INTRODUÇÃO À ECOLOGIA No século XIX, o biólogo

Universidade Estadual Vale do Acaraú – UVA – Disciplina: Fundamentos de Ecologia – Professor: Tibério Mendonça
INTRODUÇÃO À ECOLOGIA
No século XIX, o biólogo naturalista alemão Ernst Haeckel partindo da observação de
que “o conhecimento biológico nunca é completo quando o organismo é estudado
isoladamente”, deu um novo rumo à História Natural – hoje Biologia, criando uma nova
ciência – a Ecologia.
Foi o cientista alemão Ernst Haeckel, em 1869 em sua obra “Generelle Morphologie
der Organismen”, quem primeiro usou este termo para designar o estudo das relações entre
os seres vivos e o ambiente em que vivem, além da distribuição e abundância dos seres vivos
no planeta Terra, passando a existir como ramo das ciências da natureza. Antes disso, muitos
estudiosos tinham contribuído para o assunto, apesar de a palavra “ecologia” não estar em
uso.
O termo eco deriva do grego oikos, que significa lugar onde se vive, com o sentido de
casa, ambiente, e logos, que significa estudo, ciência, tratado. No sentido literal, Ecologia
seria o estudo dos seres vivos em sua casa, no seu ambiente, ou ainda, a ciência que estuda
as relações dos seres vivos com o meio ambiente. Assim, o estudo do "ambiente da casa"
inclui todos os organismos contidos nela e todos os processos funcionais que a tornam
habitável. Enfim, a ecologia é o estudo do "lugar onde se vive", com ênfase sobre "a
totalidade ou padrão de relações entre os organismos e o seu ambiente".
Com a criação da ciência Ecologia, surgiram os termos ecólogos e ecologistas. Este
identifica os militantes de organizações em defesa do meio ambiente, enquanto que ecólogo
é o profissional – pesquisador, cientista, que tem formação e trabalha no campo da ecologia.
Em princípio, a Ecologia considerava as espécies individualmente (ecologia da
araucária, ecologia do peixe-boi...), o que deu origem a autoecologia. Hoje, a autoecologia é
a parte da ecologia que estuda as respostas das espécies aos fatores ambientais, em função
de suas fisiologias e respectivas adaptações. Posteriormente, os ecólogos perceberam a
importância das relações entre as diversas espécies, surgindo a sinecologia, passando esta a
ser a parte da ecologia que estuda as interações entre diferentes espécies que ocupam um
mesmo ambiente, como estas se inter-relacionam e de que maneira interagem com o meio
ambiente.
A ecologia, como um campo da ciência distinto e reconhecido, data de cerca de 1900,
mas somente nas últimas décadas a palavra se tornou parte do vocabulário geral.
A ecologia é de interesse prático desde o início da história da humanidade. Na
sociedade primitiva, todos os indivíduos necessitavam conhecer seu ambiente – ou seja,
entender as forças da natureza, as plantas e animais ao seu redor – para sobreviver. O início
da civilização, de fato coincidiu com o uso de fogo e de outros instrumentos para modificar o
ambiente. Hoje, por causa das conquistas tecnológicas, pode parecer que os humanos
dependem menos do ambiente natural para suas necessidades diárias; muitos de nós nos
esquecemos da nossa dependência contínua da natureza em termos de ar, água e,
indiretamente, alimento, sem mencionar a assimilação dos resíduos, recreação e muitos
outros serviços fornecidos pelo meio ambiente. Da mesma forma, os sistemas econômicos,
seja qual for a ideologia política, valorizam coisas feitas pelos seres humanos que beneficiam,
em primeiro lugar, o indivíduo, mas atribuem pouco valor monetário aos bens e serviços da
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natureza que nos beneficiam como sociedade. Até que haja uma crise, os humanos tendem a
considerar normais os bens e serviços provenientes da natureza, pois assumimos que são
ilimitados ou de alguma forma repostos por inovações tecnológicas, mesmo sabendo que
necessidades vitais como oxigênio e água podem ser recicláveis, mas não substituíveis.
Enquanto os serviços de apoio à vida forem considerados gratuitos, não terão valor nos
sistemas de mercado atual.
O que pode ser bem mais descrito como o
movimento mundial de consciência ambiental irrompeu em
cena durante dois anos, de 1968 a 1970, quando os
astronautas tiraram as primeiras fotografias da Terra vista
do espaço. Pela primeira vez na história humana fomos
capazes de ver o planeta inteiro e de perceber o quão
solitário e frágil ele paira no espaço. De repente, durante a
década de 1970, quase todos ficaram preocupados com a
poluição, áreas naturais, crescimento populacional,
consumo de alimento e energia, e diversidade biótica, como
mostrou a ampla cobertura sobre preocupações ambientais
realizada pela imprensa popular. A década de 1970 foi Paisagem da Terra vista da Apollo 17
chamada de “década do ambiente”, cujo início ocorreu com em sua viagem em direção à Lua.
o primeiro “Dia da Terra”, em 22 de abril de 1970. Depois
nas décadas de 1980 e 1990, os temas ambientais foram empurrados para os bastidores do
cenário político pelas preocupações com as relações humanas – problemas como
criminalidade, Guerra Fria, orçamentos governamentais e assistência social. Conforme
entramos nos cenários iniciais do século XXI, as preocupações com o ambiente vêm de novo
à tona, porque o abuso humano sobre a Terra continua sua escalada. Usando uma analogia
médica, esperamos que dessa vez nossa ênfase seja a prevenção em vez de no tratamento.
O grande paradoxo é que as nações industrializadas conseguiram o sucesso
desvinculando temporariamente a humanidade da natureza, através da exploração de
combustíveis fósseis, produzidos pela natureza e finitos, que estão sendo esgotados com
rapidez. Contudo, a civilização ainda depende do ambiente natural, não apenas para energia
e materiais, mas também para os processos vitais para a manutenção da vida, tais como os
ciclos do ar e da água. As leis básicas da natureza não foram revogadas, apenas suas feições e
relações quantitativas mudaram, à medida que a população humana mundial e seu
prodigioso consumo de energia aumentaram nossa capacidade de alterar o ambiente. Em
consequência, a nossa sobrevivência depende do conhecimento e da ação inteligente para
preservar e melhorar a qualidade ambiental por meio de uma tecnologia harmoniosa e não
prejudicial.
A questão central em ecologia é a determinação das causas da distribuição e da
abundância de organismos. Isso pode ser avaliado tanto em nível da comunidade quanto em
nível das populações.
Meio ambiente
Para a ciência ecológica, o meio ambiente é o conjunto de condições físicas (luz,
temperatura, pressão...), químicas (salinidade, oxigênio dissolvido...) e biológicas (relações
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com outros seres vivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de
possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca.
Sempre heterogêneo, o meio ambiente segue variando de um local para outro, dando
origem a agrupamentos de seres vivos diferentes. Tais agrupamentos – comunidades –
interferem na composição do meio e são beneficiados ou prejudicados com essas
transformações. O meio ambiente assim evolui, para melhor ou pior, conforme a espécie
considerada. Num lago que recebe adubo, proveniente de projetos agrícolas na vizinhança se
for considerada a população de algas, esta vai ser favorecida, aumentando as suas
possibilidades de desenvolvimento, pela maior oferta de nitratos e fosfatos; porém, se forem
considerados os peixes, estes têm suas possibilidades de desenvolvimento limitadas pela
redução de oxigênio, ocasionada pala grande proliferação de algas, e como resultado
morrem asfixiados. O meio ambiente melhorou para as algas e piorou para as populações de
peixes.
O meio ambiente está sempre mudando e evoluindo. O clima, os seres vivos e as
próprias atividades humanas modificam o ambiente e são influenciadas por essas
modificações, gerando novas alterações. Esta é a essência da evolução. Alguns seres vivos
são incapazes de adquirir os recursos que necessitam e se extinguem. Outros desenvolvem
constantemente melhores formas de adaptação aos problemas do meio mutante. Diz-se que
estes evoluíram. Podemos dizer então que o meio ambiente é ‘seletivo’ na medida em que
certas características dão aos seus possuidores certa vantagem na sobrevivência e
procriação. Diz-se que os indivíduos melhor adaptados ao ambiente mutante ‘foram
selecionados’, por meio da seleção natural.
No século XIX, a poluição nas cidades inglesas fez com que a seleção natural atuasse
em uma espécie de mariposas. No início da industrialização a maioria das mariposas
salpicadas era clara com manchas escuras, confundindo-se com as cascas das árvores e
escondendo-se de seus predadores. Quando a fuligem das fábricas escureceu as árvores e a
paisagem urbana de um modo geral, as mariposas claras ficaram mais visíveis aos pássaros.
Alguns anos depois as mariposas escuras tornaram-se mais comuns nas cidades e as claras
salpicadas prevaleciam nos campos, menos poluídos. Tal fenômeno de seleção natural ficou
conhecido como melanismo industrial.
A seleção nem sempre é natural. O homem aprendeu a utilizar a mutação para
produzir organismos que atendam a algum propósito útil ou desejável, criando o processo de
seleção artificial. Os organismos assim obtidos sobrevivem no ambiente sob a proteção
humana. Um exemplo típico é a galinha doméstica, seu ancestral das selvas africanas é
extremamente astuto e bota cerca de uma dúzia de ovos por ano. Algumas galinhas
domésticas botam uma dúzia de ovos por mês, são extremamente dóceis, perderam a
astúcia e, se fossem devolvidas ao seu ambiente natural, seriam extintas.
O meio ambiente é sempre o conjunto de possibilidades físicas, químicas e biológicas
para cada indivíduo – espécie – de uma comunidade. Neste sentido, a espécie Homo sapiens,
entre milhões de espécies da Terra, tem sido o foco de toda atenção da ciência ecológica,
dada a sua capacidade de transformar as condições ambientais, em nome da qualidade de
vida humana.
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Habitat e Nicho ecológico
O meio ambiente é o palco onde se desenrola todo o estudo da ecologia. Neste, cada
espécie considerada tem um ‘endereço’ – habitat, e desenvolve uma ‘profissão’ – nicho
ecológico.
Habitat
O habitat de um organismo é o local onde ele vive; ou ainda, é o ambiente que
oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades
básicas – nutrição, proteção e reprodução.
Na natureza, as espécies são encontradas em lugares determinados. É como se fosse
um endereço. Por exemplo: a onça e o gambá vivem na floresta e não no deserto; o camelo e
o rato-canguru vivem no deserto e não em uma floresta; a curimatá vive no rio e não no mar;
a sardinha vive no mar e não no rio. Esses exemplos mostram que cada espécie está
adaptada para viver em um determinado ambiente: floresta, deserto, água doce, água
salgada, etc. Assim, podemos dizer que o tubarão tem habitat aquático (água salgada) e a
onça tem hábitat terrestre. Dentro da água e sobre a terra, podemos ainda diferenciar
inúmeros habitat. E em um mesmo habitat pode haver diferentes espécies.
Teoricamente, o habitat seria aquele ambiente em que as condições ambientais
atingem o ponto ótimo e uma espécie consegue reproduzir em toda a sua plenitude, ou seja,
consegue desenvolver o seu potencial biótico. Porém, a reprodução sem oposição não pode
manter-se por muito tempo em um ambiente de recursos limitados. Desse modo, o
ambiente se encarrega de controlar o crescimento da população através da resistência
ambiental, o que pode fazer com que a população retorne ao ponto de partida.
A resistência ambiental compreende todos os fatores – fome, enfermidades,
alterações climáticas, competição, etc. – que impedem o desenvolvimento do potencial
biótico. O processo funciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta,
aumenta também a resistência ambiental, que por sua vez origina uma diminuição da
densidade populacional. A interação entre o potencial biótico e a resistência ambiental
resulta num aumento, ou numa diminuição, do número total de organismos de uma
população, ou seja, o seu crescimento populacional. O habitat é então a região onde a
resistência ambiental para a espécie é mínima, ou seja, onde ela encontra melhores
possibilidades de sobrevivência.
Nicho
O nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade – como ela faz para
satisfazer as suas necessidades. As algas, por exemplo, têm o seu habitat na água superficial
de um lago (zona iluminada), e parte do seu nicho ecológico é a produção de matéria
orgânica, através da fotossíntese, a qual serve de alimento para sua população e para alguns
animais.
O nicho não inclui apenas o espaço físico ocupado por um organismo, mas também
seu papel funcional na comunidade (sua posição trófica, por exemplo) e sua posição nos
gradientes ambientais de temperatura, umidade, pH, solo e outras condições para a sua
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existência. É o modo de vida de uma espécie em um ecossistema, ou seja, é o conjunto de
atividades ecológicas desempenhadas por uma espécie no ecossistema. Compreende o que a
espécie faz no meio ambiente: como utiliza a energia circulante; o que come, onde, como e
em que momento do dia isso ocorre; como procede em relação às outras espécies e ao
próprio ambiente; em que horas do dia ou em que estação do ano tem maior atividade;
quando e como se reproduz; de que forma serve de alimento para outros seres ou contribui
para que naquele local se instalem novas espécies.
A palavra nicho começou a ganhar sua conotação científica atual quando Charles Elton
escreveu em 1933 que o nicho de um organismo é seu modo de vida “no sentido em que
falamos de ocupações ou empregos ou profissões em uma sociedade humana”. O nicho de
um organismo começou a ser usado para descrever como, em vez de onde, um organismo
vive.
O conceito moderno de nicho foi proposto por Evelyn Hutchinson em 1957 e se refere
às maneiras pelas quais tolerâncias e necessidades interagem na definição de condições e
recursos necessários a um indivíduo (ou espécie) a fim de cumprir seu modo de vida. A
temperatura, por exemplo, é uma condição que limita o crescimento e a reprodução de
todos os organismos, mas organismos distintos toleram faixas diferentes de temperatura.
Esta faixa é uma dimensão de um nicho ecológico de um organismo. Existem muitas
dimensões para o nicho de uma espécie: sua tolerância a várias outras condições (umidade
relativa, pH, velocidade do vento, fluxo de água e assim por diante) e sua necessidade de
recursos variados (nutrientes, água, alimento e assim por diante).
Como se conhece o nicho ecológico de uma espécie? Para conhecer o nicho ecológico
de determinada espécie, precisamos saber do que ela se alimenta, onde se abrigam, como se
reproduz, quais os seus inimigos naturais, etc. Vamos ver alguns exemplos: a cutia e a onça
podem ser encontradas na Mata Atlântica; possuem, então, o mesmo habitat. No entanto, os
nichos ecológicos desses animais são diferentes. A cutia é herbívora, alimentando-se de
frutos, sementes e folhas; abriga-se em tocas ou em tocos de árvores e serve de alimento
para animais diversos, como a própria onça. Já a onça é carnívora, alimenta-se de animais
diversos, como cobras e macacos, e não vive em tocas. Como se vê, cutias e onças têm
modos de vida diferentes, isto é, desempenham diferentes atividades dentro de um mesmo
ecossistema. Logo, o nicho ecológico da cutia é diferente do nicho ecológico da onça. Assim,
cada habitat, proporciona muitos nichos diferentes.
Duas espécies de animais e plantas que ocupam o mesmo habitat não podem ter
exatamente o mesmo nicho ecológico por muito tempo. Quando isso ocorre, as duas
espécies competem, o que leva uma delas a desaparecer, cedendo lugar à outra. Essa ideia é
chamada de princípio de Gause, em homenagem ao biólogo russo Georgyi Frantsevich Gause
(1910-1986), que a formulou.
De modo geral, pode-se dizer que existem duas estratégias diferentes quanto ao
modo como se dá a exploração do ambiente por uma espécie, isto é, o seu nicho ecológico.
Algumas espécies, ditas generalistas apresentam nichos mais amplos, o que lhes confere
maior chance de sobrevivência frente às mudanças que ocorrem no ambiente. Outras, as
espécies especialistas, possuem nichos mais estreitos, isto é, utilizam de forma estrita um
determinado recurso. Há vantagens e desvantagens em cada uma dessas estratégias. A
especialização implica menor competição com outras espécies; por outro lado, a
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generalização permite maior flexibilidade quanto às possibilidades de alimentação, abrigo,
etc.
Pelas mãos da espécie humana, voluntária ou involuntariamente, muitas espécies de
animais e de plantas se dispersaram pelo globo, principalmente nos últimos quinhentos anos
(a partir das Grandes Navegações). Nesse caso, deram-se melhor as espécies generalistas,
capazes de explorar novos territórios e descobrir novas fontes de alimento onde quer que
fossem levadas. É o caso dos ratos, dos pardais, de certas espécies de formigas e de alguns
tipos de gramíneas. Muitas das espécies especialistas, por sua vez, tendem a desaparecer
atualmente, pois não conseguem sobreviver às mudanças ambientais provocadas pelo ser
humano.
Níveis de organização biológica
A melhor maneira de entender o campo de estudo da ecologia moderna é utilizandose do conceito de níveis de organização dos seres vivos. Nestes, um arranjo hierárquico
agrupa os seres vivos partindo de sistemas biológicos simples para biossistemas cada vez
mais complexos, formando um todo unificado.
A ecologia estuda fundamentalmente os quatro últimos níveis desta sequência.
Entendendo-se por:
 População: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocupa uma
determinada área;
 Comunidade: conjunto de populações que interagem de forma organizada, vivendo
numa mesma área;
 Ecossistema: conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente
inerte;
 Biosfera ou ecosfera: sistema que inclui todos os organismos vivos da Terra,
interagindo com o ambiente físico, como um todo.
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População e metapopulação
População é definida como o conjunto de indivíduos da mesma espécie (ou seja, seres
vivos de um mesmo grupo que são capazes de se reproduzirem, produzindo descendentes
férteis) vivendo numa mesma região.
As populações reúnem os indivíduos de uma mesma espécie
que podem interagir entre si em um determinado habitat. Suas
fronteiras naturais são determinadas principalmente pela capacidade
de dispersão, pelo fluxo de indivíduos, tolerância ecológica e pelas
interações com outros indivíduos da mesma população ou mesmo de
outras espécies.
Uma população tem diversas propriedades que, embora mais bem expressas como
variáveis estatísticas são propriedades únicas do grupo e não são características dos
indivíduos no grupo. Algumas dessas propriedades são: densidade, natalidade (taxa de
nascimento), mortalidade (taxa de morte), distribuição etária, potencial biótico, dispersão e
formas de crescimento e selecionadas. As populações também possuem características
genéticas que estão diretamente relacionadas a suas ecologias, ou seja, a capacidade de
adaptação, sucesso reprodutivo e persistência (a probabilidade de deixar descendentes
durante longos períodos de tempo).
O conceito de metapopulação tem sido utilizado como uma importante ferramenta no
estudo de populações características de ambientes antropizados. Antes de iniciarmos a
definição de metapopulação é preciso fazer uma inferência sobre as ações humanas nos
diferentes ambientes. Em muitos casos a derrubada de extratos arbóreos seja para a
construção de áreas urbanizadas, procura por madeira, pecuária ou agricultura, tem
promovido à formação de manchas de habitat que podem estar completamente isoladas
umas das outras ou parcialmente conectadas.
Essas manchas de habitat são formadas por grupos de indivíduos que constituem
subpopulações. Considerando que estas áreas são manchas de habitat adequados e que
entre estas existem manchas de habitat inadequados, as quais as populações podem se
mover através delas, mas não pode sobreviver ai.
Se partirmos do princípio que estas populações podem desenvolver movimentos
entre manchas de habitat adequados e se estes movimentos determinam uma conexão entre
estas subpopulações, então teremos uma metapopulação. Portanto, uma metapopulação
pode ser definida como uma população formada por subpopulações, conectada por
migrações.
Comunidade
É o conjunto de populações coexistindo numa mesma região.
Numa comunidade, os seres vivos interagem, isto é, estabelecem
relações entre si. Diz-se que existe uma interdependência entre os
seres vivos. Se, por exemplo, os vegetais desaparecessem, toda a
comunidade ficaria ameaçada, pois os animais não encontrariam
mais alimentos e acabariam morrendo. Outro exemplo: O extermínio
de cobras em uma determinada região pode favorecer um aumento
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excessivo no número de ratos e outros roedores, que servem de alimento às cobras. O
aumento exagerado das populações de ratos e outros roedores podem provocar na região
uma grande redução na população de gramíneas e vegetais herbáceos, que servem de
alimento a esses animais. Sem a cobertura vegetal, o solo fica exposto à erosão pelas águas
das chuvas e tende a ficar estéril, dificultando o desenvolvimento de plantas nessa área. Da
mesma forma, se os microrganismos decompositores presentes no solo desaparecessem,
não haveria a decomposição dos cadáveres dos animais e dos restos vegetais. Sendo assim,
não haveria também a formação do humo que fertiliza o solo e fornece sais minerais aos
vegetais.
Diferentes populações pertencentes a um conjunto de espécies de plantas e animais
coexistem dentro de determinadas combinações de condições ambientais formam as
comunidades ecológicas. Em maior ou menor escala, a performance de cada espécie (que
pode ser inferida pelo tamanho de sua população) influencia e é influenciada, seja direta ou
indiretamente, pela presença das demais espécies. É claro que algumas têm efeitos bem
mais marcantes que outras, sejam devido à sua representatividade que pode ser somada à
importância da função que desempenham. Estas espécies de maior importância, conhecidas
como espécies-chave, são fortes reguladoras do funcionamento e, por conseguinte, da
estrutura e da própria evolução das comunidades. Em função disso, alterações nas
abundâncias das espécies componentes provocam modificações de diferentes magnitudes
que se propagam no espaço e no tempo, alterando o funcionamento e o destino das
comunidades a que pertencem.
Assim, cada população deve se restringir a uma determinada região de um “espaço de
recursos e condições”, que define seu nicho ecológico, e que combina corretamente faixas
de temperatura, disponibilidade de água, nutrientes e luz, de modo a promover o
crescimento, a manutenção e a reprodução dos indivíduos constituintes de suas populações.
As comunidades estruturam-se gradualmente através da colonização, permanência ou
substituição de diferentes espécies de animais e plantas no tempo, no processo conhecido
como sucessão ecológica. A presença ou não de uma determinada espécie será determinada
pela sua capacidade de dispersão, sua tolerância ecológica, habilidade competitiva e
interações com seus predadores, parasitoides e patógenos.
Ecossistema
É o conjunto de uma comunidade de diferentes espécies
interagindo umas com as outras e com seu meio físico de matéria e
energia. Os ecossistemas podem variar de tamanho, de uma poça
d’água a um riacho, de um trecho de uma mata a uma floresta inteira
ou um deserto. Os ecossistemas são formados pelos componentes
biótico e abiótico.
Os seres vivos de uma comunidade são os componentes bióticos de um ecossistema.
Os fatores físico-químicos do ambiente (luz, água, calor, oxigênio, etc.) são os componentes
abióticos de um ecossistema. Os organismos vivos e o seu ambiente não vivo estão
inseparavelmente inter-relacionados e interagem entre si. Os ecossistemas podem ser
naturais ou artificiais.
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Se considerarmos cuidadosamente qualquer parte de qualquer das comunidades –
uma parte de floresta, uma lagoa ou um recife de coral – começaremos a ver que nenhum
dos organismos vivos nessas áreas existe isoladamente; ao contrário, cada um está envolvido
em numerosas relações, com outros organismos e com fatores do ambiente físico. Os
pormenores desse relacionamento variam segundo o lugar.
Biosfera
O conjunto de todos os ecossistemas terrestres forma a biosfera. É a região do
planeta que contém todo o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente
possível. O termo ‘permanentemente possível’ é atrelado ao conceito de biosfera
significando “ambiente capaz de satisfazer às necessidades básicas dos seres vivos de forma
permanente”. Neste contexto, a biosfera não passa de uma delgada casquinha em torno do
planeta, uma vez que as condições de vida vão diminuindo à medida que nos afastamos da
superfície, até que cessam a, aproximadamente, 7 km acima do nível do mar e abaixo deste
não ultrapassa a 6 km. No total a biosfera não vai além de 13 km de espessura.
Para satisfazer as necessidades dos seres vivos, são necessários, por um lado, a
presença de água, luz e calor e matéria para a síntese dos tecidos vivos e, por outro, ausência
prejudiciais à vida como substâncias tóxicas, radiações ionizantes e variações extremas de
temperaturas. A biosfera apresenta todas essas condições: uma fonte externa de luz e calor –
o Sol; água que chega a cobrir ¾ da superfície do planeta e substâncias minerais em contínua
reciclagem nos seus vários ambientes. Apresenta ainda um escudo contra radiação ionizantes
provenientes do Sol – a camada de ozônio – e grandes massas de água que se encarregam de
manter a temperatura média do planeta em torno de 15°C, sem grandes variações.
Na realidade o termo correto para biosfera seria ecosfera (eco = oikos = casa),
correspondendo ao conjunto de biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera. Porém,
popularizou-se o termo biosfera que é usado no seu sentido funcional e não descritivo,
ficando esta dividida em três regiões físicas distintas:
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 Litosfera – camada superficial sólida da Terra, constituída de rochas e solos, acima do
nível das águas. Compreende ¼ da biosfera, apresenta variações de temperatura,
umidade, luz, etc. e possui enorme variedade de flora e fauna;
 Hidrosfera – representada pelo ambiente líquido: rios, lagos e oceanos. Recobre ¾ da
superfície total do planeta, apresenta condições climáticas bem mais constantes do
que na litosfera, salinidade variável (nos oceanos chega a 35 gramas/litro) e possui
menor variedade de plantas (20 para 1) e de animais (9 para1) que a litosfera;
 Atmosfera – camada gasosa que circunda toda a superfície da Terra, envolvendo,
portanto, os dois ambientes acima citados.
A história da Terra começou há 4,6 bilhões de anos e o início da vida remota a
aproximadamente 1,1 bilhão de anos depois – o ser vivo mais antigo conhecido, uma
bactéria, formou-se há cerca de 3,5 bilhões de anos. Nas eras posteriores, a vida foi se
diversificando cada vez mais: o padrão de evolução assemelha-se a uma árvore com uma
espécie na ponta do ramo. De um tronco único, os seres vivos evoluíram e formaram os
reinos do mundo vivo: monera, protista, fungi, vegetais e animais. Os primeiros exemplares
do reino vegetal datam de cerca de 1,5 bilhão de anos – estes foram para a terra firme há
cerca de 420 milhões de anos. Os insetos surgiram há 250 milhões de anos, os mamíferos há
cerca de 170 milhões de anos e o homem há 46 milhões de anos. Comparando com a idade
da Terra, a espécie Homo sapiens está na sua infância, principalmente se considerarmos os
seus impulsos destrutivos.
Sucessão ecológica
Todas as comunidades mudam sua estrutura e composição ao longo do tempo em
resposta às mudanças das condições ambientais.
As comunidades biológicas não são entidades estáticas ao longo do tempo. Na
realidade, os conjuntos das populações passam constantemente por alterações graduais e
contínuas. O que hoje é uma exuberante floresta, um ecossistema estável, cheio de espécies
vegetais de grande porte interagindo com populações de animais, pode ter sido um
ecossistema mais simples, frágil, composto por poucas espécies de gramíneas. A esse
processo de contínua alteração dos ecossistemas se dá o nome de sucessão ecológica.
Uma das mais interessantes características observadas nas comunidades é o fato de
que elas mudam continuamente de estado, como por exemplo, a sua composição específica.
Esse fato é muito evidente quando há um distúrbio externo, como fogo ou enchente. Mesmo
quando as comunidades estão em equilíbrio, tal estado é dinâmico. Há uma constante troca
de espécies, que estão continuamente saindo e entrando no sistema.
A sucessão ecológica refere-se a uma sequência de mudanças estruturais e funcionais
que ocorrem nas comunidades, mudanças essas que, em muitos casos, seguem padrões mais
ou menos definidos. Trata-se de uma mudança que se superpõe a flutuações e ritmos mais
breves, com progressiva ocupação do espaço e aumento da complexidade estrutural. À
medida que avança a sucessão, a intensidade dos ritmos e flutuações tende a diminuir.
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Os ecólogos reconhecem dois tipos de sucessão ecológica, definidos conforme o tipo
de ambiente em que a sucessão se origina.
A sucessão primária tem início em terrenos que nunca foram habitados
anteriormente por uma comunidade composta das mesmas espécies presentes durante a
sucessão. É o caso, por exemplo, da sucessão que ocorre na superfície de rochas nuas e em
dunas de areia. O tempo necessário para que uma sucessão primária atinja o clímax pode
contar milhares de anos.
A sucessão primária normalmente leva um longo tempo – milhares ou dezenas de
milhares de anos. Antes que uma comunidade possa se estabelecer em terra, é preciso haver
solo. Dependendo em grande parte do clima, os processos naturais precisam de várias
centenas a vários milhares de anos para produzir solo fértil.
Em um outro tipo mais comum de sucessão ecológica, a sucessão secundária, uma
série de comunidades com diferentes espécies pode se desenvolver em alguns lugares que
têm solo ou sedimento de fundo. Esse desenvolvimento começa em uma área onde a
comunidade natural de organismos foi perturbada, removida ou destruída, mas o solo ou
sedimento de fundo permanece.
Entre os candidatos à sucessão secundária estão fazendas abandonadas, florestas
queimadas ou desmatadas, riachos poluídos e terra represada ou inundada. Como há algum
solo ou sedimento presente, é possível que a nova vegetação germine em algumas semanas.
As sementes podem estar presentes nos solos ou podem ser transportadas de plantas
próximas pelo vento ou por aves e outros animais.
Durante a sucessão primária ou secundária, perturbações como desmatamento,
incêndios naturais ou causados pelo homem podem transformar um estágio específico de
sucessão em um estágio anterior. Tais perturbações criam novas condições que incentivam
algumas espécies e desincentivam ou eliminam outras.
De acordo com o período considerado da sucessão, as comunidades apresentam
características específicas, razão pela qual é comum dividir em três categorias: comunidades
pioneiras, intermediárias e clímax.
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Comunidades pioneiras
Alguns ambientes são extremamente impróprios ao estabelecimento de seres vivos,
pois não apresentam as propriedades mínimas exigidas por muitas espécies. Esse tipo de
ambiente, com baixíssima capacidade de suporte, é comumente referido como ambiente
inóspito.
Em geral, um ambiente inóspito apresenta solo nu, exposto a intenso intemperismo,
como é o caso das superfícies rochosas e das dunas de areia. Nesses ambientes, a intensa
exposição à radiação solar resulta em altas taxas de luminosidade e de temperatura e baixa
umidade; a água das chuvas escorre ou logo evapora, e a ação dos ventos também pode ser
muito intensa.
Apesar das características adversas desses ambientes, eles podem ser colonizados por
algumas espécies, resistentes às altas intensidades de luz e temperatura e à baixa
disponibilidade de água e sais minerais, denominadas espécies pioneiras. Os liquens e as
gramíneas são bons exemplos dessas espécies, que, ao colonizar ambientes inóspitos,
constituem a comunidade pioneira, assim chamada por ser aquela que coloniza o ambiente
primeiro, iniciando a sucessão ecológica.
Comunidade intermediária
Com o estabelecimento da comunidade pioneira, o ambiente inicialmente inóspito
começa a sofrer transformações que favorecem o aparecimento de novas populações. O
substrato, inicialmente infértil, recebe matéria orgânica dos organismos pioneiros que
morrem e sofre a ação dos ácidos orgânicos, o que forma os primeiros vestígios de solo.
A presença das espécies pioneiras facilita a retenção da umidade, diminui a
temperatura da superfície e protege-a contra a ação do vento.
À medida que as espécies pioneiras se reproduzem, o ambiente torna-se lentamente
favorável à instalação de outras espécies, menos resistentes às adversidades do ambiente
inicial. Essas comunidades, denominadas comunidades intermediárias, são constituídas por
estratos vegetais mais altos que se sucedem na medida em que também alteram as
propriedades do ambiente, favorecendo a instalação das populações compostas por
indivíduos ainda mais exigentes quanto aos recursos ambientais.
Comunidade clímax
Em certo momento, as espécies naquele ambiente se tornam relativamente estáveis e
compõem a denominada comunidade clímax, constituída pelo maior estrato vegetal
observado ao longo da sucessão ecológica, incluindo grandes arbustos e árvores, e grande
diversidade de espécies.
Níveis tróficos
Os ecologistas atribuem um nível alimentar, ou nível trófico (do grego trophos, que
significa “nutrição”), a cada organismo em um ecossistema, dependendo se ele é um
produtor ou consumidor, e se ele come ou decompõe. Os produtores pertencem ao primeiro
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nível trófico, os consumidores primários ao segundo nível trófico, os consumidores
secundários ao terceiro nível, e assim por diante.
Todos os organismos, vivos ou mortos, são fontes de alimentos para outros
organismos. Uma lagarta come uma folha, um pássaro come a lagarta, o gavião come o
pássaro. Os decompositores consomem a folha, a lagarta, o pássaro e o gavião, depois de
mortos. Como resultado, existe pouco desperdício nos ecossistemas naturais.
Uma sequência de organismos, na qual cada um serve como fonte de alimento para o
próximo, recebe o nome de cadeia alimentar. Ela determina como a energia e os nutrientes
passam de um organismo ao outro pelo ecossistema.
Obviamente, os ecossistemas de verdade são mais complexos. A maioria dos
consumidores se alimenta de mais de um tipo de organismo que, por sua vez, são
consumidos por mais de um tipo de consumidor.
Como a maior parte das espécies participa de diversas cadeias alimentares, os
organismos da maioria dos ecossistemas formam uma complexa rede de cadeias alimentares
interligadas denominada teia alimentar.
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Uma das características fundamentais de todos os ecossistemas é o fluxo de matéria e
energia que configura as relações tróficas entre seus componentes bióticos. O estudo dos
ecossistemas sob esse ponto de vista tem contribuído para compreender as frequentes
alterações nos ecossistemas, decorrentes de intervenções humanas.
Os Consumidores
A energia entra no mundo animal pela atividade dos herbívoros, animais que comem
plantas (inclusive frutas e outras partes dos vegetais). Cada ecossistema possui seu conjunto
característico de herbívoros. Grande parcela do material consumido pelos herbívoros é
excretada sem digestão. Parte da energia química é transformada em outros tipos de energia
– calorífica e cinética - ou consumida no próprio processo de digestão. Uma parte do material
é convertida em biomassa animal.
O nível seguinte em uma cadeia alimentar, o nível do consumidor secundário, implica
um carnívoro, animal comedor de carne, que devora o herbívoro. O carnívoro pode ser um
leão, um peixe, um pássaro ou uma aranha. Em todos esses casos, somente uma pequena
parte da substância orgânica presente no corpo do herbívoro é incorporada ao corpo do
consumidor. Algumas cadeias têm níveis de consumidores terciários e quaternários, mas
cinco elos são geralmente o limite absoluto, principalmente por causa da perda implicada na
passagem de energia de um nível trófico para outro. Consumidores importantes em uma
cadeia alimentar são também os decompositores e os parasitas.
Pirâmides ecológicas
São diagramas usados para expressar o número de ni divíduos, a quantidade de
biomassa e energia nos níveis tróficos. Nelas, cada nível trófico está representado por uma
barra, cujas dimensões são equivalentes aos valores representados.
Cada nível trófico na cadeia ou teia alimentar contém certa quantidade de biomassa,
o peso seco de toda a matéria orgânica contida nesses organismos. A energia química
armazenada na biomassa é transferida de um nível trófico ao outro.
A porcentagem de energia transferida em forma de biomassa de um nível trófico ao
outro denomina-se eficiência ecológica. Ela varia de 2% a 40% (ou seja, uma perda de 60% a
98%), dependendo dos tipos de espécies e do ecossistema envolvido, mas 10% é o valor
típico.
Supondo uma eficiência ecológica de 10% (90% de perda) em cada transferência
trófica, se as plantas de uma área conseguir capturar 10 mil unidades de energia do Sol, isso
significa que apenas cerca de mil unidades estarão disponíveis para alimentar os herbívoros e
somente cem unidades para os carnívoros.
Quanto maior o número de etapas ou níveis tróficos em uma cadeia ou teia alimentar,
maior a perda cumulativa de energia à medida que ela flui para os níveis tróficos. A pirâmide
de fluxo de energia ilustra essa perda de energia em uma cadeia alimentar simples, supondo
90% de perda energética em cada transferência.
As pirâmides de fluxo de energia explicam porque a Terra pode manter mais pessoas
se elas se alimentarem em níveis tróficos menores, ingerindo grãos, vegetais e frutas
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diretamente, em vez de submeter tais plantações a outro nível trófico, e se alimentar dos
consumidores de grãos, como o gado.
A grande perda energética entre níveis tróficos sucessivos também explica porque é
raro as cadeias e teias alimentares terem mais de três ou quatro níveis. Na maioria dos casos,
resta pouquíssima energia, ao final de quatro ou cinco transferências, para suprir os
organismos que se alimentam em níveis tróficos maiores. Como consequência, existem
relativamente poucos carnívoros de topo, como a águia, o falcão, o tigre e o tubarão branco.
Tão fenômeno também explica o porquê de essas espécies serem geralmente as
primeiras a sofrer quando seus ecossistemas são destruídos e tão vulneráveis à extinção.
O fluxo de energia por uma cadeia alimentar é frequentemente representada por um
gráfico de relações quantitativas entre os diferentes níveis tróficos. Como são dissipadas
grandes quantidades de energia e de biomassa em cada nível trófico, de tal modo que cada
um conserva quantidade menor que o precedente, esses digramas quase sempre assumem a
forma de pirâmides. A pirâmide ecológica – nome de um diagrama desse tipo - pode ser uma
pirâmide de números, uma pirâmide de biomassa, ou pirâmide de fluxo de energia.
A pirâmide de números mostra o número de organismos individuais presentes em
cada nível.
A pirâmide de biomassa apresenta ou o peso seco total dos organismos em cada nível
ou o número de calorias em cada nível. Quase sempre a massa de produtores é maior do que
a de consumidores. Às vezes, no entanto, uma pirâmide de biomassa pode apresentar-se
invertida. No esquema a seguir, lado direito, percebe-se que no momento da medição, a
biomassa de fitoplâncton é bem menor que a de zooplâncton. Isso pode parecer estranho;
ocorre, porém, que a taxa de reprodução do fitoplâncton é muito mais elevada que a do
zooplâncton, e a velocidade de consumo do fitoplâncton pelo zooplâncton é muito grande.
Fica fácil compreender, assim, que uma biomassa aparentemente pequena de produtores
possa sustentar uma biomassa grande de consumidores de primeira ordem.
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Uma pirâmide de fluxo de energia mostra a produtividade dos diferentes níveis
tróficos. São o modo mais satisfatório de representação. Essas pirâmides nunca são
invertidas: elas mostram sempre, de forma clara, o princípio da perda de energia que ocorre
a cada nível trófico.
Um dos inconvenientes de qualquer tipo de pirâmide é o fato de não estarem
retratados nelas os decompositores, que são importantes componentes dos ecossistemas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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