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ECOLOGIA GERAL Ciências do Ambiente - MÓDULO 1 Professora: Dayse Luna O que é Ecologia? Algumas definições: 1. Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente (Haeckel, 1866). 2. Ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Natureza, considerando que a humanidade é uma parte dela (Odum, 1972). 4. A ecologia é a ciência da sinfonia da vida, é a ciência da sobrevivência (Lutzenberger). 5. Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem, bem como as suas recíprocas influências (Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994). ECOLOGIA ECÓLOGO Profissional (pesquisador, cientista) que trabalha no campo da Ecologia ECOLOGISTA Militante de organização em defesa do meio ambiente O que é Meio Ambiente? Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e bem-estar dos seres vivos, incluindo não apenas o lugar no espaço, mas todas as condições físicas, químicas e biológicas (ambientes naturais e artificiais). (Atlas do meio ambiente do Brasil, 1994) Ciência Ambiental é o estudo de como a Terra funciona, de como interagir com ela e de como lidar com os problemas ambientais. (Miller, 2008) MEIO AMBIENTE Conjunto de condições físicas, químicas e biológicas que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e possibilidades para uma dada espécie Físicas (luz, temperatura, pressão, etc.) Químicas (salinidade, oxigênio dissolvido, etc.) Biológicas (relações com outros seres vivos) O meio ambiente é heterogêneo e continua variando de um local para outro Está sempre mudando e evoluindo O MEIO AMBIENTE É TUDO QUE NOS CERCA! MEIO AMBIENTE Está sempre mudando e evoluindo Por influência de: • O CLIMA • OS SERES VIVOS • AS ATIVIDADES HUMANAS O MEIO AMBIENTE SELEÇÃO NATURAL os indivíduos se adaptam ao ambiente mutante e sobrevivem os indivíduos não se adaptam e se extinguem O MEIO AMBIENTE SELEÇÃO ARTIFICIAL processo criado pelo homem os indivíduos sobrevivem no ambiente sob proteção humana HABITAT E NICHO ECOLÓGICO HABITAT área física/geográfica (endereço) onde se encontra o ser vivo. É o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas. No habitat, as condições ambientais atingem o ponto ótimo para o desenvolvimento de uma determinada espécie. NICHO ECOLÓGICO conjunto de atividades desenvolvidas (profissão) pelos seres vivos para a satisfação das suas necessidades básicas. POTENCIAL BIÓTICO X RESISTÊNCIA AMBIENTAL Potencial biótico é a capacidade que possuem os organismos de reproduzir-se sob condições ótimas. Resistência ambiental compreende todos os fatores que se opõem ao desenvolvimento do potencial biótico. NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO Átomos Moléculas Célula Tecido Órgão Sistema ORGANISMO POPULAÇÃO COMUNIDADE ECOSSISTEMA BIOSFERA ORGANISMO é o conjunto de órgãos que constituem um ser vivo POPULAÇÃO conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocupa uma determinada área COMUNIDADE conjunto de populações que interagem de forma organizada, vivendo numa mesma área ECOSSISTEMA conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente inerte BIOSFERA sistema que inclui todos os seres vivos da Terra, interagindo com o ambiente físico como um todo BIOSFERA PLANETA TERRA Ciências do Ambiente Professora: Dayse Luna BIOSFERA/ ECOSFERA Região do planeta que contém o conjunto dos seres vivos na qual a vida é permanentemente possível. A biosfera possui uma estrutura complexa e uma composição continuamente variável. Cada região do planeta possui aspectos particulares de luminosidade, relevo, clima, vegetação, água entre outros. A biosfera é o agrupamento de todos os elementos naturais que favorecem e dão condições para a manutenção da vida no planeta. É na biosfera que acontecem as interações entre os seres vivos e esses com os elementos naturais em diferentes lugares do mundo. Sistemas de suporte da vida na Terra A Terra é constituída de camadas esféricas interligadas que contém ar, água, solo, minerais e vida Quais seriam as quatro esferas? BIOSFERA: COMPOSIÇÃO Litosfera, Hidrosfera, Atmosfera ATMOSFERA BIOSFERA/ECOSFERA LITOSFERA HIDROSFERA CONDIÇÕES ESSENCIAIS À VIDA • Presença de Água Fonte de energia Elementos químicos Gravidade • Ausência de Variações climáticas bruscas Radiações ionizantes COMPLEXIDADE • A HIPÓTESE DE GAIA (William Gilbert, século XVII) – Mãe Terra “A Terra seria um superorganismo, de certa forma frágil, mas com capacidade de auto-recuperação” “Hoje, os agentes destrutivos são artificiais e provocam desgastes em quase todo o planeta, ao mesmo tempo. A estrutura da Terra seria capaz de reparar naturalmente o desgaste e manter o planeta saudável?” Jonathan Weiner BIOSFERA: A ENERGIA O SOL É A PRINCIPAL FONTE DE ENERGIA DA BIOSFERA Ilumina e aquece o Planeta Fornece energia para a síntese de alimentos É responsável pela distribuição e reciclagem de elementos químicos BIOSFERA: A ENERGIA DISTRIBUIÇÃO DA ENERGIA SOLAR A ENERGIA A Energia é o trabalho necessário para mover matéria e o calor que flui de corpos mais quentes para outros mais frios. • Radiação Ultravioleta (Ionizante) • Radiação Visível (Luz) • Radiação Infravermelha (Calor) APROVEITAMENTO DE ENERGIA Energia Solar (Irradiada à Terra como luz solar) Energia Luminosa convertida em energia química na matéria orgânica (Fotossíntese) Energia Química que se emprega para produzir trabalho nas células (Respiração) Energia Degradada (Irradiada para o espaço na forma de calor) BIOSFERA: A ENERGIA 1ª LEI DA ENERGIA: “ A ENERGIA DO UNIVERSO É CONSTANTE” ENERGIA HIDRÁULICA ENERGIA ELÉTRICA ENERGIA EÓLICA ENERGIA MECÂNICA ENERGIA ELÉTRICA BIOSFERA: A ENERGIA 1ª LEI DA ENERGIA: “ A ENERGIA DO UNIVERSO É CONSTANTE” ENERGIA GEOTÉRMICA ENERGIA ELÉTRICA ENERGIA MAREOMOTRIZ ENERGIA ELÉTRICA RECURSOS NATURAIS Dividem-se em dois grandes grupos. Renováveis Água, ar, biomassa, vento Não-renováveis Minerais não-energéticos (Fósforo, Cálcio) Minerais energéticos (Combustível tóxico, Urânio) Necessidades Básicas dos Seres Vivos A existência da vida na Terra só é possível se o ambiente oferecer condições que satisfaçam as necessidades básicas dos seres vivos Nutrição Proteção Reprodução A NUTRIÇÃO GARANTE ALIMENTO (ENERGIA) PARA QUE OS SERES VIVOS POSSAM SE PROTEGER DOS PREDADORES E DOS RIGORES DO TEMPO E, TAMBÉM, SE REPRODUZIR PARA GARANTIR A CONTINUIDADE DAS Nutrição Nutrição (assimilação – síntese) ◊ Não se pode conceber a vida sem a presença de energia ◊ A energia é o combustível necessário para que o ser vivo possa realizar suas funções vitais ◊ Os seres vivos obtêm energia a partir dos alimentos orgânicos, principalmente açúcares. Classificação quanto à nutrição Autotróficos Estes seres usam substâncias minerais, como o gás carbônico, água e sais minerais que estão disponíveis no ambiente para construírem todas as moléculas orgânicas do seu corpo (não dependem de outro ser vivo para sua sobrevivência). Essa síntese é feita através dos processos de fotossíntese e quimiossíntese. Classificação quanto à nutrição Heterotróficos Não sintetizam seu próprio alimento e dependem daqueles produzidos por outros seres. O homem se destaca como o consumidor heterotrófico mais relevante, chegando a consumir mais compostos orgânicos do que a quantidade usada como alimento. Nutrição heterotrófica Consequencias nos dias atuais Desmatamento Poluição hídrica Poluição do ar Extinção de espécies Proteção São mecanismos desenvolvidos pelos seres vivos para se defenderem de intempéries e predadores Vegetais Perda de folhas Crescimento de espinhos Desenvolvimento de substâncias urticantes Proteção Animais Fuga Construção de Abrigo Agressão Aparência transitória e a camuflagem Projeto TAMAR TArtaruga MARinha Pesquisa, conservação e manejo das cinco espécies de tartarugas marinhas que ocorrem no Brasil, todas ameaçadas de extinção, é a principal missão do Tamar, que protege cerca de 1.100km de praias, através de 23 bases mantidas em áreas de alimentação, desova, crescimento e descanso desses animais, no litoral e ilhas oceânicas, em nove Estados brasileiros. Proteção Reprodução Processo de gerar descendentes e, consequentemente, dar continuidade à espécie. Uma das características que melhor distingue os seres vivos da matéria bruta é sua capacidade de se reproduzir. Assexuada – não há mistura de genes; os indivíduos são geneticamente idênticos aos de origem Sexuada – ocorre mistura de genes, gerando indivíduos com novas combinações genéticas Fatores Ecológicos Conjunto de fatores biológicos e físicos que atuam sobre o desenvolvimento de uma comunidade. Fatores Ecológicos Fatores Ecológicos Bióticos Relacionados aos seres vivos Abióticos Relacionados as condições do meio ambiente Fatores bióticos Bio = Vida • Todos os efeitos causados pelos organismos em um ecossistema que condicionam as populações que o formam. • Para satisfazer suas necessidades de alimentação, proteção, transporte e reprodução, os seres vivos associam-se com outros seres vivos, surgindo as relações ecológicas. Relações Ecológicas Intra-específica • Indivíduos da mesma espécie. Inter-específica • Indivíduos de espécies diferentes. harmônica • Nenhum organismo prejudicado. desarmônica • Pelo menos um sai prejudicado. Quais seriam essas relações? Canibalismo, Competição, Predatismo, Forésia, Mutualismo, Parasitismo, Inquilinismo, Comensalismo, Colônia, Sociedade, Amensalismo. Relações Harmônicas • Intra-específica: Colônias Organismos de mesma espécie que se mantêm anatomicamente unidos entre si formando um conjunto funcional. Relações Harmônicas Associação de indivíduos que Sociedade não estão unidos, mas formam uma organização social Relações Harmônicas • Inter-específica: Forésia Transporte de um ser vivo, seus ovos ou sementes por outro. Relações Harmônicas Mutualismo Associação íntimas com benefícios mútuos. É necessária à sobrevivência das espécies. Relações Harmônicas Comensalismo Uma espécie se beneficia enquanto a outra não leva qualquer vantagem. Relações Harmônicas Uma espécie procura abrigo ou suporte no corpo de outra espécie. Inquilinismo Relações Desarmônicas • Intra-específica Um animal mata e devora o outro da mesma espécie. Raro. Ocorre em superpopulações quando há falta de alimento. Em algumas espécies é comum a fêmea devorar o macho após a fecundação. Canibalismo Relações Desarmônicas Parasitismo Um ser vive às custas de outro absorvendo alimentos. Relações Desarmônicas Predatismo Um animal ataca e devora outro de espécie diferente. Relações Desarmônicas Amensalismo Uma espécie tem seu crescimento e reprodução inibidos por substâncias secretadas por outra espécie. O exemplo mais clássico de amensalismo são os antibióticos produzidos por fungos que impedem a proliferação das bactérias. Esses antibióticos são largamente utilizados pela medicina, no combate às infecções bacterianas Relações Desarmônicas • Intra e inter-específica Competição Indivíduos de mesma espécie ou espécies diferentes, que concorrem pelos mesmos fatores do ambiente, fatores existentes em quantidades limitadas. Luta pela Fêmea Intra-específica Corujas x cobras Disputa por alimento Inter-específica Fatores ecológicos Abióticos A = ausência Constituem todas as influências que os seres vivos possam receber em um ecossistema, derivadas de aspectos físicos, químicos ou físico-químicos do meio ambiente. Estão representados pelas condições climáticas, edáficas e hídricas que determinam o estado físico do ambiente. Fatores ecológicos Abióticos Fatores ecológicos mais relevantes: Temperatura Luz Água/umidade Nutrientes Pressão Salinidade Vento pH Temperatura • Influência: – Metabolismo – Apetite – Fotossíntese – Desenvolvimento – Atividade sexual – Fecundação As temperaturas mais favoráveis à vida estão na faixa de 10 a 30°C Temperatura:Divisão de grupos Seres HOMEOTÉRMICOS Conseguem manter a temperatura corporal, apesar das variações do meio. Exemplo: AVES E MAMÍFEROS. Seres HETEROTÉRMICO A temperatura corporal desses seres acompanha as variações do meio. Exemplo: REPTÉIS E ANFÍBIOS. Seres ESTENOTÉRMICOS São aqueles que não suportam grandes variações de temperatura. Exemplo: Lagartixas, samambaias, peixes. Seres EURITÉRMICOS São aqueles que suportam grandes variações de temperatura. Exemplo: Lobos. Temperatura x Comportamento Hibernação É a diminuição da atividade vital de um indivíduo devido ao frio. Ex.: Ursos e morcegos Temperatura X Comportamento Migrações Deslocamentos anuais de aves e outros animais para lugares mais quentes. Flamingo Cegonha-negra Temperatura X Adaptações Adaptações Permitem aos animais resistir às condições de temperatura: Regiões frias: Quantidade de Gordura Tamanho e densidade dos Pêlos Tamanho das Orelhas e focinhos Temperatura X Adaptações Regiões quentes: Menos gordura. Pêlos menos densos e mais curtos. Maior superfície corporal em contato com o exterior Luz Essencial Produção de alimentos Pigmentação Orienta o movimento dos vegetais Regula Ritmo biológico diários e anuais Atividades motora dos animais Fonte de energia essencial na produção de alimentos (fotossíntese) Luz: divisão de grupos Eurifóticos Não suportam grandes variações de luz. Estenofóticos Lucífilos São atraídos pela luz. Ex.: Mariposa Lucífobos Fogem da luz. Ex.: Toupeira Ambrófitos Vegetais adaptados à sombra Suportam grandes variações de luz. Luz: Divisão dos ambientes aquáticos Eufótica A luz penetra bem na água, de forma que a fotossíntese ocorra. Afótica Pouca ou nenhuma penetração da luz. Água Tem papel fundamental na temperatura corporal, na regulação do clima Esta presente em todos os processo metabólicos A água faz parte da composição da célula Indispensável a saúde humana e alimentação. É solvente universal VIDA Água: Divisão em grupos Hidrófitos Xerófitos Vivem na água. Ex.: Vitória-régia, peixes São adaptados a locais com pouca água, áridos. Ex.: Cactos, mamíferos do deserto Nutrientes Necessários para o crescimento e reprodução dos seres vivos. Constituem, juntamente com outras características do solo (pH, textura, umidade), os fatores edáficos. Principais nutrientes : elementos químicos e sais dissolvidos. Nutrientes: Divisão em grupos Macronutrientes Entra em grande quantidade na composição dos tecidos vivos. Ex.: carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio Micronutrientes Necessário em quantidades relativamente pequenas. Ex.: manganês, cobre, zinco, magnésio Pressão: Divisão em grupos Suportam grandes variações de pressão. Ex.: Baleias e alguns cefalópodos Euribáricos Não suportam grandes variações de pressão. Ex.: a maioria dos mamíferos Estenobáricos Baleia Lebre Polvo Macaco Salinidade: divisão em grupos Suportam grandes variações de salinidade. Ex.: Salmão, truta e enguia Não suportam grandes variações de salinidade. Ex.: A maioria dos animais aquáticos e anfíbios Eurialinos Estenoalinos Enguia Salmão Rã Salinidade: divisão em grupos Halófitos São vegetais que vivem em ambientes com muito sal. São peixes ou outros animais aquáticos que se reproduzem no mar, mas se desenvolvem até a forma adulta em águas doce. Ex.: Enguia Catádromos São peixes ou outros animais que se reproduzem em água doce, mas se desenvolvem até a forma adulta no mar. Ex.: Salmão Anádromos Vento e pH Vento Importante na dispersão de esporos e sementes. Conforme sua variação, pode haver ou não condições de sobrevivência dos seres vivos Cegonha-negra pH pH Fatores Limitantes Seres vivos apresentam faixas de tolerância para cada um dos fatores ecológicos. Quando qualquer fator fica fora dessa faixa limite, tende a limitar a oportunidade de sobrevivência dos organismos . Fatores limitantes bióticos competição, predatismo e parasitismo. Fatores limitantes abióticos temperatura, água, luz e nutrientes Através da tecnologia o homem tem ampliado a sua faixa de tolerância, de modo a sobreviver em várias regiões da biosfera e fora dela. Que relações são apresentadas nas imagens abaixo, e como são classificadas? 3 1 5 2 4 6 7 Respostas • 1 – COLÔNIAS - Intra-específica harmônica • 2 – AMENSALISMO - Inter-específica desarmônica • 3 – COMPETIÇÃO - Intra-específica desarmônica; Inter-específica desarmônica • 4 – PREDATISMO - Inter-especifica desarmônica • 5 – PROTOCOOPERAÇÃO - Inter-específica harmônica • 6 – PARASITISMO - Inter-específica desarmônica • 7 – SOCIEDADE OU TALVEZ PELA FOTO CANIBALISMO - Intra-específica harmônica (sociedade); Intra-específica e desarmônica (canibalismo)
