Classificação dos Ecossistemas

Aula 2:
Ecossistemas
Aquáticos e terrestres
Natureza Cibernética dos ecossistemas
Classificação segundo a fonte de energia
Ecossistemas: exemplos
Cerrado
Estrato autotrófico:de plantas ou organismos que contem clorofila,
Onde predominam a fixação da energia luminosa, utilização de
substâncias orgânicas simples em substâncias mais complexas
Estrato heterotrófico:i.e. seres incapazes de sintetizar seu próprio alimento,
Utilizam-se do alimento sintetizado pelos autótrofos. Aqui também estão presentes
os decompositores.
Alterações nos ecossistemas terrestres
Desmatamentos e queimadas
Ecossistema lacustre
(Fonte: Fundamentos de Liminologia, Esteves, F. A )
Fitoplâncton
Fitoplâncton
Zooplancton
Pirâmide ou rede alimentar de ecossistemas
aquáticos
Comparação de densidade e biomassa dos
organismos em ecossistemas aquáticos e terrestres de
produtividade moderada comparável
Lago de águas abertas
Componente
ecológico
Prado ou campo
abandonado
Conjunto,
N0/m2, P.seco (g/m2)
Conjunto,
N0/m2, P.seco (g/m2)
Produtores
Algas fitoplanctônicas,
108-1010, 5,0
Angiospermas, herbáceas
(gramíneas),
102-103, 500,0
Consumidores na
camada autotrófica
Crustáceos e rotíferos
zooplanctônicos, 105-107,
Insetos e aranhas, 102-103,
1,0
Consumidores na
camada heterotrófica
Insetos, moluscos e crustáceos,
105-106, 4,0
Artrópodos, anelídeos e
nematodos do solo, 105-106,
4,0
Grandes consumidores
móveis
Peixes, 0,1- 0,5, 15,0
Aves e mamíferos, 0,010,03, 0,3- 15
Microrganismos
consumidores
(saprófagos)
Bactérias e fungos, 1013-1014,
1- 10,0
Bactérias e fungos, 10141015, 10- 100,0
0,5
Estudo dos ecossistemas
• Abordagem holística: mede-se as entradas e saídas
de energia, as propriedades coletivas e emergentes
do todo são avaliadas;
• Abordagem reducionista: as partes principais são
estudadas primeiro, para depois serem integradas
num sistema inteiro
• Experiências nos ecossistemas a partir de
perturbações (“ ecologia do estresse”);
• Modelos computacionais (manipulação de
modelos para ver como se altera o comportamento
das partes e o resultado do todo).
O controle biológico do ambiente geoquímico
• Os organismos individuais não somente se
adaptam ao ambiente físico, mas, através da sua
ação conjunta nos ecossistemas, também adaptam
o ambiente geoquímico segundo as suas
necessidades biológicas.
• Desta forma, as comunidades de organismos e os
seus ambientes de entrada e saída desenvolvem-se
em conjunto, como os ecossistemas.
• A química da atmosfera e o ambiente físico
fortemente tamponado da terra (são
completamente diferentes das condições de outros
planetas) o que levou à formulação da hipótese
Gaia.
A hipótese Gaia (Lovelock, 1979)
• “ os organismos principalmente os
microrganismos, evoluíram junto com o ambiente
físico, formando um sistema complexo de controle,
o qual mantém favoráveis à vida as condições da
Terra” .
• “ A atmosfera da Terra com o seu conteúdo singular
rico em O2, e pobre em CO2, e as condições
moderadas de temperatura e pH na superfície da Terra
não podem ser explicadas sem as atividades críticas de
tamponamento das formas primitivas de vida e a
continuada atividade coordenada das plantas e
microrganismos, que reduzem as flutuações de fatores
físicos que ocorreriam na ausência de sistemas vivos
bem organizados.”
Comparação de condições atmosféricas e
de temperatura (segundo Lovelock, 1979)
Atmosfera
gás carbônico
Nitrogênio
Oxigênio
Temperatura
Superficial 0 C
Marte
Vênus
Terra sem
vida
Terra
real
95%
2,7%
0,13%
98%
1,9%
Traços
98%
1,9%
Traços
0,03%
79%
21%
- 53
477
290 + -50
13
Cianobactérias (foram os primeiros seres fotossintetizantes) e,
as responsáveis pela produção do O2 transformando a atmosfera
da terra primitiva de anaeróbia para aeróbia.
A natureza Cibernética e a
estabilidade dos ecossistemas
• Os ecossistemas são ricos em redes de informação,
que compreendem fluxos de comunicação físicos e
químicos que interligam todas as partes e
governam ou regulam (controlam) o sistema
como um todo;
• A redundância, mais de uma espécie tendo
capacidade de realizar uma dada função, também
aumenta a estabilidade.
• O grau de estabilidade varia, dependendo do rigor
do ambiente externo além da eficiência dos
controles internos. (Resistência e elasticidade)
Dois mecanismos contrastantes para a
manutenção da estabilidade num ecossistema
(Odum, 1988)
ARetroalimentação
negativa
1
2
B-
1A
Redundância
em componentes
funcionais
1B
1C
Mecanismos de controle em
ecossistemas
• Incluem os subsistemas microbianos que
regulam o armazenamento e a liberação de
nutrientes;
• Mecanismos de comportamento (hospedeiro
parasita);
• Os subsistemas predador e presa que
regulam a densidade populacional
Nasonia vitropennis (vespa parasita) x
Musca domestica (mosca doméstica)
O parasita não pode eliminar o hospedeiro, pois a vida dele
Depende do primeiro. Portanto, existe uma adaptação e
Co-evolução entre ambos
Resistência e Elasticidade
• A estabilidade de resistência indica a capacidade
de um ecossistema resistir a perturbações e manter
intactos sua estrutura e seu funcionamento (ex, uma
floresta de Pinheiros da Califórnia é bastante resistente ao fogo, mas se
queimar, recuperar-se-á muito lentamente ou nunca).
• A estabilidade de elasticidade indica a
capacidade de se recuperar quando o sistema é
desequilibrado por uma perturbação (ex, uma
vegetação que pega fogo com frequência (pouca
resistência), mas se recupera rápido (excelente elasticidade).
• Em geral, ecossistemas em ambientes físicos
benignos exibem maior resistência e menor
elasticidade, ocorrendo o contrário em ambientes
físicos incertos.
Estabilidade de resistência e de
elasticidade
ET=estabilidade total
Tempo para se recuperar
Indica a estabilidade relativa
Classificação dos Ecossistemas
• Ecossistemas naturais – Biomas
(pesquisar em grupo e apresentar os diferentes
biomas)
• Agroecossistemas
• Ecossistemas urbanos
Biomas Terrestres
Tundra: ártica e Alpina
Florestas boreais de coníferas
Florestas temperadas decíduas
Campos temperados de gramíneas
Campos e Savanas tropicais
Chaparral: regiões de chuvas no inverno e secas no
verão
Deserto: herbáceo e arbustivo
Floresta tropical semiperenifólia: chuva e seca
pronunciadas
Floresta tropical úmida perenifólia
Ecossistemas marinhos
Oceano aberto (pelágico)
Águas da plataforma continental (águas
costeiras)
Regiões de ressurgência (áreas férteis de
alta produtividade pesqueira)
Estuários (baías litorâneas, estreitos,
desembocaduras de rios, salgadios,etc)
Ecossistemas dulcícolas
Lêntico (águas paradas): lagos, tanques,
etc.
Lótico (águas correntes): rios, riachos, etc.
Terras úmidas: brejos e florestas de
pântanos
Mapa do Brasil com os principais
biomas brasileiros
Trabalho sobre os diferentes
Tipos de biomas mundiais
e o bioma de MG. Estão ameaçados
Poluição ou outro problema ambiental ?
Apresentações 30/09 e 07/010/09
• Pesquisar sobre os biomas: grupo de 4 a 5 pessoas
(8 grupos). Cada um fica com um bioma,
principalmente os biomas brasileiros.
• Destacar as fontes de energia, estado de
conservação (ou graus de poluição), organismos
presentes e suas relações (cadeia alimentar
exemplo daquele ecossistema); como o turismo é
explorado naquele ecossistema ou bioma.
Classificação dos Ecossistemas
(baseada na fonte de Energia)
• 1. Ecossistemas naturais que dependem da energia
solar, sem outros subsídios;
• 2.EN que dependem da energia solar, com
subsídios de outras fontes naturais de energia;
• 3.Ecossistemas que dependem da energia solar,
com subsídios antropogênicos;
• 4.Sistemas urbano-industriais (ecossistema
incompleto ou heterotrófico), movidos a
combustível (combustíveis fósseis ou orgânicos,
ou nucleares são as fontes de energia).
Ecossistemas Agrícolas
• Dependem de energia auxiliar de regiões distantes
e possuem uma saída que causa impacto sobre
elas, da mesma forma que as cidades. Não
obstante, possuem um componente autotrófico,
como parte integral.
• Diferem dos ecossistemas naturais de 3 formas:
(1) a energia auxiliar aumenta a entrada de energia
solar está sob o controle do homem;
• (2) a diversidade de organismos está muito
reduzida, para maximizar a produção
(monocultura);
• (3) as plantas e animais dominantes sofrem a
seleção artificial e não a seleção natural.
Ecossistemas heterotróficos
Natural- recife de ostras
Scanear pag 46 do Odum
Cidade industrializada- alto influxo de E e saída de resíduos (tóxicos)
Exemplos de ecossistemas segundo a
fonte e nível de energia
Oceanos abertos, florestas de
altitude (Ecossistema natural)
Estuário de marés, algumas
florestas úmidas (Ecossistema
Fluxo energético anual
(Kcal/m2)
1.000-10.000 (2.000)
10.000-40.000 (20.000)
natural com subsídios naturais)
Agricultura, aquacultura
10.000-40.000 (20.000)
(EN com subsídios antropogênicos)
Cidades, bairros residenciais,
zonas industriais
100.000-3.000.000
(2.000.000)