Fluxo de Energia e Matéria nos Ecossistemas
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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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS 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: FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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.... FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS 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 FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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%. FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 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?
