ECOSSISTEMAS MÓDULO 1 Professora: Andréa Rodrigues Monitora: Marina Borges ESPÉCIES EXISTENTES NA TERRA Espécies conhecidas 1.412.000 Outros animais 281.000 Fungos 69.000 Insetos 751.000 Procariontes 4.800 Plantas 248.400 Protistas 57.700 O QUE É UM ECOSSISTEMA ? Espécie Comunidade B Comunidade A Comunidade D População Comunidade C Comunidade INTERAGINDO!!!!! E o que forma o conjunto dos Ecossistemas????? Ecossistema DEFINIÇÃO O ECOSSISTEMA é a unidade básica do estudo da ecologia • Em um ecossistema, o conjunto de seres vivos (biocenose) interage entre si e com o meio natural (biótipo) de maneira equilibrada, pela reciclagem de matéria e pelo uso eficiente da energia solar. • A união entre esses conjuntos, biótipo e biocenose, forma o ecossistema • É um sistema equilibrado, estável e auto-suficiente EXEMPLOS DE ECOSSISTEMAS • Uma planta constitui um ecossistema • O oceano é um ecossistema • Um aquário é um ecossistema • Uma floresta é um ecossistema • Um reservatório hídrico, exemplifica um ecossistema QUAIS OS COMPONENTES DE UM ECOSSISTEMAS ? ABIÓTICOS (biótopo) BIÓTICOS (biocenose) ECOSSISTEMA Estável Equilibrado Auto-suficiente Dimensões variadas O2 CO2 H2O Habitat / nicho QUAIS OS COMPONENTES DE UM ECOSSISTEMAS ? Elementos ABIÓTICOS e elementos BIÓTICOS • Abióticos (matéria inorgânica ou sem vida) Água, ar, solo Condições climáticas Condições edáficas Variáveis físicas e químicas • Bióticos (seres vivos) Seres vivos – produtores, consumidores (vários níveis) e decompositores COMPONENTES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Sol Produtores (plantas enraizadas) Consumidores secundários (peixe) Produtores (fitoplâncton) fitoplâncton) Consumidores primários (zooplâncton zooplâncton)) Consumidores terciários (tartarugas) Elementos químicos dissolvidos Sedimentos Decompositores (Bactérias e fungos) ECOSSISTEMA AQUÁTICO FLORA Produtores Composto pelas plantas da margem e do fundo da lagoa e por algas microscópicas, as quais são as maiores responsáveis pela oxigenação do ambiente aquático e terrestre; à esta categoria formada pelas algas microscópicas chamamos fitoplâncton. FAUNA DECOMPOSITORES Consumidores Primários Consumidores Secundários Consumidores Terciários Composto por pequenos animais flutuantes (chamados Zooplâncton), caramujos e peixes herbívoros, todos se alimentado diretamente dos vegetais São aqueles que alimentamse do nível anterior, ou seja, peixes carnívoros, insetos, cágados, etc As aves aquáticas são o principal componente desta categoria, alimentandose dos consumidores secundários Esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora, alimentando -se no entanto dos restos destes, e sendo composta por fungos e bactérias COMPONENTES BIÓTICOS E ABIÓTICOS Sol O2 Produtor CO2 Consumidor primário (coelho) Consumidor secundário (Raposa) Produtor Precipitação Decompositores do solo Água Nutrientes e minarais solúveis ECOSSISTEMA TERRESTRE FLORA Produtores Formado por todos os componentes fotossintetizantes, os quais produzem seu próprio alimento (autótrofos) tais como gramíneas, ervas rasteiras, liquens, arbustos, trepadeiras e árvores. FAUNA Consumidores Primários São todos os herbívoros, que no caso dos ecossistemas terrestres tratam-se de insetos, roedores, aves e ruminantes Consumidores Secundários Alimentam-se diretamente dos consumidores primários (herbívoros). São formados principalmente por carnívoros de pequeno porte. DECOMPOSITORES Consumidores Terciários Tratam-se de consumidores de porte maior que alimentam-se dos consumidores secundários. Aqui também como no caso dos ecossistemas aquáticos, esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora e sendo composta por fungos e bactérias. PRINCIPAIS COMPONENTES ESTRUTURAIS DE UM ECOSSITEMA Calor Compostos químicos Abióticos (CO2, O2, N, Minerais) Calor Calor Produtores Decompositores (Bactérias e fungos) Calor (plantas) Consumidores (Herbívoros e Carnívoros) Calor Energia solar PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA TODOS OS ECOSSISTEMAS SÃO INTERLIGADOS (BIOSFERA) - CONTINUIDADE PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA OS ECOSSITEMAS SÃO ABERTOS E SE MANTÊM ATRAVÉS DO FLUXO DE ENERGIA SOLAR – SISTEMA ABERTO OS ECOSSISTEMAS RESISTEM AS MUDANÇAS, OU SEJA, SÃO AUTO-REGULADORES – HOMEOSTASE • Toda a massa de matéria viva da Terra funciona como um vasto organismo que ativamente modifica o seu planeta para produzir o ambiente que melhor serve as suas necessidades. PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA ADAPTAÇÃO ENTRE AS ESPÉCIES E O MEIO AMBIENTE – SUCESSÃO ECOLÓGICA PARTICULARIDADES DE UM ECOSSISTEMA Sucessão primária Sucessão secundária ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA CADEIA ALIMENTAR arranjo produtorconsumidor. Podem ser divididas em dois tipos: As que começam pelos vegetais vivos e passam pelos herbívoros e carnívoros E as que se iniciam pelos detritos vegetais e animais e passam pelos detritívoros ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Cadeia de Predadores Capim gafanhotos pássaros raposas Cadeia de Parasitas Trigo pulgão protozoários Cadeia de Decompositores Folhas fungos vermes Dentro da cadeia alimentar ocorre a transferência de energia e nutrientes seguindo a ordem: produtores (plantas), consumidores (animais herbívoros e carnívoros) e decompositores (fungos e bactérias). ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Cadeia alimentar 1º Nível Trófico 2º Nível Trófico Produtores (Plantas) 3º Nível Trófico C.Primários (herbívoros) Calor 4º Nível Trófico C.Secundários (Carnívoros) Calor C.Terciários Carnívoros superiores Calor Energia Solar Calor Calor Calor Dentritívoros (decompositores e consumidores de dentritos) Calor Calor ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Humanos Cachalote Baleia-azul Baleia-assassina Elefante marinho Foca-caranguejeira TEIA ALIMENTAR Complexa rede de cadeias alimentares interagindo. A Figura ao lado mostra uma teia alimentar simplificada na Antática. Foca-Leopardo Pinguins De Adélia Pinguim – Petrel Imperador Peixe Lula Plâncton Carnívoro Zooplâncton herbívoro camarão Fitoplâncton ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Teia ou cadeia alimentar? PIRÂMIDES ECOLÓGICAS Representação gráfica das cadeias ou teias alimentares O primeiro nível trófico sempre será representada pela base da pirâmide NÚMERO BIOMASSA (kg) ENERGIA (cal) TIPOS DE PIRÂMIDES ECOLÓGICAS Representa o número de indivíduos existentes em cada nível trófico por unidade de área ou de volume em determinado momento. Representa a massa total seca dos organismos de cada nível trófico por unidade de área ou de volume em determinado momento. Representa a quantidade de energia armazenada nos seres de cada um dos níveis tróficos por unidade de área ou de volume em determinado momento. PIRÂMIDE DE NÚMEROS PIRÂMIDE DE MASSA PIRÂMIDE DE ENERGIA TIPOS DE PIRÂMIDES ECOLÓGICAS PIRÂMIDE DE NÚMEROS 20 Aves Protozoário 300 Gafanhoto Pulgão 1000 plantas Trigo Ciências do Ambiente – Cap 5 TIPOS DE PIRÂMIDES ECOLÓGICAS PIRÂMIDE DE BIOMASSA Biomassa 10 homem (70kg) 1000 kg gado 10 toneladas de soja Quantidade de matéria viva no ecossistema Crustáceos Zooplâncton Fitoplâncton TIPOS DE PIRÂMIDES ECOLÓGICAS PIRÂMIDE DE ENERGIA Consumidores secundários Consumidores primários Produtores 40 kcal/m2/ano 400 kcal/m2/ano 4000 kcal/m2/ano Ciências do Ambiente – Cap 5 TIPOS DE PIRÂMIDES ECOLÓGICAS Calor PIRÂMIDE DE ENERGIA Calor Consumidores Terciários (Humanos) Calor 100 1.000 10.000 Energia Disponível em Cada Nivel trófico (emk quilocaorias) Decompositores 10 Consumidores Secundários (perca) Calor Consumidores Primários (zooplâncton) Calor Produtores (fitoplâncton Ciências do Ambiente – Cap 5 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Produtividade dos ecossistemas Matéria orgânica produzida, ou energia fixada pelos produtores Transferência para os consumidores ao longo das seqüências alimentares ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Produtividade dos ecossistemas • TRANSFERÊNCIA PARA OS CONSUMIDORES AO LONGO DAS SEQÜÊNCIAS ALIMENTARES: • UNIDADES DE MASSA • UNIDADES DE ENERGIA – Calorias Incorporadas em Cada Nível Trófico Produção Primária (PP) – produtor Produção Secundária (PS) – consumidor 1 Produção Terciária (PT) – consumidor 2 ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Produtividade dos ecossistemas • A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada como calor ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Denomina-se PPB a quantidade de energia fixada pelas plantas no processo de fotossíntese. Parte dessa energia é dissipada no processo de respiração do autótrofo (R) e parte (PPL) é incorporada a biomassa vegetal e transferida para os consumidores. A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada na forma de calor ou perdida na matéria excretada. Tornando-se R como um somatório da energia dissipada (energia calorífica) em todos os níveis tróficos. Assim, a produtividade no ecossistema pode ser representada por PPB=PPL+R. ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Quantidade de material produzido pela fotossíntese, em um período fixo de tempo PPB PS=10% PL PPL PT=10%PS PPB ou PB = produção primária bruta PPL ou PL = produção primária líquida R= energia dissipada R PQ=10%PT DIFERENÇAS ENTRE PPB E PPL Apenas a biomassa representada pelo PPL está disponível em forma de alimento para os consumidores que utilizam somente parte dessa quantia. Sol Respiração Produção Primária bruta Crescimento e reprodução Energia perdida e não disponível aos consumidores Produção Primária Líquida (Energia disponível para os consumidores) A PPL da Terra acaba por limitar o número de consumidores (inclusive os seres humanos) que podem sobreviver na Terra. ORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMA Produtividade dos ecossistemas Produtividade bruta R R Cada nível trófico incorpora apenas 10% da energia do nível precedente 10% R PL 10%PL R 10% PS R 10%PT 10%PQ Fluxo de energia PRODUTIVIDADE Estágio de sucessão ecológica PPB/R Indicador da Comunidade Clímax ou da Sucessão Ecológica PPB/R = 1,0 (Ecossistema Maduro) toda produção primária líquida de um certo intervalo de tempo é consumida pela fauna em intervalo de tempo igual (PPL = 0) PPB/R > 1,0 (Ecossistema Sucessional) apenas parte da produção primária líquida é consumida, ou seja, fica saldo de energia para manter novos consumidores (PPL > 0) PRODUTIVIDADE Estágio de sucessão ecológica DIFERENÇAS ENTRE O ECOSSISTEMA SUCESSIONAL E MADURO Características Ecossistema sucessional Ecossistema maduro Diversidade biológica Baixa Alta Biomassa total Pequena Grande Número de relações Pequeno Grande Teia alimentar Simples Complexa Relação produção/consumo Maior que 1 Menor que 1 Estabilidade Instável Estável Resistência aos distúrbios externos Baixa Alta DESEQUILÍBRIOS NOS ECOSSISTEMAS Bloqueio da Cadeia Alimentar Destruição de um dos elos da cadeia; Introdução de organismo estranho à cadeia; Exemplos: O Eucalipto e a Caturrita Eichhornia crassipes, um aguapé brasileiro conquista o mundo. Anopheles gambiae, um mosquito africano. Austrália, ex-paraíso dos coelhos (Oryctolagus cunniculus). DESEQUILÍBRIOS NOS ECOSSISTEMAS Biomagnificação Alterações provocadas pela ação de poluentes químicos Os últimos níveis tróficos, são os mais prejudicados Mergulhão (2500) Inseticida transferido por via alimentar Peixes carnívoros (22 a 221) Peixes planctófagos (7 a 9) Zooplâncton (3,0) Fitoplâncton (0,5) Água (0,014) Pirâmide de biomassa do Lago Clear, na Califórnia (concentração em ppm) Charbonneau, J. P. et al, 1979 DESEQUILÍBRIOS NOS ECOSSISTEMAS Biomagnificação Os desequilíbrios também podem ocorrer devido: Às alterações do ambiente que impedem a camuflagem de determinadas espécies, expondo-as aos seus inimigos; Uso de inseticidas que diminuem ou eliminam espécies polinizadoras, levando ao desaparecimento de vegetais, e conseqüentemente, animais; Ao lançamento de esgotos, ricos em matéria orgânica, nos corpos d’água, favorecendo as bactérias aeróbias em detrimento dos peixes. DESORGANIZAÇÃO DE UM ECOSSISTEMAS COMO OS ECOLOGISTAS APRENDEM SOBRE OS ECOSSISTEMAS Locais críticos para o ninho Serviço Florestal Topografia Área alagadiça Floresta Lago Tipos de habitat Campo Pesquisa de campo Sensoriamento remoto GIS Pesquisa de laboratório Análise de sistemas Mundo real Parte do material dessa aula foi gentilmente cedido pelas Profª Selma de Araújo e Nara Pimentel