívoros, insetos, cágados, etc.,

CONSUMIDORES TERCIÁRIOS

As aves aquáticas são o principal componente desta categoria, alimentando-se dos consumidores secundários.

DECOMPOSITORESEsta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora, alimentando-se no entanto dos restos destes, e sendo composta por fungos e bactérias.

Ecossistema aquático

ENERGIA

FLORA Produtores

Formado por todos os componentes fotossintetizantes, os quais produzem seu próprio alimento (autótrofos) tais como gramíneas, ervas rasteiras, liquens, arbustos, trepadeiras e árvores;

FAUNAConsumidores

primários

São todos os herbívoros, que no caso dos ecossistemas terrestres tratam-se de insetos, roedores, aves e ruminantes;

Consumidores Secundários

Alimentam-se diretamente dos consumidores primários (herbívoros). São formados principalmente por carnívoros de pequeno porte;

Consumidores terciários

Tratam-se de consumidores de porte maior que alimentam-se dos consumidores secundários;

DecompositoresAqui também como no caso dos ecossistemas aquáticos, esta

categoria não pertence nem a fauna e nem a flora e sendo composta por fungos e bactérias.

Ecossistema Terrestre

ENERGIA

Ecossistemas

• Os ecossistemas resistem as mudanças, ouseja, são autoreguladores – homeostase;

• Perda da homeostase = Impacto ambiental.

• A energia entre os organismos de umecossistema é cíclica.

Ecossistemas

Produtividade do Ecossistema

• Produtividade primária bruta (PPB)

PPB = massa de matéria orgânica produzida/tempo/área

• Descontando desse total a quantidade de matéria orgânicaconsumida pela comunidade, durante esse período,na respiração (R), temos a produtividade primária líquida(PPL:

PPL = PPB – R

Produtividade do Ecossistema

• A produtividade de um ecossistema dependede diversos fatores:

– Luz;

– Água;

– Gás carbônico;

– Disponibilidade de nutrientes;

– Estação do ano.

Produtividade do Ecossistema

• Ecossistemas estáveis:

– Frequência da produção (P) = Consumo (R).

– P/R = 1.

Eficiência Ecológica

• Porcentagem de energia transferida de um níveltrófico para o outro, em uma cadeia alimentar;

• Normalmente a eficiência é de cerca de 10% (Lei deElton);

• Quanto maior o nível trófico do organismo menora quantidade de energia disponível.

Eficiência Ecológica

• Áreas de maior concentração luminosa;

– Mais energia;

– Muitos ecossistemas;

– Maior biodiversidade;

Alterações no Ecossistema

• Espécies exóticas;

• Desmatamento; Problemas Ambientais

• Poluição;

Alterações no Ecossistema

• Problema ambiental deve ser entendido comoum desequilíbrio provocado por um choque,um "trauma ecológico", um impactoambiental, resultante da ação antrópica(homem) sobre o meio ambiente.

Biodiversidade

Alterações no Ecossistema

• Contaminação:– Presença, num ambiente, de seres patogênicos, que

provocam doenças; ou substâncias, em concentraçãonociva ao ser humano.

• Poluição– Alteração ecológica, ou seja, uma alteração na relação

entre os seres vivos, provocada pelo ser humano, queprejudique, direta ou indiretamente, nosso bem-estar,como danos aos recursos e impedimentos a atividadeseconômicas como a pesca e a agricultura.

Origem da Poluição

• Atividades humanas:– Fumaça da queima de combustível fóssil,

aerossóis tóxicos, poeira industrial ou de veículos,aplicação de agrotóxicos, vazamentos radioativos,liberação de água aquecida industrial em meiosaquáticos.

• Naturais:– Gases e poeiras de vulcões, metano, fumaça, e

fuligem de incêndios naturais.

Poluição

• Fatores causadores– Desenvolvimento da indústria;

– Crescimento da população humana;

• Principais ações antrópicas– Atividade industrial;– Agricultura;– Pecuária;– Mineração;– Queima de combustíveis fósseis.

Poluição

• Principais tipos de poluição

– Poluição atmosférica;– Poluição hídrica;– Poluição do solo;– Poluição térmica;– Poluição sonora;– Poluição visual.

Bioacumulação e Biomagnificação

• Bioacumulação ou magnificação biológica: – substâncias tóxicas são

acumuladas nos seres vivos;

• Biomagnificação ou magnificação trófica: – é o aumento progressivo

da concentração de poluentes ao longo da cadeia.

Desmatamento

• Risco de apagões causados por falta d´água para as hidrelétricas;

• Maior risco de quebras de safras em todas as regiões brasileiras;

• Aumento do desemprego na área rural;

• Aumento do fluxo migratório campo – cidades;

• Inchaço populacional dos grandes centros;

• Aumento do desemprego urbano e da violência em geral;

• Aumento da fome, das doenças e epidemias;

• Prejuízos econômicos diversos e incalculáveis;

• Aumento da mortalidade infantil e geral.

Desmatamento

• “Historicamente, a implantação de grandesobras de infraestrutura – a abertura derodovias, em particular – tem sido a grandeindutora do desmatamento na Amazônia”.

Ocupação tipo espinha de peixe a partir da abertura da BR 230, estrada não

pavimentada

Desmatamento

Desmatamento

Desmatamento

Desmatamento

http://www.oeco.org.br

Ciclo da Água

Ciclo do Carbono

• Plantas são estoques de carbono:

– ~ 42% de sua composição;

– Fixados por meio da fotossíntese (CO2);

• Também realizada por algas e cianobactérias;

Ciclo do Carbono

Ciclo do Carbono

• Animais adquirem átomos de carbono pelaalimentação;

• Respiração + decomposição + Combustão =liberam gás carbônico;

• Alterações neste ciclo geram problemasambientais.

Efeito Estufa

Efeito Estufa

• Da radiação solar que chega à Terra, parte é refletida pelasnuvens e pela superfície terrestre, enquanto outra parte éabsorvida.

• Dessa energia absorvida, grande parte é irradiada na forma decalor (radiação infravermelha) mantendo a superfície terrestreaquecida.

• Vapor d’água, gás carbônico (CO2), metano (CH4), dióxido denitrogênio (NO2) são os principais responsáveis pela absorção decalor.

• Esse fenômeno que ocorre naturalmente.

Efeito Estufa

• Efeito Estufa

₋ Acredita-se que com a emissão crescente de gás carbônicoproveniente da queima de combustíveis fósseis, estejaocorrendo uma intensificação do efeito estufa.

Principal causa do aquecimento global

Os chamados “céticos de clima” consideram que o gás carbônico não gera efeitosconclusivos sobre o clima, principalmente no sentido de intensificar o efeito estufa.Além disso, mesmo que esses efeitos climáticos ocorressem pelos gases-estufa, elesseriam mínimos, pois os principais reguladores do clima em ordem global são os raiossolares e os oceanos. Fonte: Brasil Escola

Efeito Estufa

• Protocolo de Kyoto - 1997

₋ Convenção sobre mudança climática em Kyoto, Japão ;

₋ Objetivo: Redução na emissão de gases de efeito estufa na atmosfera,principalmente pelos países desenvolvendo, visando impedir alteraçõesno sistema climático.

₋ Meta: reduzir em 5,2% a emissão de gases estufa até o ano 2012,partindo-se dos níveis de 1990.

₋ Assinado inicialmente por 175 países;

Branqueamento dos Corais

• Em ambientes aquáticos:

– Gás carbônico + água = ácido carbônico (Reduz o pH da água);

– Aumento da temperatura da água (aquecimento global);

– Perda das algas simbióticas (zooxantelas).

Ciclo do Nitrogênio

Ciclo do Nitrogênio

• O nitrogênio é essencial a vida:

– Constituem aminoácidos e bases nitrogenadas,utilizadas para a síntese de proteínas e demoléculas de DNA, RNA e ATP.

– Maior constituinte da atmosfera terrestre (Cercade 79%) - nitrogênio gasoso (N2).

Ciclo do Nitrogênio

• Somente algumas bactérias realizam suafixação biológica;

– Formação da amônia (NH3) utilizado na síntesede aminoácidos e bases nitrogenadas.

Ciclo do Nitrogênio

• Nitrificação e Desnritificação;

Moléculas de amônia livres (Bactérias)

Nitrito

Nitrato(Bactérias)

(Bactérias)

Ciclo do Nitrogênio

• Adubação verde:– Decomposição de restos orgânicos de plantas

leguminosas libera amônia no solo favorece asbactérias nitrificantes (enriquecimento do solo comnitrato);

• Plantas carnívoras:– Vivem em solos pobres em nitrogênio;

– Digestão de insetos (adquirem os aminoácidos e basesnitrogenadas necessários).

Poluição Atmosférica• Distribuição aproximada dos principais poluentes do ar nas

grandes metrópoles.

Composição Atmosférica

• Monóxido de carbono (CO)

₋ Gás incolor e Inodoro;

₋ Extremamente tóxico;

₋ Liga-se irreversivelmente com a hemoglobina;

₋ Podendo causar morte por asfixia;

₋ Liberado na queima incompleta de compostos orgânicos;

Poluição Atmosférica

• Dióxido de enxofre (SO2)

₋ Produzido em processos industriais eveículos automotores;

₋ Pode causar bronquite, asma eenfisema pulmonar...

₋ Reage com o vapor d’água, formandoo ácido sulfúrico (H2SO4), queprecipita originando a chuva ácida.

Poluição Atmosférica

₋ Provoca bronquite,asma e enfisemapulmonar...

₋ Reage com o vapord’água e origina oácido nítrico (HNO3),o que contribui paraa formação dechuvas ácidas.

Poluição Atmosférica• Dióxido de nitrogênio (NO2)₋ Liberado principalmente pela atividade industrial;

• Chuva ácida

₋ Diminuição do pH em ambientes aquáticos (inibe ocrescimento de fitoplânctons);

₋ Morte e danos em plantas;

₋ Destruição de bactérias e fungos simbiontes;₋₋Diminuição da biodiversidade;

₋ Afeta patrimônios culturais.

Poluição Atmosférica

Poluição Atmosférica

• Inversão térmica

₋ Camadas de ar mais baixas: maisquentes (absorção do calor irradiadopela superfície terrestre);

₋ O ar quente, por ser menos denso,sobe levando consigo os poluentes;

₋ Ao subir o ar torna-se frio e denso eacaba descendo novamente, criandouma corrente de convecção.

Poluição Atmosférica

• Inversão térmica

• Nos meses de inverno, o solo torna-se mais frio, o que resfriaa camada de ar imediatamente acima (inversão térmica).

• Acúmulo de poluentes no ar dascidades;• Doenças respiratórias.

Poluição Atmosférica

• Smog fotoquímico

₋ Horários de maior incidência de radiação solar;

₋ Reação entre poluentes (automóveis + indústrias) = Ozônio epoluentes mais prejudiciais à saúde humana;

₋ Causam irritação nos olhos e vias respiratórias e destruiçãodos cílios das vias aéreas;

Poluição Atmosférica

• Destruição da camada de ozônio:

• O ozônio (O3)forma-se a partir do gás oxigênio (O2);

• A camada de ozônio filtra a radiação ultravioleta provenientedo sol;

Alto potencial mutagênico

Eutrofização

• Excesso de nutrientes inorgânicos na águanaturalmente ou em consequência de açõeshumanas;

– Fertilizantes;

– Decomposição de esgotos orgânicos;

• Aumento excessivo do fitoplâncton (algas ecianobactérias) floração das águas.

↑ níveis de Nitrogênio, Potássio e fósforo na água

Crescimento populacional de fitoplancton, que produzem oxigênio

na fotossíntese.

Proliferação de bactérias

decompositoras aeróbicas.

Redução da concentração de

oxigênio dissolvido na água.

Morte de vários animais

aquáticos (peixes)

Proliferação de bactérias

anaeróbicas

Produção de gases malcheirosos

gás metano e gás sulfídrico

Poluição do rio/lago/mar

Lagoa da Pampulha

Rio Tietê

Maré Vermelha

• Ocorre devido ao acúmulode algas unicelulares(dinoflagelados);

• Muitas vezes o acúmulodessas algas se deve aoprocesso de eutrofização;

• Em excesso, as algasproduzem componentesquímicos tóxicos na água,causando a morte demilhares de peixes.(amensalismo).

Sucessão Ecológica

Sucessão Ecológica

• Sequência de comunidades que se instalam em umambiente ao longo do tempo até o estabelecimentoda comunidade clímax;

Os liquens iniciam a sucessão primária em superfícies rochosas

Desagregam rochas, promovendo a formação do solo

Favorece a fixação de plantas.

Formação de camadas mais espessas de

terra

Espécies de vegetais

(comunidade intermediária)

Espécies de vegetais (comunidade clímax)

Novo Solo

Sucessão Ecológica

• Primária:

– Inicia-se em um local onde não houve ainda acolonização por vegetais;

• Secundária:

– Em local onde uma comunidade vegetal foidestruída por fenômenos naturais ou devido àação humana.

Sucessão Ecológica

• Comunidade pioneira (ecese):

– Iinicia a colonização;

– Composta por espécies vegetais, que vivem sob alta luminosidade, têm rápido crescimento e apresentam elevada taxa de reprodução.

• Comunidades intermediárias (seres ou secundárias);

– Formadas por espécies vegetais que substituem as plantas pioneiras;

– Espécies arbustivas;

• Comunidade clímax:

– Comunidade mais estável (equilíbrio);

– Frequentemente formada por espécies maiores, de crescimento lento e de vida longa.

Sucessão Ecológica

Aumento da taxa de fotossíntese, taxa de respiração, biomassa, biodiversidade, duração da vida, tempo de

retenção de nutrientes no corpo dos vegetais e número de relações ecológicas.