Transformações de Energia

TEXTO 1:
TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
Tema: Sistemas e ecossistemas
Tópico:
Fotossíntese como fonte primária de biomassa, relações alimentares como forma de
transferência de energia e materiais
Objetivos:
Interpretar as relações alimentares como uma forma de garantir a transferência de matéria e de energia do ecossistema.
Providências para a realização da atividade:
Material necessário para o desenvolvimento da atividade: texto
Pré-requisitos: A leitura do texto supõe que os alunos tenham sido já introduzidos a aspectos básicos sobre a
eficiência de transferência de energia e sobre os mecanismos de funcionamento das teias alimentares.
Descrição dos procedimentos:
Descrição de procedimentos: Atividade dirigida a partir de leitura do texto
Antes de iniciar a atividade, o professor deve discutir com os alunos, sobre fluxo de energia e matéria, iniciando com as
vivências e conhecimentos prévios dos estudantes, e introduzindo a visão biológica sobre o tema.
A leitura do texto pode ser feita com toda a classe para esclarecimentos de termos e palavras desconhecidas ou de
difícil entendimento. Após leitura do texto, os alunos podem responder individualmente ou não as questões propostas. É
importante retomar ao final da atividade, a discussão das questões com toda a turma.
TEXTO: Transferência de energia entre os seres vivos
Mesmo em condições ótimas, apenas uma pequena fração da energia radiante solar que atinge a superfície da
Terra, na faixa de ondas luminosas da luz visível, é assimilada pela fotossíntese. Pelo fato dos organismos
fotossintetizadores usarem muito da energia que assimilam para manter sua própria matéria viva, ela contém menos
energia do que o total que foi assimilado pela fotossíntese.
O crescimento e o aumento da biomassa das plantas envolve fluxos de gás carbônico, oxigênio, minerais, água.
Dependendo do habitat e da forma de crescimento das plantas, os ecologistas usam diferentes medidas, por exemplo, o
peso seco da biomassa vegetal terrestre, para avaliar a produtividade de um ecossistema*.
Os seres vivos podem ser agrupados por seus modos de obtenção d alimento em: produtores, consumidores e
decompositores. Em um ecossistema, as populações desses tipos de organismo compõem os diferentes níveis tróficos
uma cadeia alimentar. Todos os seres vivos fotossintetizadores são autotróficos e, portanto, produtores. Organismos
produtores, consumidores e decompositores compõem uma teia alimentar, um modelo do conjunto de ralações de
alimentação entre as populações das espécies de seres vivos de um ecossistema, através do qual a energia flui e os
nutrientes circulam.
Em cada nível trófico, as transformações bioquímicas dissipam muita energia antes que o próximo nível possa usá-la e a
quantidade de energia que chega a cada nível depende da eficiência com que cada tipo de organismo converte a
energia contida no alimento em energia contida na sua própria matéria viva.
As plantas usam de 15 a 70% da energia assimilada em sua manutenção. Os animais são mais ativos do que as plantas
e despendem maior quantidade da energia assimilada do alimento na sua própria manutenção. Daí que, cada nível
trófico, a quantidade de energia é apenas 5 a 20% da quantidade existente no nível trófico anterior.
Nem toda a matéria das plantas comida por um herbívoro é digerida. A maioria dos animais pastadores extraem apenas
30 a 40% da energia contida nos vegetais que ingerem. Alguns detritívoros, por exemplo, o piolho de cobra ou gongôlo,
assimilam apenas 15%. Alimento de origem animal é mais facilmente digerido do que o de origem vegetal, mas, mesmo
assim, a maioria dos exoesqueletos de insetos não é digerida e enquanto os insetívoros aproveitam entre 70 e 80% do
alimento, a maioria dos carnívoros aproveita 90%.
A produtividade primária bruta de um ecossistema é total de energia assimilado pela fotossíntese.
A produtividade primária líquida é o total de energia acumulada na biomassa, inclusive pelo crescimento e pela
reprodução das plantas. A diferença entre as duas produtividades é a energia obtida pela respiração e usada na
manutenção e síntese da matéria que constitui as plantas.
Uma das aplicações dos estudos da produtividade de um ecossistema, da eficiência com que a energia é assimilada ou
passa de um nível para outro, é na análise dos ecossistemas agrícolas, no desenvolvimento de técnicas de melhoria da
quantidade e da qualidade dos alimentos disponíveis para a população humana.
O desafio da agricultura moderna é alimentar 6 bilhões de pessoas. Todo conhecimento e tecnologias modernas não
bastaram para erradicar a fome no mundo. A quantidade de pessoas subnutridas tem aumentado principalmente na
África, América Latina e Ásia. A obesidade e desnutrição aumentou nos países desenvolvidos a ponto de metade da
população mundial hoje ser de obesos. O aumento da produtividade da agricultura moderna tem sido acompanhado pela
degradação do ambiente: queimadas, erosão do solo, poluição por pesticidas, abuso de recursos naturais, problemas
sociais a exemplo da concentração de terras, recursos e produção; crescimento do comércio agrícola e sua
predominância sobre a produção; migração rural e concentração urbana mais intensas...
Muita energia é consumida para desenvolver todos os processos necessários à produção, processamento e embalagem
dos alimentos. Os processos agrícolas gastam 13% de toda a energia consumida no planeta. Mesmo em um processo
agrícola eficiente do ponto de vista energético, são necessárias 10 unidades de energia obtida por tecnologias humanas
para produzir 1 unidade de energia vinda dos alimentos. E a moderna agricultura está cada vez mais dependente de
energia obtida pelo uso de combustíveis fósseis.
A escassez de novas terras férteis, de água para irrigação e a diminuição da resposta ao uso adicional de fertilizantes
são fatores limitantes do aumento da produtividade agrícola. A biotecnologia pode ser uma esperança na redução de
perdas agrícolas por secas, doenças e pragas e no aumento do teor nutritivo dos alimentos. Principalmente nos grandes
centros urbanos, já existe a procura e a crescente valorização de produtos "orgânicos", provenientes de uma agricultura
não convencional, que exclui o uso de fertilizantes sintéticos e pesticidas.
A ecologia e a pressão dos consumidores mais informados tem sido muito importante para sustentar as bases de uma
agricultura alternativa, que possa dar conta da produtividade tanto quanto do manejo adequado do ambiente.
Questões para debate :
1- O que é menos impactante do ponto de vista ambiental: consumir vegetais ou animais? O que é mais eficiente do
ponto de vista de conversão de energia? Por quê?
2- A intensidade da fotossíntese depende da capacidade da planta em tolerar perda de água líquida, da disponibilidade
de umidade e nutrientes no solo e da influência da temperatura e energia solar na intensidade de transpiração e
luminosidade do ambiente. Pensando nisso, podemos dizer que a distribuição dos seres vivos no biosfera depende de
Sol e água líquida? Com ajuda do professor de geografia, pesquise para confirmar ou contradizer sua resposta. No
caderno, anote a conclusão de todos.
3- De que modo os detritos de plantas não digeridas pelos herbívoros participam das cadeias alimentares e do fluxo de
energia em um ecossistema?
4- Além das plantas, que tipo de organismo pode participar da produção primária, em um ecossistema?
5- Por que as cadeias alimentares terrestres em geral não ultrapassam o terceiro elo?
Para relembrar
No processo da fotossíntese, o gás carbônico e a água são a matéria prima para a síntese de glicose, e o oxigênio é um
subproduto liberado. A luz do Sol é transformada na energia química presente na glicose, com a participação
indispensável da clorofila. Portanto, só realizam fotossíntese os organismos clorofilados: as plantas, as algas e alguns
tipos de bactérias.
De uma forma simplificada, podemos representar, assim, o balanço químico total da fotossíntese:
6CO2 + 12H2O energia (luz) 6(CH2O) + 6O2 + 6H2O
O alimento que os organismos clorofilados produzem no interior de si mesmo é usado, juntamente com os demais
nutrientes (sais minerais) que obtêm do ambiente, para construir toda sua matéria viva.
Pelo fato desses organismos usarem o alimento como fonte de energia para seu próprio consumo interno, sua biomassa
contém menor quantidade de energia do que a assimilada do Sol pela fotossíntese.
A matéria e a energia, incorporadas pela fotossíntese, circulam por todos os sistemas vivos, através das diferentes
cadeias alimentares. Em cada nível trófico, a eficiência de aproveitamento da biomassa ingerida, tanto do ponto de vista
de nutrientes quanto de energia, é variada e limitada. Sempre ocorrerá dissipação na forma de calor.
As relações quantitativas de fluxo de energia podem ser usadas para interpretar a estrutura e o funcionamento de um
ecossistema. A biosfera inteira pode ser interpretada como uma gigantesca máquina termodinâmica que continuamente
dissipa calor.
Texto extraído do livro do estudante , do projeto piloto de inovação curricular e capacitação de educadores do ensino médio – ES.
Roteiro de Atividade: 16 Fotossíntese como fonte primaria de biomassa, relações alimentares 01
Currículo Básico Comum - Biologia Ensino Médio
Autor(a): Maria Inez Melo de Toledo
Centro de Referência Virtual do Professor - SEE-MG/2006