Relação do tipo +
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Ecologia Introdução, Cadeias alimentares, Matéria e Energia no Ecossistema. Prof. Neyvan Rodrigues 1.1 - Relação da Ecologia com outras Ciências E C O L O G I A é a C i ê n c i a q u e e s t u d a a s r e l a ç õ e s d o s s e r e s v i v o s e n t r e s i e d e l e s c o m o a m b i e n t e . Ser Vivo Ser Vivo Ambiente 1.1 - Relação da Ecologia com outras Ciências Botânica Zoologia Antropologia Microbiologia Climatologia Etc. Demografia História ECOLOGIA Sociologia Zoogeografia Genética Fitogeografia Economia Física Ciências Políticas Geologia Oceanologia Química 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos Protoplasma C é lu la T e c id o Ó rg ã o Aparelho Sistema Organism o (Espécie) População C o m u n i d a d e ( B i o c e n o s e ) E c o s s i s t e m a B io s fe r a 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos ESPÉCIE São da mesma espécie organismos semelhantes, intercruzáveis, cuja descendência é fértil ( capazes de se reproduzir ) . Exemplos de cruzamentos entre espécies diferentes, cujos descendentes são estéreis: Em eqüinos: Burro x Égua = Mula Em pássaros: Canário Belga x Pintassilgo = Pintagol 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos Protoplasma C é lu la T e c id o Ó rg ã o Aparelho Sistema Organism o (Espécie) População C o m u n i d a d e ( B i o c e n o s e ) E c o s s i s t e m a B io s fe r a 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos POPULAÇÃO É o conjunto de organismos da mesma espécie, que habita determinado espaço em um determinado tempo. Densidade Populacional se calcula dividindo o número de indivíduos da mesma espécie por unidade de espaço ( Área ou Volume) D= n ( número de indivíduos ) e ( unidade de espaço ) 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos COMUNIDADE ( BIOCENOSE ) É o conjunto de componentes bióticos que, num determinado meio, trocam matéria e energia. Pode-se dizer também, que é a associação entre os seres vivos de diversas populações de uma determinada área. 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos Biocenose Urubú Cobra Lagarto Gavião Piolho Ema Rhea americana Gafanhoto Cobra Cachorro do Mato Besouro Sapo Lagarto 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos Exemplos de Desequilíbrios em Biocenoses, por introdução de espécies exóticas ou eliminação de espécies autóctones Eucalipto da Austrália no RS Coelhos Europeus na Austrália Proliferação das Caturritas Proliferação dos Coelhos por falta de predador (controle pela Mixomatose) Aguapés brasileiros nos EEUU Proliferação por falta de fungo que ataca suas folhas 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos ECOSSISTEMA É o conjunto de componentes bióticos e abióticos que num determinado meio trocam matéria e energia. Ecossistema= Biocenose + Meio Físico 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos BIOSFERA É a região do planeta que encerra os seres vivos e na qual a vida é possível de uma maneira permanente. Regiões Parabiosféricas são aquelas nas quais a vida não é permanente, mas sim esporádica. Ex. regiões polares e lua. A Biosfera, por apresentar componentes bióticos e abióticos trocando matéria e energia, pode ser considerada um enorme ecossistema. 1.2 - Vocabulário Ecológico Níveis de Organização dos Seres Vivos Protoplasma C é lu la T e c id o Ó rg ã o Aparelho Sistema Organism o (Espécie) População C o m u n i d a d e ( B i o c e n o s e ) E c o s s i s t e m a B io s fe r a 1.3 - Fluxo da Energia nos Ecossistemas A energia necessária para a manutenção dos seres vivos vem, basicamente, de uma única fonte: o sol. A energia luminosa do sol é captada pelas plantas e outros organismos fotossintetizantes e convertida em energia química, sendo armazenada nos compostos orgânicos por eles 1.3 - Fluxo da Energia nos Ecossistemas 1.3.1 - Fotossíntese: Equação Reduzida Clorofila 6 H2O + 6 CO2 -------------->C6H12O6 + 6 O2 Água Gás Carbônico 673 Kcal Glicose Oxigênio Obs. Uma caloria é a quantidade de energia necessária para elevar de 1°C ( um grau centígrado) a temperatura de uma grama de água ( 1 cm³ de H2O). A energia consumida neste processo de construção de cada molécula de glicose é de 673 Kcal ( 673.000 cal ). 1.3 - Fluxo da Energia nos Ecossistemas A respiração consiste na liberação de energia a nível celular, resultando disso molécula (s) menor (es) de matéria inorgânica. Da conversão de moléculas orgânicas maiores e complexas em outras menores e simples, há sobra de energia. 1.3 - Fluxo da Energia nos Ecossistemas 1.3.2 - Respiração 1.3.2.1 - Aeróbica ( Com O2 ) : C6H12O6 + 6 O2 Kcal Oxigênio Glicose -----------> 6 H2O + 6 CO2 + 673 Água Gás Carbônico Energia Obs. Ocorre na maioria dos Seres Vivos 1.3.2.2 Anaeróbica ( Sem O 2) : Enzimas C6Glicose H12O6 -------------> 2Álcool C2H 5OH + 2CO2 + 28 cal Etílico Gás Carbônico Energia Obs. Ocorre em Leveduras, Bactérias, Vermes Parasitas,etc. 1.4 - Cadeias Alimentares Na natureza, nenhum organismo vive isolado. Todos, direta ou indiretamente, são interdependentes. Uma cadeia alimentar é uma sucessão de seres vivos, ordenada de tal maneira que todos possam sobreviver obtendo alimento na sua biocenose. Pirâmide Energética etc. Consumidor 4° Consumidor 3° Consumidor 2° Fotossíntese Seres Heterotróficos 1.4 - Cadeias Alimentares Consumidor 1° Seres Autotróficos Fungos & Bactérias (Decompositores-Seres Heterotróficos) Produtores 1.4 - Cadeias Alimentares Numa cadeia alimentar predatista observa-se que em cada nível trófico ascendente, há uma tendência de aumento do volume corpóreo e uma diminuição do efetivo populacional das espécies participantes da biocenose. 1.4 - Cadeias Alimentares Parte da energia introduzida pelos vegetais de um ecossistema é consumida para a realização das funções vitais de todos os componentes da comunidade. A sobra é devolvida para o meio de forma entrópica, e jamais será utilizada por outro ser vivo. Conclui-se portanto, que FLUXO vivemos na dependência de novas fotossínteses dos vegetais. Energia 1.5 - Ciclos Biogeoquímicos O transporte de matéria nos ecossistemas reside na existência de circuitos nos quais os diversos elementos são constantementes reciclados. Os seres vivos têm necessidade de mais de 40 elementos Matéria para fazer a síntese de seu protoplasma. CICLO 1.5 - Ciclos Biogeoquímicos Os elementos mais importantes para os seres vivos são o Carbono, o Hidrogênio, o Oxigênio, o Nitrogênio o Fósforo e o Enxofre. A estes acrescentam-se outros, necessários em quantidades menores, como o Cálcio, o Ferro, o Potássio, o Magnésio, o Sódio, etc. HIPÓTESE GAIA "O Universo se parece mais com um grande pensamento do que com uma grande máquina." Sir James Jeans (1877-1946) Astrofísico inglês "A Terra é um Ser Vivo" Por Lutzemberger http://www.bio2000.hpg.ig.com.br/a_hipotese_de_gaia.htm HIPÓTESE GAIA A Terra como Ser Vivo é uma idéia planificada pelo Cientista inglês James Lovelock. Segundo ele, “a Terra precisa ser entendida e estudada como um sistema fisiológico fechado, da mesma forma que o médico estuda a interdependência das funções orgânicas do corpo humano”. Estas idéias são A Hipótese Gaia, nome que homenageia a deusa grega Gaia (GEO em latim), personificação da terra. Ecologia : conceito OIKÒS – CASA LOGOS –Estudo. Ecologia estuda as relações entre os seres vivos e desses com o ambiente. Cuida da preservação e restauração da natureza. Habitat e nicho ecológico O lugar que um organismo ocupa no ecossistema é o seu habitat ; o seu papel , o seja , a sua função , é o seu nicho ecológico . Objeto de estudo da Ecologia: População, Comunidade, Ecossistema e Biosfera. A área da superfície da Terra, onde há a presença de seres vivos, é chamada biosfera (região do planeta que inclui todos os organismos vivos e ambientes sobre a crosta da Terra) e pode conter ecossistemas muitos pequenos como, por exemplo, bosques, campinas, lagos e estepes. A todos os indivíduos de uma espécie de organismos, se denomina população ( conjunto de indivíduos de uma mesma espécie, presente em determinado local, em um determinado tempo). Cada ecossistema contém diversas populações. Um ecossistema pode conter uma população de árvores, uma população de esquilos e uma população de gafanhotos. As partes vivas de um ecossistema são chamadas comunidades (conjunto de populações de diversas espécies que interagem em um determinado local, num determinado período). A comunidade está conformada pelas populações de muitas espécies que interatuam umas com as outras. Um sistema é um grupo de partes que estão conectadas e trabalham juntas. A terra está coberta de coisas vivas e não-vivas que interatuam formando sistemas, também chamados ecossistemas (sistemas ecológicos). Um típico ecossistema contém coisas vivas ( componentes bióticos) como por exemplo árvores e animais, e coisas não-vivas (componentes abióticos) como substâncias nutrientes e água. COMPONENTES DE UMA CADEIA ALIMENTAR: PRODUTORES: AUTÓTROFOS: FOTOSSÍNTESE QUIMIOSSÍNTESE CONSUMIDORES: HETERÓTROFOS: HERBÍVOROS CARNÍVOROS ONÍVOROS DECOMPOSITORES: SAPRÓFAGOS: (FUNGOS E BACTÉRIAS) Seres autotróficos são capazes de elaborar seu próprio alimento a partir da energia solar; processo denominado fotossíntese. As plantas, que fazem os produtos alimentícios, são chamadas produtores. O alimento produzido é utilizado por células vivas para fazer mais células e formar a matéria orgânica, como a lã e a gordura. Os produtos orgânicos de organismos vivos são algumas vezes denominados biomassa (“ peso”da matéria viva). Cadeia Alimentar Certos organismos consomem produtos elaborados pelos produtores, a estes organismos se denomina consumidores. Os consumidores podem comer plantas (chamados de herbívoros), carne (carnívoros), ou assimilar matéria orgânica morta (decompositores, como fungos e bactérias). TEIA ALIMENTAR: Um conjunto de cadeias alimentares. NÍVEL TRÓFICO: Posição do organismo numa cadeia alimentar. PLANTA > HERBÍVORO > CARNÍVORO 1º Nível Trófico 2º Nível Trófico 3ºNível Trófico Pirâmides ecológicas Representam na forma gráfica as transferências de matéria e de energia nos ecossistemas , mostrando as relações entre os diferentes níveis tróficos em termos de quantidade. Como há perda de energia e matéria adquirem forma de pirâmides. Podem ser : 1° - Pirâmide de números Indica o número de indivíduos em cada nível trófico . Ex : em um campo com 5000 plantas são necessárias para alimentar 300 gafanhotos , que servirão de alimento para apenas uma ave . Pirâmides ecológicas 2° - Pirâmide de biomassa : É expressa em termos de quantidade de matéria orgânica por unidade de área , em um dado momento . 3° - Pirâmide de energia : indica a biomassa acumulada em calorias(Kcal). A energia não é acumulada, a medida que vai passando de um consumidor para o outro diminui, sendo perdida. Fluxo Unidirecional de Energia Fluxo Unidirecional de Energia A ENERGIA FLUI DE PRODUTORES PARA DECOMPOSITORES UNIDIRECIONAL A ENERGIA DECRESCE A CADA NÍVEL TRÓFICO POR ISSO: AS CADEIAS ALIMENTARES SÃO NORMALMENTE COMPOSTA DE POUCOS NÍVEIS TRÓFICOS Neyvan Rodrigues A maioria dos seres vivos depende de outras espécies para sobreviver. Uma espécie geralmente explora a outra, mas duas espécies podem, algumas vezes, juntar forças na luta pela sobrevivência... RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS Quando realizada entre indivíduos da mesma espécie. Harmônicas: Quando nenhum ser é prejudicado. Sociedade (+/+): Quando não há dependência anatômica. Ex: Abelhas e Formigas. Colônia (+/+): Quando há dependência anatômica. Ex: Caravela e Estafilococos. • • • • Desarmônica: Quando pelo menos um dos seres é prejudicado. Canibalismo (+/-): Quando um ser devora o outro. Competição (-/-): Quando há competição, que pode ser por espaço, alimento ou sexual. CLASSIFICAÇÃO INTRA-ESPECÍFICA INTERESPECÍFICA (homotipicas) (heterotipicas) Interação entre seres da mesma espécie. Interação entre seres de espécies diferentes. INTRA-ESPECÍFICA / INTERESPECÍFICA HARMÔNICAS Não há prejuízo para nenhuma das partes associadas. Podem gerar interações do tipo: (+/+) ou (+/0) DESARMÔNICAS Pelo menos um indivíduo sai prejudicado. Podem gerar interações do tipo: (+/-), (0/-) ou (-/-) RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS HARMÔNICAS COLÔNIA : Relação do tipo +/+ Agrupamento de indivíduos da mesma espécie que são estruturalmente ligados uns aos outros. COLÔNIA HETEROMORFAS: Com diferenciação morfológica entre os indivíduos e divisão de trabalho. ISOMORFAS ou HOMOMORFA: Todos indivíduos são iguais e não há divisão de trabalho. COLÔNIA SOCIEDADES: Relação do tipo +/+ Caracteriza-se pela cooperação entre indivíduos da mesma espécie que têm independência física uns dos outros. SOCIEDADE SOCIEDADE RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS HARMÔNICAS MUTUALISMO: Relação do tipo +/+ Relação entre espécies diferentes onde ambas são beneficiadas e não podem viver separadamente. Ex:bacteriorrizas, micorrizas,protozoários + panca do boi Líquens: Associação de algas e fungo Micorrizas- fungo/raízes Ruminantes / Bactérias do seu trato digestivo. MUTUALISMO PROTOCOOPERAÇÃO: Relação do tipo +/+ Relação entre espécies diferentes, na qual ambas se beneficiam; contudo, tal associação não é obrigatória, podendo cada espécie viver isoladamente. PROTOCOOPERAÇÃO PROTOCOOPERAÇÃO INQUILINISMO: Relação do tipo +/0 Associação entre indivíduos de espécies diferentes, onde um ser vivo utiliza o outro, como moradia - suporte ou abrigo. As epífitas ( as bromélias e as orquídeas ) que vivem sobre os troncos de árvores. INQUILINISMO O peixe Fierasfer (peixe agulha) refugiase no interior do pepino-do-mar (equinodermo). COMENSALISMO: Relação do tipo +/0 Envolve indivíduos de espécies diferentes, na qual um deles se alimenta das sobras ou restos da alimentação do outro, sem qualquer prejuízo. COMENSALISMO RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS DESARMÔNICAS COMPETIÇÃO: Relação do tipo -/- Relação em que indivíduos da mesma espécie lutam por algum componente do ambiente. COMPETIÇÃO •Animais competem pelo território, pelo alimento e por parceiros na reprodução. •Vegetais competem pelos nutrientes do solo, luz, água, etc. A competição é um dos fatores limitantes do crescimento das populações naturais e está intimamente relacionada com o processo evolutivo por seleção natural. CANIBALISMO: Relação do tipo +/- É uma relação entre indivíduos da mesma espécie na qual um indivíduo se alimenta do outro. Ex: aranhas, louva-deus CANIBALISMO RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS DESARMÔNICAS PREDATISMO: Relação do tipo +/- Relação em que o indivíduo predador captura e mata um indivíduo de outra espécie, a presa, que lhe servirá de alimento. PREDAÇÃO Quando o animal utiliza plantas como alimento, fala-se em herbivoria. Plantas carnívoras são um raro exemplo em que o predador é uma planta. O predatismo é um fator limitante do crescimento das populações naturais. O predatismo é fundamental também nos processos evolutivos por seleção natural. No processo evolutivo a relação PRESA-PREDADOR favoreceu, em ambos, a perpetuação de características que garantem ora o sucesso do predador ora o da presa. Mimetismo: Algumas espécies não-venenosas apresentam certas características, preservadas por seleção natural, que lhes conferem semelhanças com espécies venenosas ou não palatáveis. Camuflagem: Um organismo se assemelha a outro ou a um aspecto do meio ambiente, de modo que fique imperceptível pelo menos quando não está em movimento. PARASITISMO: ECTOPARASITAS (externos) Relação do tipo +/- Relação entre seres de espécies diferentes, em que um deles (parasita) vive no corpo do outro (hospedeiro), do qual retira alimentos. ENDOPARASITAS (internos) PARASITISMO O cipó-chumbo é um exemplo de planta holoparasita da seiva elaborada das plantas que lhe são hospedeiras. A erva-de-passarinho é uma planta classificada como hemiparasita, pois retira a seiva bruta das plantas que lhes são hospedeiras. Embora os parasitas possam causar a morte do hospedeiro, em muitos casos trazem-lhes apenas prejuízos. Os herbívoros que consomem plantas inteiras são considerados predadores e parasitas quando consomem partes das mesmas sem porém causar-lhes a morte. AMENSALISMO OU ANTIBIOSE: Relação do tipo +/- Associação em que uma espécie libera substâncias tóxicas que inibem o crescimento ou não deixa a outra espécie se reproduzir. amensalismo COMPETIÇÃO: Relação do tipo -/- Ocorre quando duas populações de espécies diferentes, em uma mesma comunidade, apresentam nichos ecológicos semelhantes. competição Princípio de Gause (Princípio da exclusão competitiva) O Princípio de Gause diz respeito ao processo de competição inter-específica que acontece quando duas espécies diferentes habitam um mesmo ambiente e têm nichos muito semelhantes. Assim duas espécies não podem ocupar um mesmo nicho por muito tempo, uma delas irá sempre prevalecer, pois é mais adaptada àquele habitat. Esse mecanismo pode determinar o controle da densidade das duas populações que estão interagindo, a extinção de uma delas ou ainda a especialização do nicho ecológico. ESCLAVAGISMO: um caso especial É um tipo de interação interespecífica na qual uma espécie captura e faz uso do trabalho, das atividades e até dos alimentos de outra espécie. Dependendo do caso pode ser classificada como harmônica ou desarmônica produzindo diferentes efeitos: +/+ ou +/- ESCLAVAGISMO HARMÔNICA OU DESARMÔNICA??? A relação entre formigas e pulgões (Afídeos) é um caso clássico de esclavagismo. Ex: Passaros que chocam os ovos de outros passaros. QUANTOS DIFERENTES TIPOS DE RELAÇÕES ECOLÓGICAS PODEM SER IDENTIFICADAS NA FIGURA ABAIXO? Colônia HARMÔNICAS INTRA-ESPECÍFICA Sociedade DESARMÔNICAS Competição Canibalismo RELAÇOES ECOLÓGICAS HARMÔNICAS Protocooperação Mutualismo INTERESPECÍFICA Comensalismo Inquilinismo Predatismo DESARMÔNICAS Parasitismo Competição Esclavagismo ??? Amensalismo 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. Constituição da Atmosfera G á s % N it r o g ê n io 7 8 ,1 1 O x ig ê n io 2 0 ,9 5 A r g ô n io ,n e ô n io ,h é lioeg a s e sin e r t e s 0 ,9 3 D ió x id od ec a r b o n o 0 ,0 3 Reservatório: Meio Marinho 361 Milhões de Km² da Superfície da Terra ( 70 % ). A - Sem Inclusão dos Seres Vivos 1.5.1 - Ciclo da Água Evaporação Diária Cont. = 160 km³ Precipitação Diária Mar. = 775 km³ Evaporação Diária Mar. = 875 km³ Ventos = 100 Km³ Diários Rios e Lençóis Freáticos = 100 Km³ O consumo médio diário per capita é de dois litros de H2O para uma pessoa de 60 Kg. 1.5.1 - Ciclo da Água B - Com Inclusão dos Seres Vivos Devolve H2O pela Transpiração e Gutação H20 nos Alimentos Devolve H2O pela Decomposição da Planta H2O pela Dessedentação Direta Absorve H20 pela Raiz Devolve H2O pela Excreção e Decomposição do Corpo Ciclo da Água Ciclo do Carbono Reservatório: Atmosfera N2 ----------------------> 78,00% O2 ----------------------> 21,00% G.N obres---------------> 0,97% CO2 ----------------------> 0,03% 1.5.2 - Ciclo do Carbono CO2 Respiração CO2 CO2 Respiração Carbono nos Alimentos Fotossíntese Morte e Decomposição CO2 Decomposição dos Produtos da Excreção Morte e Decomposição CO2 CO2 Petróleo Carbono da Combustão dos Combustíveis Fósseis Carvão Turfa CO2 Efeito de Estufa do CO2 Mais Radiações Luminosas Menos Radiações Térmicas 1.5.2 - Ciclo do Carbono Mais Temperatura Efeito de Estufa + Radiação Luminosa Radiação Luminosa - Radiação Térmica +T +CO2 Radiação Térmica Degelo da Atual Glaciação +T Componentes Entrada Saída Ciclo do Fósforo Retirado colheitas Esterco animal e fertilizantes orgânicos Fertilizantes minerais Resíduo de plantas Fósforo orgânico •Microbiológico •Resíduo de planta •Humus Lixiviação (pouco comum) Deposição atmosférica Mineral primário (apatita) Absorção planta Solução do solo •HPO4-2 •H2PO4-1 Escoamento e erosão Superfície mineral (argila, óxidos de Fe e Al, carbonatos) Componentes secundários (CaP, FeP, MnP, AlP) Componentes Entrada Saída Ciclo do Potássio Retirado colheita Residuo plantas Esterco animal e fertilizantes orgânicos Fertilizante mineral Escoamento e erosão Absorção planta Potássio trocável Solução do solo (K+) Lixiviação Potássio mineral Potássio fixado Componentes Entrada Ciclo do Enxofre S atmosférico Deposição atmosférica Volatilização Retirado colheita Fertilizantes minerais Esterco animal e fertilizantes orgânicos Resíduo planta S elementar Absorvido ou S mineral Escoamento e erosão Absorção planta S reduzido S orgânico Sulfato (SO4- ) Lixiviação Saída Componentes Entrada Saída Ciclo do Nitrogênio Nitrogênio atmosférico Fixação atmosférica e deposição Retirado colheita Esterco animal e fertilizantes orgânicos Fixação industrial (Fertilizantes comerciais) Volatilização Resíduo de plantas Escoamento e Erosão Fixação biológica por leguminosas Absorção plantas Desnitrificação Nitrogênio orgânico Amônio NH4++ Nitrato NO3Lixiviação Ciclo do Nitrogênio Ciclo do Nitrogênio Reservatório: Atmosfera N2 ----------------------> 78,00% O2 ----------------------> 21,00% G.N obres---------------> 0,97% CO2 ----------------------> 0,03% 1.5.3 - Ciclo do Nitrogênio N2 atmosférico N2 atmosférico descargas elétricas N nas proteínas nitratos morte e decomposição bactérias desnitrificantes nitratos cianofíceas (algas azuis) Bactérias fixadoras de N2 (em nódulos) nitratos O HOMEM AFETA O CICLO DA ÁGUA: O HOMEM AFETA O CICLO DA ÁGUA: O HOMEM AFETA O CICLO DO CARBONO AQUECIMENTO GLOBAL Após a revolução industrial, a emissão de poluentes derivados da queima de combustíveis fósseis têm aumentado muito, intensificando o efeito estufa. Isso é, os poluentes permitem a passagem de luz até a superfície terrestre mas, aprisiona o calor emanado por essa superfície, alterando a temperatura média do planeta. Ciclo do Nitrogênio Rotação de Culturas Milho consorciado com amarante e leguminosas em base de rotação despensa, pesticidas e adubos químicos para aumentar a fertilidade do solo Foto: T.L.GETTINGS/RODALE Rotação de Culturas Cada paisagem contém uma história. Fileiras de colheitas variadas indicam que a roça é diversificada, em pequena escala, permitindo que os predadores e os polinizadores naturais realizem a sua tarefa Um campo de mil acres, sem uma única erva daninha à vista, indica o uso nocivo de pesticidas e herbicidas A biosfera compreende o conjunto dos ecossistemas do planeta e pode ser dividida em biociclos: oBiociclo terrestre, epinociclo: Conjunto de ecossistemas de terra firme. oBiociclo dulcícola, limnociclo: Ecossistemas de água doce. oBiociclo marinho, talassociclo: Ecossistemas de água salgada. Talassociclo é o conjunto dos ecossistemas marinhos. Fatores abióticos que influenciam na distribuição dos seres vivos: luminosidade, temperatura, salinidade, pressão, oxigenação e correntezas. Quanto à luminosidade: Zona eufótica – de 0 a 100 metros, com muitas algas e animais. Zona disfótica – de 100 a 300 metros, com fraca luminosidade. Zona afótica – abaixo de 300 metros, apenas com animais adaptados à escuridão. •Quanto à profundidade e à superfície: - Zona das marés – ficando parte do dia exposta ao ar atmosférico e parte submersa - Plataforma Continental – até 200m de prf. É iluminada, 2/3 dos peixes e frutos do mar -Zona oceânica ou batial – de 200 a 2000 metros, fica abaixo da plataforma continental, onde as correntezas são reduzidas e a fauna é escassa. -Zona abissal – 2000 a 6000 metros, representa a maior dos oceanos, com alguns animais adaptados à grande profundidade (pressão) e microrganismos decompositores. - Zona hadal – entre 6000 e 11000 metros. LIMNOCICLO O Limnociclo é o conjunto de ecossistemas de águas doces e pode ser dividido em duas partes: 1-Águas lóticas: segmento formado por rios, riachos e corredeiras, em que a água se desloca rapidamente. 2-Águas lênticas: segmento formado por lagos, lagoas, represas e pântanos, em que a água fica praticamente parada. Ecologia de Populações e Comunidades Prof. Neyvan Rodrigues Conceitos POPULAÇÃO- conjunto de organismos da mesma espécie.Habitam mesma área em dado intervalo de tempo. COMUNIDADE consiste no conjunto de todas as populações de uma certa área POTENCIAL BIÓTICO- capacidade de proliferação/reprodução/crescimento RESISTÊNCIA AMBIENTAL-conjunto de fatores abióticos que podem influenciar no crescimento da população. Variações da população O número de indivíduos pode variar modificando o tamanho das populações. Os principais fatores são: - emigração - imigração - natalidade - mortalidade Esses fatores podem modificar a chamada densidade populacional que pode ser descrita pela fórmula: D = n. de indivíduos/área Densidade Populacional Crescimento Populacional A população pode crescer infinitamente, mas existe uma curva real de crescimento modificada pela chamada resistência do ambiente. O tamanho de qualquer população é determinado pelo seu potencial biótico, que é exponencial (isto é, 2, 4, 8, 16, 32). Crescimento Populacional medida que a população atinge os limites de algum recurso disponível, como alimento, espaço, oxigênio dissolvido na água etc, há equilíbrio e estabilidade de uma geração para a seguinte. Crescimento Populacional Fatores bióticos e abióticos (como temperatura, clima,tipo de solo, competição,parasitis-mo, predatismo) desempenham um papel na regulação natural da abundância dos organismos. Curva de Crescimento Populacional Curva de Crescimento Populacional A- CRESCIMENTO EXPONENCIAL B-RESISTÊNCIA AMBIENTAL C-CRESCIMENTO REAL DA POPULAÇÃO Relações Ecológicas Intra-específicas Harmônicas |Colônia |Sociedade Desarmônicas |Canibalismo |Competição Sucessão Ecológica É a substituição seqüencial de espécies em uma comunidade; compreende todas as etapas desde a colonização das espécies pioneiras até o clímax. Sucessão Ecológica Para cada ambiente há um tipo de comunidade clímax possível. O clímax de uma sucessão que leva ao aparecimento de um deserto é diferente do clímax que origina uma floresta. Mas é considerado clímax porque é o desenvolvimento máximo que as condições físicas daquela região permitem. 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. Biomas Biomas São grandes ecossistemas constituídos por comunidades que atingiram o estágio-clímax. Tem aspectos semelhantes em todo o seu território. Existem biomas de terra firme e biomas aquáticos. Biomas de terra firme Tundra Tundra Regiões próximas do Círculo Polar Ártico. Flora: musgos, liquens e plantas herbáceas. Fauna: renas, caribus, boisalmiscarados, raposas-azuis, algumas espécies de aves e insetos (verão). Taiga Taiga Bioma localizado ao sul da tundra ártica. Tem invernos rigorosos. Flora: pinheiros, abetos e outras várias espécies de coníferas. Fauna: ursos, lobos, raposas, lebres, esquilos... Floresta Temperada Floresta temperada Típico da Europa, América do Norte, Japão e América do Sul. Tem estações bem definidas. Flora: carvalhos, samambaias, liquens... Fauna: insetos, aves e mamíferos (veados, esquilos, raposas...). Floresta Tropical Floresta tropical América Central e Sul e África, Ásia e Austrália. Típico de regiões de clima quente e úmido. Flora: árvores altas, plantas epífitas, ervas rasteiras, musgos e liquens. Fauna: grande variedade de invertebrados, aves, répteis, anfíbios e mamíferos. Campos Predomina vegetação herbácea. São classificados em estepes e savanas. EUA, Ásia, América do Sul e na África Campos - Estepes Campos formados por gramíneas. Existem roedores, carnívoros e insetos. Campos - Savanas Formados por gramíneas, arbustos e árvores esparsas. Existem mamíferos (zebras, girafas, leões, tatus, pacas...). Desertos Desertos África (Saara) e na Ásia (Gobi) Solo pobre em água e poucas chuvas. Temperatura variada. Flora: rala e espaça, com gramíneas e raros arbustos. Fauna: cobras, lagartos e roedores, escorpiões. Biomas do Brasil Floresta amazônica Situa-se em regiões de clima quente, com altos índices de chuva. Grande variedade vegetal e animal. Mata atlântica Ocorre nas encostas das montanhas, nas margens do Oceano Atlântico. Constituída por árvores de grande porte. Mata de araucárias Predominam espécies de coníferas (como o pinheiro-do-paraná). RS, PR, SC. Tem temperaturas moderadas e muitas chuvas. Cerrado Presente nos estados de Minas Gerais, Goiás, Tocantins e Mato Grosso, com clima quente e muitas chuvas. As árvores têm casca grossa e troncos retorcidos. O solo é pobre em certos nutrientes minerais. SINERGIA AMBIENTAL Segundo a hipótese de Gaia, palavra grega que designa a Mãe-Terra, a flora, a fauna, o clima e os ciclos biogeoquímicos da Terra são interligados e qualquer mudança em uma parte do sistema afeta o todo. Além de interferir nos ambientes através da produção de resíduos e poluentes, a humanidade tem alterado o seu equilíbrio, quando introduz espécies estranhas em ecossistemas naturais, ou leva inúmeras espécies à extinção. A interferência em comunidades equilibradas pode colocar em risco toda a intrincada trama de relações, que levou centenas ou milhares de anos para se estabelecer. INVASÃO BIOLÓGICA EXTINÇÃO DE ESPÉCIES INVASÃO BIOLÓGICA Introdução de espécies novas Ocorre quando uma espécie exótica animal ou vegetal, introduzida em determinado ambiente, se estabelece e passa a se propagar dominando espécies nativas, expulsando-as e gerando conseqüente perda de biodiversidade e alterações nos ciclos ecológicos naturais. INVASÃO BIOLÓGICA Introdução de espécies novas A problemática não está no número de espécies invasoras presentes numa área, mas sim em seu nível de agressividade e de dominação das espécies nativas. No entanto, nem todas espécies exóticas introduzidas em novos ambientes se tornam invasoras. Etapas do processo de invasão “Facilitação” pode ser uma perturbação natural, como fogo ou uma tempestade, ou antropogênica, como alterações no uso da terra, fogos controlados, ou construção de infraestruturas. EXTINÇÃO DE ESPÉCIES A extinção é um fator natural do processo de evolução biológica. Fenômenos naturais, como a desertificação, a glaciação, as atividades vulcânicas e os meteoros, foram responsáveis pelo extermínio de uma enorme quantidade de espécies, entre elas os dinossauros. Embora seja um processo natural na história da Terra, estudos apontam que a taxa de extinção de espécies causada pela ação humana é de 100 a 1.000 vezes maior do que o índice natural. PRINCIPAIS CAUSAS DE EXTINÇÃO NO BRASIL O desmatamento e degradação dos ambientes naturais. O avanço da fronteira agrícola. A caça de subsistência e a caça predatória. A apanha ou captura ilegais (tráfico) na natureza. A introdução de espécies exóticas. De acordo com a União Internacional para a Conservação da Natureza (UICN), um quarto do 1,5 milhão de espécies conhecidas pelo homem corre o risco de desaparecer até a metade do século XXI, se mantidas as atuais condições de poluição ambiental. POLUIÇÃO DO AR •Inversão térmica • Chuva ácida • Efeito estufa • Camada de ozônio A poluição , seja do ar, da água ou do solo, pode ser entendida como qualquer alteração ambiental causada pelo acréscimo de materiais ou energia, naturais ou estranhas ao ambiente, que provoque desequilíbrio e prejudique a vida. A poluição é geralmente conseqüência da atividade humana. POLUIÇÃO DO AR Calcula-se que 60% da poluição, nas regiões das grandes cidades, sejam decorrentes dos veículos automotores. Outras fontes problemáticas são indústrias e queimadas, agravadas pelas condições climáticas. Poluente Óxidos de Enxofre (SOx) Fontes Antropogênicas Naturais Óxidos de Azoto (Nos) Antropogênicas Naturais Processos Combustão (refinarias, centrais térmicas, veículos diesel) Processos Industriais Vulcanismo Processos biológicos Combustão (veículos e indústria) Emissões da vegetação Antropogênicas Refinarias Petroquímicas Veículos Evaporação de combustíveis e solventes Monóxido de Carbono (CO) Antropogênicas Combustão (veículos) Naturais Emissões da vegetação Dióxido de Carbono (CO2) Antropogénicas Combustão Naturais Fogos flosrestais Chumbo (Pb) Antropogênicas Efeito Afeta o sistema respiratório Chuvas ácidas Danos em materiais Afeta o sistema respiratório Chuvas ácidas Poluição fotoquímica Incluem compostos tóxicos e carcinogênicos A qualidade do ar urbano tem causado sérios problemas às condições de vida das pessoas, das plantas e dos animais que vivem nas cidades e arredores. Compostos Orgânicos Voláteis (COV) Antropogênicas Partículas Naturais CFC's e Halons Antropogénicas Gasolina com chumbo Incineração de resíduos Combustão Processos industriais Condensação de outros poluentes Extração de minerais Erosão eólica Vulcanismo Aerossóis Sistemas de refrigeração Espumas, sistemas de combate a incêndios Reduz a capacidade de transporte de oxigênio no sangue Efeito de estufa Tóxico acumulativo Anemia e destruição de tecido cerebral Alergias respiratórias Vector de outros poluentes (metais pesados, compostos orgânicos carcinogênicos) Destruição da camada de ozono Contribuição para o efeito de estufa INVERSÃO TÉRMICA Condição atmosférica, observada em dias frios, na qual uma camada de ar frio é aprisionada por outra de ar quente, de modo que a primeira não pode se elevar. Em ambientes industrializados, a inversão térmica leva à retenção de poluentes nas camadas mais baixas e próximas do solo, podendo ocasionar problemas de saúde. DIAS SEM INVERSÃO TÉRMICA • A radiação solar aquece a crosta terrestre. • A crosta terrestre aquece a camada de ar acima que, menos densa, sobe deslocando para baixo as camadas superiores mais frias. • As correntes de convecção assim formadas, renovam o ar junto ao solo minimizando, em ambientes urbanos, os efeitos da poluição. DIAS COM INVERSÃO TÉRMICA Nos dias de inverno a incidência obliqua dos raios solares aquece as camadas superiores da atmosfera, que se sobrepõem as camadas mais baixas e mais frias caracterizando a INVERSÃO TÉRMICA. Em dias de inversão térmica, as camadas mais baixas e frias estagnadas junto ao solo impedem a convecção, a renovação do ar e a dissipação dos poluentes. CHUVA ÁCIDA A queima de carvão, de combustíveis fósseis e os poluentes industriais, lançam dióxido de enxofre e de nitrogênio na atmosfera que combinam-se com o hidrogênio, aí presente sob a forma de vapor de água, formando substâncias como os ácidos súlfurico e nítrico que precipitam na forma de chuvas ácidas. Como se forma a Chuva Ácida A chuva ácida pode manifestarse tanto no local de origem, como a centenas de quilômetros de distância. CHUVA ÁCIDA PREJUÍZOS E EFEITOS Acidificação do solo. Corrosão de materiais usados nas construções como casas, represas, turbinas hidrelétricas, etc. Corrosão de monumentos históricos. EFEITO ESTUFA Principais gases e suas fontes H2O - vapor de água CO2 - dióxido de carbono CH4 - metano CFCs - clorofluorcarboneto Queima de combustíveis fósseis resíduos agrícolas e de florestas, entre outras fontes. Substâncias originadas a partir do cultivo do arroz, e das criações de gado. A CAMADA DE OZÔNIO Concentração de gás ozônio situada na alta atmosfera, entre 10 e 50 Km da superfície da Terra. Funciona como um filtro solar, protegendo todos os seres vivos dos danos causados pela radiação ultravioleta do Sol. EFEITOS DA EXPOSIÇÃO AOS RAIOS UV-B •Danos à visão, • Supressão do sistema imunológico • Câncer de pele. Cada 1% de perda de ozônio causa 50 mil novos casos de câncer de pele e 100 mil novos casos de cegueira no mundo. Poluição das águas - Eutrofização das águas – aumento de nutrientes minerais e orgânicos nos ecossistemas aquáticos através de descartes de resíduos industriais e domésticos. - Poluição térmica das águas – usinas elétricas, refinarias e siderúrgicas instalam-se às margens de rios usando as águas frias do rios para esfriar caldeiras e devolvem água aquecida para o ambiente, provoca desprendimento de oxigênio provocando floração e desequilíbrio ambiental. - Maré Negra – derramamento de petróleo e derivados em corpos d´água. POLUIÇÃO DO SOLO Lixo Urbano – destino adequado em aterros sanitários e programas de coleta seletiva. Desmatamentos e queimadas – origem na urbanização, aumento da fronteira agrícola e pecuária Poluição Radioativa Catástrofes mundiais em usinas atômicas ou nucleares além do destino dos rejeitos atômicos ou lixo atômico. Poluição Sonora Excesso de barulho nas grandes cidades, ou seja, níveis de decibéis acima do permitido por lei provocando surdez com o passar dos anos.
