Fluxo de Energia e Matéria nos Ecossistemas

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia
BI02 – Fundamentos de Ecologia A
Unidade I – Energia no sistema: Níveis tróficos e cadeias
alimentares. Produtividade primária e secundária,
eficiências ecológicas – Definições Iniciais
Prof. Dr. Dakir Larara Machado da Silva
[email protected]
dakirlarara.wordpress.com
FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS
ECOSSISTEMAS
Sabemos que todos os organismos necessitam de energia para se
manterem vivos, crescerem, se reproduzirem e, no caso de muitas
espécies, para se movimentarem.
O Sol é a principal fonte fornecedora de energia para a Terra. A cada dia
o Planeta é bombardeada por 1019kcal de energia solar, o que em termos
comparativos equivale à energia de 100 milhões de bombas atômicas,
semelhante a que explodiu em Hiroxima.
Com relação ao aproveitamento de toda essa energia, a principal forma
está associada a captação feita pelas plantas, que por sua vez,
transforma energia luminosa em energia química através da
fotossíntese. Essa energia química nutre os tecidos vegetais que servirão
de fonte de energia para outros organismos.
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ECOSSISTEMAS
Fluxo de energia entre os organismos
O fluxo de energia entre os organismos se caracteriza em função da origem,
conversão e trajetória energética. Esse fluxo pode ser entendido em função do
beneficiamento energético por parte dos organismos envolvidos nessa
dinâmica.
Organismos autotróficos;
Organismos consumidores: são aqueles que usam a energia química
acumulada nas substâncias orgânicas na alimentação (animais).
Devido a esse fluxo energético entre os organismos, onde a, alimentação
propriamente dita, é o principal processo de obtenção energético após o
primeiro nível trófico. Assim, os níveis tróficos, ou a rota energética nos seres
vivos, podem ser entendidos da seguinte maneira:
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ECOSSISTEMAS
Fluxo de energia entre os organismos
Primeiro nível trófico – Formado por organismos autotróficos (produtores).
Os níveis seguintes são compostos por organismos heterotróficos, ou seja,
aqueles que obtêm a energia de que precisam de substâncias orgânicas
produzidas por outros organismos. Todos os animais e fungos são seres
heterotróficos, e a este grupo inclui os herbívoros, os carnívoros e os
decompositores.
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Fluxo de energia entre os organismos
Segundo nível
(consumidores).
trófico
–
Formado
por
organismos
heterotróficos
Consumidores primários, formados por organismos que se alimentam dos
produtores (herbívoros).
Consumidores secundários – formados por organismos que se alimentam dos
consumidores primários.
Consumidores terciários – formados por organismos que se alimentam dos
consumidores secundários.
E assim sucessivamente se necessário....
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Fluxo de energia entre os organismos
Nível trófico dos detritívoros
Decompositores – formados por certas bactérias e fungos, que atacam os
cadáveres, excrementos, restos de vegetais e, em geral, matéria orgânica
dispersa no substrato, decompondo-a em sais minerais, água e dióxido de
carbono, que são depois reutilizados pelos produtores, num processo natural de
reciclagem.
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ECOSSISTEMAS
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ECOSSISTEMAS
Cadeia alimentar
O termo cadeia alimentar refere-se à sequência em que se alimentam os
seres de uma comunidade. Ou seja, é uma sequência de organismos
interligados por relações de alimentação.
Desta forma, a posição em que cada ser vivo ocupa numa cadeia
alimentar corresponde seu nível trófico.
Autotróficos – Heterotróficos – Decompositores
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Teia Alimentar (também conhecida como rede alimentar)
É caracterizada pelo conjunto de cadeias alimentares, ligadas entre si e
geralmente representadas como um diagrama das relações tróficas
(alimentares) entre os diversos organismos ou espécies de um ecossistema.
Apresentam situações mais perto da realidade, onde cada espécie se alimenta
em vários níveis hierárquicos diferentes e produz uma complexa teia de interações
alimentares.
Todas as cadeias alimentares começam com um único organismo produtor,
mas uma teia alimentar pode ter vários produtores. A complexidade de teias
alimentares limita o número de níveis hierárquicos, assim como na cadeia.
Permitem uma noção mais realista do que acontece nos diversos ecossistemas
porque a relação entre dois organismos (o alimento e seu consumidor) não é
sempre a mesma.
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Pirâmides ecológicas
As relações ecológicas entre seres vivos podem ser representadas
graficamente por meio da construção das chamadas pirâmides ecológicas.
Essas pirâmides representam as variações de número, massa e energia dentro
de um ecossistema.
Tipos de pirâmides
1) Pirâmide de números – Representa a quantidade de indivíduos em cada
nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária
para a dieta de cada um desses.
PIRÂMIDE DE NÚMEROS
Em alguns casos, quando o produtor é uma planta
de grande porte, o gráfico de números passa a ter
uma conformação diferente da usual, sendo
denominada “pirâmide invertida”.
Outro exemplo de pirâmide invertida é dada
quando a pirâmide envolve parasitas, sendo assim
os últimos níveis tróficos mais numerosos.
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Pirâmides ecológicas
2) Pirâmide de biomassa – Pode-se também pensar em pirâmide de biomassa, em
que é computada a massa corpórea (biomassa). O resultado será similar ao
encontrado na pirâmide de números: os produtores terão a maior biomassa e
constituem a base da pirâmide, decrescendo a biomassa nos níveis superiores.
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Pirâmides ecológicas
3) Pirâmide de energia – Retrata, para cada nível trófico, a quantidade de
energia acumulada, em uma determinada área ou volume, em um intervalo de
tempo. Assim, representa a produtividade energética do ambiente em questão.
OBS: Estima-se que cada nível trófico transfira apenas 10% da capacidade
energética para o nível trófico seguinte, por isso, que uma pirâmide dificilmente
apresentara mais que cinco níveis tróficos.
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A Produtividade do Ecossistema
Depende de diversos fatores, dentre os quais os mais importantes são a luz, a
H2O, o CO2 e a disponibilidade de nutrientes.
A produtividade de um ecossistema pode ser avaliada pela:
A) PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA – corresponde à quantidade de matéria orgânica
produzida pelos autotróficos durante determinado tempo, em determinada área.
B) PRODUTIVIDADE SECUNDÁRIA – corresponde à quantidade de matéria
orgânica incorporada aos consumidores.
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A Produtividade do Ecossistema
Ainda podemos dividir essas categorias em outras duas:
C) PRODUTIVIDADE BRUTA – corresponde ao total de matéria orgânica
acumulada.
D) PRODUTIVIDADE LÍQUIDA – corresponde ao total de matéria orgânica
acumulada depois de descontados os gastos referentes a atividade metabólica.
Obs.: Em ecossistemas estáveis, com frequência a PRODUÇÃO de (P) iguala o
CONSUMO de (R). Nesse caso, vale a relação P/R = 1.
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Eficiência Ecológica
Eficiência ecológica é o percentual de energia transferida de um nível
trófico para o outro, em uma cadeia alimentar.
De modo geral, essa eficiência é de, aproximadamente, apenas 10%, ou seja,
cerca de 90% da energia total disponível em um determinado nível trófico
não é transferida para o seguinte, sendo consumidos na atividade
metabólica dos organismos do próprio nível ou perdidos como restos. Em
certas comunidades, porém a eficiência pode chegar a 20%.
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Eficiência Ecológica
FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS
ECOSSISTEMAS
Questão para discussão e reflexão
Em se tratando de aproveitamento energético e conversão de biomassa, o que vale
mais a pena para nós. Comer carne de boi ou frango?