Conceitos em Ecologia e Ecossistemas
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Profª Kamylla Ecologia: definição • OIKOS – Casa • LOGOS –Estudo Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e desses com o ambiente. Componentes do Ecossistema Substâncias Abióticas; Componentes Bióticos: Organismos Produtores (autotrófos); Organismos Consumidores (heterotrófos); - Grandes Consumidores - Decompositores Hábitat – lugar onde o organismo vive (“endereço”) Habitat Nicho Ecológico – papel que o organismo exerce no ecossistema (“profissão”) Nicho Síntese de Compostos Orgânicos Fotossíntese Respiração Síntese de Compostos Orgânicos Fotossíntese 6CO2 6H 2O LUZ C6 H 12O6 6O2 Respiração C6 H 12O6 6O2 6CO2 6H 2O energia CADEIA ALIMENTAR ou CADEIA TRÓFICA Transferência de energia alimentar, a partir dos vegetais, por uma serie de organismos. COMPONENTES PRODUTORES: AUTÓTROFOS: FOTOSSÍNTESE QUIMIOSSÍNTESE CONSUMIDORES: HETERÓTROFOS: HERBÍVOROS CARNÍVOROS ONÍVOROS DECOMPOSITORES: SAPRÓFAGOS: FUNGOS BACTÉRIAS Cadeia Alimentar Cadeia Alimentar Águia Consumidor 3º Cobra Consumidor 2º Camundongo Consumidor 1º Plantas Produtor primário TEIA ALIMENTAR Um conjunto de cadeias alimentares. NÍVEL TRÓFICO Posição do organismo numa cadeia alimentar. PLANTA > 1º Nível Trófico HERBÍVORO 2º Nível Trófico > CARNÍVORO 3ºNível Trófico TEIA ALIMENTAR TEIA ALIMENTAR Fluxo de Energia nos Ecossistemas A ENERGIA FLUI DE PRODUTORES PARA DECOMPOSITORES UNIDIRECIONAL Fluxo de Energia nos Ecossistemas A ENERGIA DECRESCE A CADA NÍVEL TRÓFICO POR ISSO: AS CADEIAS ALIMENTARES SÃO NORMALMENTE COMPOSTA DE POUCOS NÍVEIS TRÓFICOS Fluxo de Energia nos Ecossistemas Fluxo de energia: PIRÂMIDES Biomassa: corresponde a matéria orgânica de cada nível trófico (sua pirâmide é igual a de energia já que a energia está na biomassa, assim quanto maior a biomassa, maior a energia). Energia: corresponde a energia contida na biomassa de cada nível trófico, assim cada parte da pirâmide terá indicada a energia de um nível trófico. Números: a largura dos níveis representam o número de representantes de cada espécie naquela cadeia alimentar; é a mais variada. PRODUTIVIDADE: PPL (Produtividade Primária Líquida): é toda a energia que os produtores armazenam a partir da fotossíntese(PPB) menos o que eles gastam na respiração (R), assim a PPL é o que o consumidor primário vai ter disponível do produtor. (A) A produtividade primária líquida é relativamente maior nos ecossistemas marinhos que nos terrestres. Crescimento populacional Crescimento populacional Crescimento populacional Biogeoquímica Ciência que estuda a troca de materiais entre os componentes bióticos e abióticos dos ecossistemas. Todos os elementos químicos naturais apresentam um movimento dinâmico nos ecossistemas transitando constantemente entre o meio físico e os organismos. Ciclo da água Mais abundante componente dos seres vivos. 75% da superfície da Terra é coberta por água. Menos de 1% da água está disponível para o consumo. Reservatório: Oceanos, rios e lagos. Atuação do homem – Desmatamento e eutrofização Ciclo da água O HOMEM AFETA O CICLO DA ÁGUA O HOMEM AFETA O CICLO DO CARBONO Aquecimento Global; Agravamento do Efeito Estufa; Chuva ácida; Destruição da Camada de Ozônio. Ciclo do Carbono Presente na estrutura de todas as substâncias orgânicas. Reservatório: Atmosfera – CO2. Sai: Respiração, decomposição e combustão. Retorno: Fotossíntese Atuação do homem: Ciclo do oxigênio Reservatório: Atmosfera – 21%. Entra: Fotossíntese Sai: Respiração aeróbica, decomposição e combustão. Atuação do homem: Camada de ozônio Ciclo do nitrogênio Reservatório: Atmosfera – 78%. Indispensável na formação de ácidos nucleicos e proteínas. Fixação:Descargas elétricas (raios), bactérias e cianofícias NO2- NH3 ou NO3Retorno: Decomposição Reservatório: Atmosfera CICLO DO NITROGÊNIO N2 ----------------------> 78,00% O2 ----------------------> 21,00% G.N obres---------------> 0,97% CO2 ----------------------> 0,03% - O nitrogênio é um elemento de extrema importância, pois é componente obrigatório dos aminoácidos (formadores de proteínas) e dos nucleotídeos (que constituem os ácidos nucléicos – DNA e RNA) -Apesar de existir em abundância na atmosfera (78%), os organismos vivos são incapazes de utilizá-lo na forma molecular (N2). - O Ciclo do Nitrogênio pode ser dividido em 4 fases: • Fixação Atmosférica • Fixação Biológica • Nitrificação • Desnitrificação FIXAÇÃO BIOLÓGICA -É a principal forma de fixação. - Algumas espécies de cianobactérias e de bactérias são capazes de transformar o gás nitrogênio (N2) em amônia (NH3), sendo por isso chamadas fixadoras de nitrogênio. - As plantas da família das leguminosas (soja, feijão...) apresentam em suas raízes nódulos de bactérias do gênero Rhizobium, que são capazes de realizar a fixação biológica, o que as permitem realizar técnicas de reposição de nutrientes, através de rotação de culturas e plantio simultâneo. NÓDULOS DE BACTÉRIAS EM LEGUMINOSAS NITRIFICAÇÃO Processo que resulta em nitrato (NO3), forma absorvível pelos produtores. Pode ser dividido em duas fases: a) Nitrosação fase em que a amônia (NH3), proveniente da fixação , excreção animal ou decomposição é convertida em nitrito (NO2) por bactérias dos gêneros Nitrosomonas e Nitrosococcus. b) Nitratação Nesta fase, o nitrito obtido na nitrosação é convertido em nitrato, por outro grupo de bactérias nitrificantes, as Nitrobacter. BIOMAS DO BRASIL BIOMA Definição: Bioma, ou formação planta - animal, deve ser entendido como a unidade biótica de maior extensão geográfica, compreendendo varias comunidades em diferentes estágios de evolução, porêm denominada de acordo com o tipo de vegetação dominante. Sistema de classificar as comunidades biológicas e ecossistemas com base em semelhanças de suas características vegetais (Ricklefs, Economia da Natureza) Biomas Brasileiros Mata Atlântica Floresta Amazônica Cerrado Pantanal Caatinga Pampa Mata Atlântica A Mata Atlântica é o mais importante dos 6 biomas brasileiros e um dos hotspots mais valiosos da Terra. Devido à riqueza excepcional da biodiversidade dos seus ecossistemas, sua beleza natural e seu valor universal para a humanidade, as áreas remanescentes foram declaradas Reserva da Biosfera pela Unesco em 1992 e inscritas como Patrimônio Mundial da Humanidade em 1999. Mata Atlântica Devido à variações ambientais extremas neste bioma, sua biodiversidade é extremamente alta. A Mata Atlântica contêm cerca de 250 espécies de mamíferos, 340 anfíbios, 1.023 pássaros e aproximadamente 20.000 árvores. Metade das espécies de árvores e 80% dos primatas são endêmicos. Floresta Amazônica O bioma Amazônia (Amazonas) abrange 5% da superfície terrestre do planeta e 40% da América do Sul, sendo 61% em território brasileiro. A região do Amazonas possui a maior rede hidrográfica do mundo, fornecendo 20% do volume mundial da água doce. É considerada a maior reserva de biodiversidade da Terra. Pantanal O bioma Pantanal com seus 250.000 km2 é considerado a maior superfície inundável do mundo, dividido entre o Brasil (60%), o Paraguai e a Bolívia. A parte brasileira se localiza na Bacia do Alto Rio Paraguai, na Região Centro - Oeste Por sua proximidade ao bioma Amazônia, a biodiversidade do Pantanal é espectacular. O Pantanal brasileiro, que abrange cerca de 150.000 km2 (2% de território brasileiro), em 2000 foi reconhecido como Reserva da Biosfera. O Complexo de Conservação do Pantanal (2.000 km2), incluindo o Parque Nacional do Pantanal Matogrossense (1.400 km2), foi declarado Patrimonio Mundial pela UNESCO em 1981. Caatinga O bioma "Caatinga" , que na língua indígena tupi-guarani quer dizer Mata Branca, está localizado na região nordeste brasileira entre o bioma Mata Atlântica e o bioma Cerrado. A caatinga é uma savana - estépica com fisionomia de deserto, que se caracteriza por um clima semi - árido com poucas e irregulares chuvas, solos bastante férteis e uma vegetação aparentemente seca. O bioma Caatinga abrange cerca de 850.000 km2 (10% do território brasileiro), dos quais 200.000 km2 foram reconhecidos em 2001 como Reserva da Biosfera. Pampa O Pampa é a única grande área natural restrita a um único estado brasileiro,o Rio Grande do Sul. O bioma avança para o Uruguai e a Argentina. É exclusivo do sul da América do Sul. O Pampa ocupa pouco mais de dois por cento do território nacional, de acordo com o Mapa de Biomas do Brasil, do IBGE. Pampa O Pampa inclui outros ecossistemas, além do campo propriamente dito. Os Banhados, áreas alagadas, protegidas por lei porque são fundamentais para a reprodução da vida e para a regulagem dos ciclos da água. As Matas Ciliares ou de Galeria, que acompanham o curso dos rios e servem de refúgio para a fauna. Cerrado Cerrado é o nome regional dado às savanas brasileiras e se localiza no grande platô que ocupa o planalto central brasileiro. Por fazer fronteira com os biomas Mata Atlântica, Caatinga, Amazônia e Pantanal, a fauna e flora do cerrado são extremamente ricas. O clima do cerrado é quente, semi- úmido, com verão chuvoso e inverno seco. Cerrado O cerrado é o segundo maior bioma brasileiro com uma área total de aproximadamente 2 mil km2 (20% do territóreo brasileiro). O cerrado é um verdadeiro mosaico de formações vegetais, que vão desde o cerradão (com árvores altas, densidade maior e composição distinta), passando pelo cerrado mais comum no Brasil central (com árvores baixas e esparsas), até o campo cerrado, campo sujo e campo limpo (com progressiva redução da densidade arbórea). Ao longo dos rios há fisionomias florestais, conhecidas como florestas de galeria ou Mata Ciliar. SUCESSÃO ECOLÓGICA Sucessão ecológica É a substituição seqüencial de espécies em uma comunidade; compreende todas as etapas desde a colonização das espécies pioneiras até o clímax. - É a seqüência de mudanças pelas quais uma comunidade passa ao longo do tempo. - Durante esse processo, comunidades mais simples vão sendo gradualmente substituídas por comunidades mais complexas até que estabeleça um equilíbrio entre comunidade e ambiente - Comunidade Clímax. Sucessão e climax Sucessão primária Quando o desenvolvimento começa numa área que não tenha sido ocupada previamente por uma comunidade Espécie pioneira Exemplos: Rocha Superfície de areia de exposição recente Corrente de lava Sucessão secundária Quando o desenvolvimento da comunidade se processa numa determinada área da qual haja sido removida outra comunidade Exemplos: Campo de cultura agrícola Floresta destruída Sucessão Ecológica Diz-se que uma sucessão ecológica é primária quando tem início num terreno novo, totalmente desabitado. Quando a sucessão se faz a partir de uma comunidade antiga, é chamada de secundária. . Comunidade Pioneira (Ecese): são os primeiros organismos a se instalarem no ambiente: líquens, musgos, gramíneas e insetos. Comunidade Intermediária (Série): representadas por vegetação arbustiva e herbácea. Nessa atapa ocorrem profundas alterações no ambiente e na diversidade das espécies. Comunidade Clímax: Nessa fase, a comunidade atinge a estabilidade, com elevado número de espécies e de nichos ecológicos e apresenta grande biomassa. ecese série clímax Ocorre ao longo de uma sucessão ecológica: • Aumento da produtividade bruta • Aumento do consumo • Diminuição da produtividade líquida • Aumento da biomassa • Aumento da diversidade de espécies • extinção de algumas espécies e surgimento de outras PRODUTIVIDADE • Produtividade Bruta (PB): total de matéria orgânica, produzida pela comunidade, através da fotossíntese • Produtividade Líquida (PL): representa o saldo obtido, da relação entre a produção (fotossíntese) e o consumo (respiração) de uma comunidade. PL = PB - R Etapas PB PL Biomassa Biodiversidade Ecese Pequena Elevada Pequena Pequena Sere Aumenta gradativamente Diminui gradativamente Aumenta gradativamente Aumenta gradativamente Clímax Elevada Pequena Elevada Elevada Comunidade clímax Comunidade que se mantém em equilíbrio com as condições existentes Para cada tipo de ambiente físico, existe um tipo de comunidade clímax possível O clímax de uma sucessão que leva ao aparecimento de um deserto é bem diferente do clímax de uma outra sucessão que origina uma floresta Relações Ecológicas são interações entre os organismos de uma comunidade biológica. Relações Intra-específicas – são as que se estabelecem entre indivíduos da mesma espécie. Relações Interespecíficas – são as que se estabelecem entre indivíduos de espécies diferentes. Relações Intra-específicas HARMÔNICAS Colônias Sociedades DESARMÔNICAS Competição intraespecífica Canibalismo Colônias – indivíduos unidos, atuando em conjunto; às vezes repartem funções. Corais Physalia Sociedades – indivíduos independentes, organizados cooperativamente. Cupins Competição intra-específica – indivíduos concorrem pelos mesmos recursos do meio. Canibalismo: predatismo entre indivíduos da mesma espécie. Relações Interespecíficas HARMÔNICAS Protocooperação Comensalismo Inquilinismo Mutualismo DESARMÔNICAS Herbivoria Predação Competição interespecífica Parasitismo Esclavagismo Amensalismo Protocooperação – indivíduos associados se beneficiam e a associação não é obrigatória. Comensalismo – indivíduo usa restos da alimentação do outro, sem prejudicá-lo. Inquilinismo – indivíduo usa outro como moradia, sem prejudicá-lo. Mutualismo – indivíduos associados se beneficiam e a associação é fundamental à sobrevivência de ambos. Herbivoria – animais (herbívoros) devoram plantas inteiras ou parte delas. Predação – animais (carnívoros) matam e devoram outros animais. Competição interespecífica – indivíduos com nichos ecológicos similares competem por recursos do meio. Parasitismo – indivíduo vive à custa de outro, causando prejuízos, geralmente sem levar à morte. Ectoparasita Endoparasita HOLOPARASITAS HEMIPARASITAS Esclavagismo: umas espécie explora os serviços de outra espécie. Amensalismo: ou antibiose, uma espécie prejudica a outra espécie, por meio de substâncias que prejudicam o crescimento e/ou a reprodução da outra espécie. Exemplo: Maré vermelha, causada por algas do grupo das Pirrofíceas. Outro exemplo: Fungos do gênero Penicillium notatum e bactérias.
