Biologia dos rios e ribeiros

Ecologia II
Módulo «Ecossistemas aquáticos»
Licenciatura em Ecoturismo
Manuela Abelho
 7.Ecossistemas marinhos
Sector de Biologia e Ecologia
[email protected]
 Geografia e estrutura dos
oceanos
 Características físicoquímicas
 Costas marinhas: marés;
estrutura e biologia das costas
rochosas e arenosas
 Mamíferos marinhos
observáveis na costa
portuguesa: focas e cetáceos
Geografia dos oceanos
 Ocupam mais de 360 milhões km2 da superfície terrestre;
massa de água interligada
 3 bacias principais, com mares mais pequenos nas margens
 Oceano Pacífico: 180 milhões km2, profundidade média > 4000
m; Fossa das Marianas >10000 m
 Oceano Atlântico: 106 milhões km2, profundidade média  3900
m
 Mar Mediterrâneo, Mar Negro, Mar do Norte, Mar Báltico, Golfo
do México, Mar das Caraíbas
 Oceano Índico: <75 milhões km2, profundidade média  3900 m
Distribuição geográfica dos oceanos
Estrutura dos oceanos
Zonação horizontal
Zonação vertical
 Zona litoral ou intertidal:
 Zona epipelágica: camada
sob a influência das marés
 Zona nerítica: estende-se até
à margem da plataforma
continental, onde a
profundidade é cerca de 200m
 Zona oceânica: depois da
plataforma continental




superficial da água;
profundidade até 200m
Zona mesopelágica: entre
200 e 1000m de profundidade
Zona batipelágica: entre 1000
e 4000m de profundidade
Zona abissal: entre 4000 e
6000m de profundidade
Zona hadal: profundidade
maior que 6000m
Estrutura dos oceanos
A crosta oceânica
A crosta oceânica está em contínuo movimento e as principais características
topográficas do oceano reflectem esse movimento
Características físicas dos oceanos: luz
 Cerca de 80% (principalmente ultravioleta e infravermelha)
absorvida nos primeiros 10 m
 A radiação azul é a que penetra até mais fundo e por isso
abaixo dos 50-60 m de profundidade o tom do mar é azulescuro
 A quantidade de luz que penetra até 600 m de
profundidade é equivalente à luz que chega à terra vinda de
uma estrela
 Da superfície para o fundo há um decréscimo de luz e de
temperatura
Características físicas dos oceanos: temperatura
 Estratificação térmica devida ao aquecimento provocado




pela radiação solar; uma camada mais quente e menos
densa flutua sobre uma camada mais fria e mais densa
Temperatura média anual da água superficial varia com a
latitude; -1.5ºC no Antárctico a 27ºC no Equador
Amplitude máxima anual (7-9ºC) ocorre na zona
temperada acima dos 40ºN de latitude
No Equador, a amplitude máxima é semelhante à variação
diária (1ºC)
A maior estabilidade ocorre a 100 m de profundidade, onde
a amplitude térmica anual é <1ºC
Latitude e temperatura
a temperatura do mar é regulada principalmente pela entrada de energia solar e pela
mistura da água
30
Temperatura (ºC)
25
20
15
Temperatura
média dos
oceanos
10
5
0
-5
Latitude
Variação latitudinal na temperatura dos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico
Características físicas dos oceanos: movimentos
da água
 Correntes superficiais
 Transportam nutrientes, oxigénio, calor e organismos através
do globo terrestre
 Moderam o clima, fertilizam as águas superficiais, estimulam
a fotossíntese e promovem a troca genética entre as
populações de organismos marinhos
 Correntes profundas
 Produzidas pela água fria e densa que se afunda no Antárctico
e no Árctico, movimentando ao longo do fundo
 Pode aflorar à superfície (afloramentos) nas zonas onde o
vento empurra a água superficial para o interior dos oceanos,
i.e., na costa oeste dos continentes e na Antártida
 Afloramentos muito importantes porque transportam
nutrientes para a superfície, originando zonas muito
produtivas
A corrente do Golfo modera o clima no noroeste da Europa, que de outra forma
seria semelhante ao do Alasca ou da Rússia (i.e. muito mais frio)
Características químicas dos oceanos
 Salinidade: principais iões Na+, Mg2+ e Cl Varia com a latitude e nos mares que rodeiam as
margens dos oceanos
 Zona oceânica: entre 34 e 36.5‰
 Mais baixa: onde precipitação>evaporação; Equador e
latitudes >40º
 Mais elevada: onde evaporação>precipitação; zona
subtropical; latitude 20-30º
 Mar Báltico tem salinidade 7‰ enquanto Mar Vermelho
tem >40‰
 Oxigénio
 Maior concentração à superfície; decresce com a
profundidade até cerca de 1000 m, voltando a aumentar
depois
Latitude e salinidade
a salinidade é regulada pelo balanço de processos de diluição (fluxo dos rios,
precipitação, nascentes) e de concentração (evaporação, formação de gelo)
Mar Báltico: 5‰
Mar Mediterrâneo: 36‰
Biologia dos oceanos
 Organismos fotossintéticos limitados à parte iluminada da
zona epipelágica (zona eufótica); maioria fitoplâncton
 Organismos heterotróficos habitam todas as
profundidades
 Organismos das zonas profundas alimentados pela matéria
orgânica proveniente da superfície, excepto nas nascentes
termais oceânicas
 Oceanos abrigam milhares de espécies
Estrutura das costas marinhas
(zona litoral)
 Zona supratidal
 Raramente coberta por água; molhada pelos salpicos das ondas
 Zona intertidal
 Zona entre marés: fica coberta por água na maré alta e
descoberta na maré baixa
 Zona subtidal
 Permanece coberta pela água em qualquer maré
Estrutura da zona litoral
Zona supratidal
Zona intertidal
Zona subtidal
As marés
 A Terra e a Lua formam um conjunto que gira em torno do




Sol
Marés causadas pelos efeitos gravíticos da Lua e do Sol e
pelo movimento de rotação da Terra
No movimento de translação em torno do Sol, o conjunto
Terra-Lua é representado pelo centro comum de gravidade
(baricentro) que se situa dentro do manto terrestre, a 4700
km de distância do centro da terra
As forças gravíticas produzem dois altos na superfície do
oceano, um no sentido da Lua (maré directa) e o outro no
sentido oposto (maré reflexa)
Devido à rotação da Terra, todos os pontos na sua
superfície (excepto os pólos) sofrem duas marés por dia
Maré alta directa e maré reflexa
N
Superfície
da água
Para a Lua
Maré alta
reflexa
Terra
Maré alta
directa
Nível
médio
do mar
Maré alta e maré baixa
 Maré alta, maré cheia ou preia-mar
 Ocorre em lados opostos; no lado mais perto e mais
longe da lua
 No lado mais perto da lua, a força gravítica puxa a água
para a lua (maré alta directa)
 No lado oposto uma força gravítica mínima combina-se
com a rotação da terra produzindo uma força centrífuga
que arrasta a água para fora (maré alta reflexa)
 Maré baixa ou baixa-mar
 Ocorre em lados opostos e perpendiculares à maré cheia
 Ocorrem duas marés cheias e duas marés baixas por dia
cujas amplitudes variam geograficamente devido à
alteração da posição da lua em relação ao equador da terra
Marés vivas ou marés de Primavera
Quando o sol, a terra e a lua estão alinhados (lua nova e lua
cheia), a força gravítica exercida pelo sol aumenta a da lua e
ocorrem marés com amplitudes máximas
Lua
cheia
Lua
nova
Terra
Sol
Na lua nova, a face iluminada da lua é invisível da Terra, por isso a lua fica escura
(invisível)
Marés mortas
Quando o sol, a terra e a lua formam um ângulo recto (quarto
crescente e quarto minguante), os efeitos gravíticos tendem a
anular-se e ocorrem marés com amplitudes mínimas
Lua
Terra
Sol
Lua
Durante cada ciclo lunar (~29.5 dias) ocorrem duas marés vivas e duas marés mortas
Luz e temperatura nas costas
marinhas
 Grandes variações devido às marés
 Durante a maré baixa os organismos ficam expostos ao
sol
 Temperatura variável - depende da maré e do clima
 Climas quentes: durante maré baixa exposição a ar com
temperaturas de 40ºC
 Climas frios: durante maré baixa exposição a ar com
temperaturas extremamente baixas
Condições químicas nas costas
marinhas
 Salinidade
 Varia mais do que no oceano, principalmente nas poças
que se criam durante a maré baixa, onde a evaporação
pode fazer aumentar a salinidade e a precipitação a pode
baixar
 Oxigénio
 Normalmente não é limitante porque os organismos da
zona intertidal estão expostos ao ar durante a maré baixa
e a ondulação aumenta a oxigenação da água
Biologia das costas marinhas
 São alternadamente habitats marinhos e terrestres
 Exposição ao ar (emersão) menor humidade  maior
amplitude térmica
 O número de espécies de organismos terrestres diminui com o
aumento do stress causado pela imersão
 O número de espécies de organismos aquáticos diminui com o
aumento do stress causado pela emersão
Biologia das costas marinhas
 Zonação de espécies: ocorrência de espécies dominantes em
bandas horizontais distintas
 Exemplo:
 nas costas rochosas da zona temperada, aparecem de cima para
baixo




(1) zona de líquenes,
(2) zona de gastrópodes,
(3) zona de cracas e
(4) zona de dominância variável
Cracas
Sub-filo Crustacea
Costas rochosas: bidimensionais
 Apenas existe a superfície
para colonizar: locais
sem fuga aos predadores
 Muitos animais sésseis;
defendem-se cobrindo o
corpo com uma
“armadura” (cracas,
lapas, búzios,…)
Costas arenosas e lodosas:
tridimensionais
 Sedimentos finos retêm muita água durante a maré
baixa  menos exposição à dissecação
 Durante a maré alta os sedimentos agem como um
tampão contra as alterações na salinidade, na
temperatura e no pH
 Partículas finas de matéria orgânica acumulam-se
no sedimento; muitos animais comem sedimento
(principalmente lodos finos) para se alimentarem
Costas arenosas e lodosas:
tridimensionais
 Os animais podem
colonizar a superfície e
também a profundidade
 Fogem aos predadores
enterrando-se no
sedimento
 Muitos sobrevivem à
predação parcial; muitos
bivalves podem fazer
“recrescer” os seus sifões
 Movimento para dentro do
sedimento diminui a
competição directa com os
vizinhos
Mamíferos marinhos
Ordem Carnivora, Subordem Pinnipedia
 Pelo; membros modificados em barbatanas
 Tamanho 1-4 m
 Família Otaridae: otárias e leões-marinhos
 Pavilhões auriculares (orelhas)
 Patas posteriores debaixo do corpo
 Família Phocidae: focas e elefantes-marinhos
 Sem pavilhões auriculares
 Patas posteriores viradas para trás
 Família Odobenidae: morsas




Sem pavilhões auriculares
Patas posteriores debaixo do corpo
Pouco pelo
Caninos muito desenvolvidos
Ordem Carnivora, Subordem Pinnipedia
A família Phocidae
– focas verdadeiras –
 São os pinípedes mais adaptados ao ambiente aquático
 Muito hidrodinâmicos, corpo fusiforme, cabeça pequena e
focinho geralmente pontiagudo
 Olhos grandes – visão importante
 Algumas espécies utilizam ultra-sons para se orientar –
audição importante
 Sub-família Monachinae inclui a espécie Monachus
monachus (foca-monge do Mediterrâneo) existente nas
Ilhas Desertas, arquipélago da Madeira
Foca-monge do Mediterrâneo
 É a espécie mais primitiva e a única






que vive em águas quentes todo o
ano
Fonte de muitas histórias na antiga
Grécia
Descrita correctamente por
Aristóteles
Representada em moedas de 500 aC
Pele usada como roupa pelos pobres
Considerada protecção contra o
granizo e contra os relâmpagos
Os gregos acreditavam que uma
barbatana de foca debaixo do
travesseiro ajudava a dormir melhor
Mamíferos marinhos
Ordem Cetacea
 Corpo alongado, com forma de torpedo
 Membros anteriores achatados em forma de barbatanas






peitorais que servem de leme
Membros posteriores reduzidos a ossos vestigiais; têm
apenas uma ou nenhuma barbatana dorsal; a barbatana
caudal está disposta horizontalmente
Espessa camada adiposa sob a pele confere forma
hidrodinâmica e retarda a perda de calor (isolamento
térmico)
Mantêm a temperatura do corpo constante (endotérmicos e
homeotérmicos)
Dão à luz (dentro de água) crias que amamentam
Respiram ar através dos pulmões (O2 atmosférico)
Orifícios nasais localizados na parte posterior da cabeça
através do qual expelem o CO2 quando vêm à superfície
http://www.solcomhouse.com/images/wszhale.gif
Um cetáceo ou um tubarão?
Barbatanas dorsais
Barbatana dorsal
Espiráculo
Barbatana
peitoral
Barbatana
caudal horizontal
Barbatana
caudal vertical
Barbatana
anal
Barbatanas
pélvicas
Barbatana
peitoral
Fendas
branquiais
Adaptados à vida no mar
 Descendem de mamíferos terrestres que evoluíram ao





longo de 50 milhões de anos até às formas actuais
Orelhas (pavilhões auriculares) – desapareceram mas
mantém-se a audição
Substância oleaginosa protege pele da fricção da água e
olhos da salinidade
Glândulas mamárias e órgãos genitais protegidos por
pregas
Esqueleto tornou-se mais simples e leve
Respiram a intervalos mais longos que os mamíferos
terrestres
 Grande capacidade de armazenamento de O2 nos músculos
 Trocam até 90% do ar armazenado nos pulmões (o Homem
apenas 15%)
Nascer no mar
As crias nascem com a cauda primeiro para que, assim que o
cordão umbilical se soltar, possam nadar até à superfície
ajudadas pela mãe
Cria de golfinho a nascer
http://www.dailymail.co.uk/news/article-485893/Thewater-baby-Amazing-pictures-capture-moment-dolphinjoins-world.html
Fêmea ajuda cria a subir à superfície
http://www.dailymail.co.uk/news/article-485893/Thewater-baby-Amazing-pictures-capture-moment-dolphinjoins-world.html
Com barbas ou com dentes?
 Subordem Odontoceti ou
odontocetos
 Cetáceos com dentes
 golfinhos, botos, roazes,
orcas, cachalotes, …
 Alimentam-se de outros
animais (peixes, moluscos,
mamíferos aquáticos…)
 Subordem Mysticeti ou
misticetos
 Cetáceos com barbas
 baleia-azul, baleia-de-
bossas, …
 Em substituição dos dentes
têm barbas, fiadas de
cerdas robustas suspensas
do maxilar superior que
servem para filtrar a água
removendo o alimento
 Alimentam-se de plâncton
Rostro/maxilar superior
Mysticeti
Barbatana dorsal
Espiráculo duplo
Barbas
Pedúnculo
caudal
Barbatana caudal
Mandíbula/maxilar inferior
Barbatanas peitorais
Espiráculo simples
Fronte
Bico
Odontoceti
Dentes
http://www.tmmsn.org/education/dolphin_anatomy/Mysticetes_Odontocetes.jpg
Comunicar e viver em grupo
 Apresentam elevado nível de socialização
 Sistema social baseado nos laços entre mãe e filho
 Coesão e coordenação entre os elementos do grupo
promovida pelo contacto e por sinais sonoros e visuais
 Sons muito variados e diferentes entre espécies
 Linguagem corporal rica: saltos, bater com a cauda ou
barbatanas fora de água
 Cooperação permite rentabilizar esforço na procura de
alimento, no acasalamento, na criação dos jovens e na
defesa contra predadores
Subordem Odontoceti
Cetáceos com dentes (cachalotes, orca, golfinhos,…)
 Tamanho desde alguns metros (golfinhos) até 15-20 m






(cachalotes)
Predadores activos (peixes e mamíferos marinhos mais
pequenos)
Têm um único orifício respiratório
Excelentes mergulhadores; os cachalotes mergulham
rotineiramente até aos 1000 m e já foi avistado um (com um
sonar) aos 2250 m, provavelmente para apanhar lulas, o seu
alimento favorito
Usam ecolocalização para orientação
Comunicação sofisticada, produzem muitos sinais
Animais sociais
Cetáceos com dentes
 Delfinídeos (Família Delphinidae)
 Orca
 Golfinho-comum (Delphinus delphis)
 Roaz (Tursiops truncatus)
 (e muitos outros…)
 Cachalotes (Famílias Physeteridae e Kogiidae)
 Baleias-de-bico (Família Ziphiidae)
Delfinídeos
Roaz-corvineiro
(Tursiops truncatus)
No estuário do Sado existe uma
população residente de roazes
Golfinho-comum
(Delphinus delphis)
Família Physeteridae
Cachalote-comum
(Physeter macrocephalus)
No arquipélago dos Açores podem observar-se várias espécies de cetáceos com dentes,
incluindo golfinhos e cachalotes
Ecolocalização
Cetáceos com dentes
 Emitem impulsos
http://www.inkokomo.com/
dolphin/echolocation.jpg
http://www.ifeelpixel.com/pictures/dolphinsonar.jpg
sonoros produzidos
em órgãos
especializados no
interior da cabeça
 Ao encontrarem um
objecto os sons são
reflectidos sob a
forma de eco
 O eco é recebido
pelos ossos da
mandíbula, que os
canalizam para os
órgãos sensoriais do
ouvido interno
através de zonas de
gordura especial
Comunicação e comportamento
dos odontocetos
 Dois tipos básicos de
sons
 Assobios: usados para
comunicar
 Estalidos: usados para
a ecolocalização
http://boulders2bits.com/archives/
2009/11/05/rare-photos-revealbehavior-of-sperm-whales-andgiant-squid/
 Os cachalotes adultos
formam círculos
protegendo no interior
as crias e os animais
mais frágeis
http://csiwhalesalive.org/csigallery14.html
Cachalotes:
http://news.nationalgeographic.com/news/2009/10/photo
galleries/giant-squid-sperm-whalepictures/images/primary/091030-04-sperm-whaleteaching-calf-squid_big.jpg
recordistas do mergulho
 Podem mergulhar até 1600
m (as fêmeas) ou 3300 m (os
machos) em busca de um
dos seus alimentos
preferidos: a lula gigante
http://www.amnh.org/exhibitions/climatechange/images/lg
/ocean-deep_01_whale-squid.jpg
Subordem Mysticeti
Cetáceos com barbas
(baleia-azul, baleia-de-bossas,…)
 Em vez de dentes têm, em adultos, placas córneas derivadas
de tecido dérmico que se encontram na maxila e a partir
das quais saem barbas compridas
 Alimentam-se filtrando o zooplâncton da água com o
auxílio destas barbas
 Podem colocar 70 toneladas de água dentro da boca em
expansão
 Tamanho desde 10-15 m (baleia-cinzenta) a mais de 30 m
(baleia-azul)
Família Balaenopteridae
Baleia-de-bossas
(Megaptera novoeangliae)
http://www.washington.edu/burkemuseum/co
llections/mammalogy/mamwash/Images/Meg
aptera_novaengliae.jpg
http://1.bp.blogspot.com/_9_5PSY7vQc/SESwszJzliI/AAAAAAAAAqY/d7uNDjYygJQ/s400/baleiajubarte-2%5B1%5D.jpg
http://en.wikivisual.com/images/6/61/Humpback_Wh
ale_underwater_shot.jpg
Comunicação e comportamento dos
misticetos
 Muito mais musicais que os odontocetos, algumas
espécies, como a baleia-de-bossas emitem verdadeiras
melodias durante longos períodos de tempo
http://boulders2bits.com/archives/
 Os grupos raramente ultrapassam
10 indivíduos
2009/11/05/rare-photos-revealbehavior-of-sperm-whales-andgiant-squid/
http://csiwhalesalive.org/csigallery14.html
Conduta de observação de cetáceos
(DRL nº9/99/A, de 22 de Março, com as alterações do DLR nº10/2003/A de 22
de Março)
 Proibido perseguir ou perturbar os cetáceos, tentar






alimentá-los ou nadar com baleias
Proibido poluir o mar
A embarcação só pode deslocar-se paralelamente aos
cetáceos, em velocidade constante e a mais de 50 m de
distância (100 m se houver crias)
Proibido fazer ruído
A observação não pode exceder os 30 minutos
No local não poderão existir em simultâneo mais de 3
embarcações
(…)
50 m - Limite de aproximação a
cetáceos
100 m - Limite de aproximação a
baleias na presença de crias
300 m - Limite de aproximação a
golfinhos para 3 ou mais
embarcações
600 m – Zona de aproximação.
Limite de aproximação a baleias
para 3 ou mais embarcações