A Dinâmica dos Ecossistemas
Ecologia é a parte da Biologia que estuda os seres vivos no seu relacionamento entre si e com o meio ambiente onde vivem.
Etimologicamente, o nome vem do grego oikos, ‘casa, ambiente’, e logos, ‘estudo, tratado’.
É o estudo dos ecossistemas.
Ecossistema é um complexo sistema de relações mútuas, com transferência de matéria e energia, entre o meio abiótico e os seres vivos de determinada região.
Em cada ecossistema há um complexo mecanismo de passagem de matéria e energia do meio abiótico para os seres vivos, com retorno ao primeiro.
Ecologia é a parte da Biologia que estuda os seres vivos no seu relacionamento entre si e com o meio ambiente onde vivem.
Etimologicamente, o nome vem do grego oikos, ‘casa, ambiente’, e logos, ‘estudo, tratado’.
É o estudo dos ecossistemas.
Ecossistema é um complexo sistema de relações mútuas, com transferência de matéria e energia, entre o meio abiótico e os seres vivos de determinada região.
Em cada ecossistema há um complexo mecanismo de passagem de matéria e energia do meio abiótico para os seres vivos, com retorno ao primeiro.
As plantas (autotróficos) utilizam a energia da luz e compostos inorgânicos para formar compostos orgânicos que encerram, em suas cadeias de carbono, uma certa quantidade daquela energia obtida da luz.
A matéria orgânica passa aos animais (heterotróficos) herbívoros e destes para os carnívoros.
Matéria e energia vão passando dos produtores aos consumidores.
Dejectos e restos de animais e plantas são decompostos por bactérias e fungos, os decompositores, voltando à sua condição de matéria inorgânica.
Todo ecossistema é formado de factores bióticos (organismos vivos) e factores abióticos (elementos físicos e químicos do ambiente: luz, calor, pH, salinidade, variações de pressão da água e do ar, etc.).
São exemplos de ecossistemas: uma floresta, uma campina, uma faixa mais profunda ou mais superficial das águas, um aquário ou até mesmo uma poça de água.
A matéria orgânica passa aos animais (heterotróficos) herbívoros e destes para os carnívoros.
Matéria e energia vão passando dos produtores aos consumidores.
Dejectos e restos de animais e plantas são decompostos por bactérias e fungos, os decompositores, voltando à sua condição de matéria inorgânica.
Todo ecossistema é formado de factores bióticos (organismos vivos) e factores abióticos (elementos físicos e químicos do ambiente: luz, calor, pH, salinidade, variações de pressão da água e do ar, etc.).
São exemplos de ecossistemas: uma floresta, uma campina, uma faixa mais profunda ou mais superficial das águas, um aquário ou até mesmo uma poça de água.
A Cadeia Alimentar
Cadeia alimentar é uma série de sucessivas transferências pela qual passa a matéria desde os produtores até os decompositores, tendo como intermediários os consumidores.
Os seres vivos que compõem um ecossistema são denominados de biotas e se organizam em três categorias: produtores, consumidores e decompositores.
Os produtores são representados pelos seres autótrofos como os vegetais e as algas do fitoplâncton. Corresponde ao primeiro nível trófico.
Os consumidores são os organismos heterótrofos. Os herbívoros, sendo os primeiros a consumir a matéria orgânica elaborada pelos produtores, são chamados de consumidores primários; seguidos dos consumidores secundários (nutrem-se de herbívoros), terciários, etc., formando o segundo, terceiro nível trófico.
Os decompositores (bactérias e fungos) decompõem as proteínas e outros compostos orgânicos em uréia, amônia, nitratos, nitritos, nitrogênio livre, etc., devolvendo a matéria inorgânica ao meio abiótico.
Fluxo de matéria na cadeia alimentar
A matéria se mantém num ciclo interminável, ora passa por uma fase inorgânica, ora atravessa uma fase orgânica.
A energia, entretanto, não segue um caminho cíclico. Ela é unidirecional, pois se dispersa dos seres para o ambiente, sob a forma de calor, não mais sendo recuperável pelos organismos.
Dinâmica energética de um ecossistema
Teia alimentar é o fluxo de matéria e energia que passa, num ecossistema, dos produtores aos consumidores por numerosos caminhos opcionais que se cruzam.
Nos ecossistemas, muitas vezes as cadeias alimentares se superpõem, formando um emaranhado de linhas que indicam os caminhos que podem seguir os fluxos de matéria e energia. Essa superposição é chamada de teia alimentar.
As Pirâmides Ecológicas
O fluxo de matéria e energia nos ecossistemas pode ser representado por meio de pirâmides, que poderão ser de energia, de biomassa (matéria) ou de números.
Nas pirâmides ecológicas, a base é quase sempre mais larga que o topo.
A quantidade de matéria (biomassa) e de energia transferível de um nível trófico para outro sofre um decréscimo de 1/10 a cada passagem, ou seja, cada organismo transfere apenas um décimo da matéria e da energia que absorveu.
Eventualmente, a pirâmide de números pode se mostrar invertida.
Em uma floresta, o número de insetos é bem maior que o número de árvores.
Hábitat e Nicho Ecológico
Hábitat é o tipo de local ou lugar físico normalmente habitado pelos indivíduos de uma espécie.
Nicho Ecológico é o ‘lugar funcional’ ocupado por uma espécie dentro do seu sistema.
Podemos dizer que o tubarão tem hábitat aquático (água salgada) e a onça tem hábitat terrestre.
Dentro da água e sobre a terra, podemos ainda diferenciar inúmeros hábitats.
Um mesmo hábitat comporta diferentes espécies.
O nicho ecológico compreende o que a espécie faz no meio ambiente: como utiliza a energia circulante; o que come, onde, como e em que momento do dia isso ocorre; como procede em relação às outras espécies e ao próprio ambiente; em que horas do dia ou em que estação do ano tem maior atividade; quando e como se reproduz; de que forma serve de alimento para outros seres ou contribui para que naquele local se instalem novas espécies.
É praticamente impossível que duas espécies ocupem o mesmo nicho ecológico.
POPULAÇÕES E COMUNIDADES
A população é um conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que convivem numa área comum, mantendo ou não um certo isolamento em relação a grupos de outra região.
Temos como exemplo a população de bactérias da flora intestinal humana ou a de carrapatos que infestam um cão ou o capim de um terreno.
A comunidade biótica representa o conjunto de populações que habitam o mesmo ecossistema, mantendo entre si um relacionamento.
São também chamadas de biocenoses.
Em um jardim temos uma comunidade formada por plantas, insetos, microorganismos, anelídeos, crustáceos, etc.
Normalmente as populações tendem a crescer até alcançar uma dimensão estável.
O aumento exagerado de uma população pode criar condição para um desequilíbrio ecológico, bem como a redução pode indicar que alguma coisa está errada, ameaçando a sua sobrevivência.
O tamanho de uma população é determinado pelas taxas de natalidade, longevidade, mortalidade, emigração e imigração.
Existem na natureza mecanismos intrínsecos e extrínsecos que buscam manter estável o equilíbrio das populações.
Os mecanismos intrínsecos dependem da própria população. A competição intra-específica ocorre quando todos os indivíduos de uma mesma população consomem o mesmo alimento, o crescimento desordenado leva à falta de alimentação, desnutrição, doenças e morte; a população diminui e volta à dimensão ideal. A redução da taxa de reprodução é outro mecanismo intrínseco de controle populacional.
Os mecanismos extrínsecos dependem de fatores externos. Compreendem a competição interespecífica, as restrições de alimento e espaço, os intemperismos, o parasitismo e o predatismo. Isso representa a resistência ambiental.
Comunidades em Desenvolvimento - Sucessões Ecológicas
As comunidades ou biocenoses estão continuamente sujeitas a modificações em função das alterações do meio ambiente.
Quando surge uma região nova, ainda não habitada, nela vão se instalando, gradativamente, uma sucessão de espécies que estabelecem condições para o desenvolvimento de uma nova comunidade. É o caso de um pasto abandonado ou de uma ilha vulcânica.
A essa sucessiva implantação de espécies chamamos sera ou sucessão ecológica.
Esquema de uma sucessão primária, isto é, uma sucessão que se instala num local nunca antes habitado.
ECÉSIS ------> SUCESSÃO -----> CLÍMAX
Nascente--->algas--->algas, bactérias, protozoários, anelídeos,crustáceos.
A primeira etapa de uma sera ou sucessão ecológica recebe o nome de ecésis. Corresponde à chegada dos primeiros organismos vivos (pioneiros) que vão colonizar a região, geralmente as algas cianofíceas, seguidas de liquens.
Após sucessivas transformações e a instalação de organismos diversos, a sucessão atinge seu desenvolvimento máximo compatível com a natureza física do local, ela chegou ao seu clímax.
Quando a sucessão acontece num local novo, desabitado, é chamada de primária.
Quando a sucessão se faz a partir de uma comunidade antiga é considerada uma sucessão secundária.
Biomas
São as comunidades-clímax dos ecossistemas de terra firme, as grandes formações faunísticas e florísticas que formam as paisagens.
Campos, florestas, desertos, praias e montanhas representam os padrões gerais dos ambientes onde se desenvolvem os principais biomas.
Entre as florestas podemos destacar a floresta tropical úmida, a floresta temperada, a floresta de mangues e a floresta de coníferas.
A floresta tropical úmida é o bioma mais exuberante da terra com imensa variedade de espécies. A floresta amazônica e a mata atlântica são exemplos.
A floresta temperada decídua é caracterizada por árvores que perdem as folhas periodicamente e são comuns em regiões de verões quentes, úmidos e chuvosos, como nos EUA e na América Central.
A floresta de mangues é um ambiente de transição entre o biociclo marinho e o dulcícola, é importante como fonte de alimento e local de reprodução dos animais marinhos.
As florestas de coníferas (gimnospermas) ocorrem em regiões frias e montanhosas.
Os campos são muitos variáveis. Podemos distinguir a campina, a pradaria, a savana, o pampa, a tundra, a estepe, o cerrado, a taiga, etc.
A caatinga é um meio termo entre o campo e o deserto.
Entre os desertos podemos destacar o Saara, o de Gobi e o do Arizona, todos com aspectos bem diferentes.
Microclima
É o termo usado para designar o conjunto de características ambientais ou climáticas de cada um dos diversos estratos de um local.
A Dispersão das Espécies
É a tendência de propagação para novos ambientes, uma tentativa de conquista de novas áreas e de alargamento dos próprios domínios, mais notável nos animais, ocorre também nos vegetais.
A dispersão pode ocorrer por dois mecanismos: a dispersão passiva e a dispersão ativa.
A dispersão é passiva quando se faz por fatores alheios à espécie. É mais freqüente nos vegetais. Seus grãos de pólen, esporos e sementes são transportados pelo vento, água ou por animais. Entre os animais a dispersão passiva pode ocorrer quando são carregados pelo vento ou por corrente aquáticas até regiões distantes. É comum também que os animais sejam dispersos pelo homem, direta ou indiretamente.
A dispersão ativa depende dos recursos próprios de locomoção da espécie. Nos animais ocorre por nomadismo ou por migração.
A dispersão depende de alguns fatores como:
- o potencial biótico da espécie (capacidade reprodutiva e adaptativa);
- a existência ou não de barreiras geográficas (rios, montanhas, desertos, mares);
- recursos próprios de deslocamento de cada espécie.
A BIOSFERA E OS BIOCICLOS
A Biosfera é a soma de todas as regiões da terra onde existe vida.
Considerando-se a grande diversidade dos ecossistemas que integram a biosfera, ela pode ser dividida em três grandes biociclos:
- epinociclo ou biociclo terrestre;
- talassociclo ou biociclo das águas salgadas (marinho);
- limnociclo ou biociclo das águas doces ou continentais (dulcícola).
Epinociclo
É a divisão da biosfera representada pelo conjunto de todos os ecossistemas de terra firme.
Compreende a província subterrânea e a província superficial.
Talassociclo
Compreende todos os ecossistemas marinhos.
as), etc.
OS SERES VIVOS E SUAS RELAÇÕES
Adaptações – A Adequação ao Meio
Desde que a vida surgiu sobre a terra, as espécies evoluíram à custa de mutações que tornavam os indivíduos mais adaptados às condições do meio.
Quando uma mutação torna o indivíduo mais adequado ao ambiente ela se constitui uma mutação adaptativa ou simplesmente uma adaptação.
As adaptações são caracteres que ajustam ou adeqüam melhor as espécies às suas condições de vida ou ao seu meio ambiente e que resultam de mutações ocorridas no passado em ancestrais dessas espécies.
Podemos classificar as adaptações em dois tipos fundamentais: morfológicas e fisiológicas.
- As adaptações morfológicas consistem em alterações anatômicas ou estruturais da espécie. Podemos citar as nadadeiras das baleias e as asas dos morcegos e aves.
- As adaptações fisiológicas consistem numa adequação funcional do organismo ao tipo de ambiente em que vive. Um peixe de água doce e um de água salgada são anatomicamente semelhantes, porém seus organismos têm comportamento funcional diferente para controlar a diferença entre a pressão osmótica de suas células e a concentração salina da água onde vivem.
Camuflagem e Mimetismo são adaptações morfológicas que oferecem às espécies melhores condições de defesa ou de ataque.
Quando a espécie revela a mesma cor ou possui uma forma que se confunde com coisas do ambiente, está manifestando uma adaptação chamada de camuflagem. É o caso do camaleão, bicho-pau, etc.
Quando os indivíduos de uma espécie se assemelham bastante aos de outra espécie, levando vantagem com essa semelhança, o fenômeno é chamado de mimetismo. Temos como exemplo a falsa-coral, cobra não venenosa.
Cadeia alimentar é uma série de sucessivas transferências pela qual passa a matéria desde os produtores até os decompositores, tendo como intermediários os consumidores.
Os seres vivos que compõem um ecossistema são denominados de biotas e se organizam em três categorias: produtores, consumidores e decompositores.
Os produtores são representados pelos seres autótrofos como os vegetais e as algas do fitoplâncton. Corresponde ao primeiro nível trófico.
Os consumidores são os organismos heterótrofos. Os herbívoros, sendo os primeiros a consumir a matéria orgânica elaborada pelos produtores, são chamados de consumidores primários; seguidos dos consumidores secundários (nutrem-se de herbívoros), terciários, etc., formando o segundo, terceiro nível trófico.
Os decompositores (bactérias e fungos) decompõem as proteínas e outros compostos orgânicos em uréia, amônia, nitratos, nitritos, nitrogênio livre, etc., devolvendo a matéria inorgânica ao meio abiótico.
Fluxo de matéria na cadeia alimentar
A matéria se mantém num ciclo interminável, ora passa por uma fase inorgânica, ora atravessa uma fase orgânica.
A energia, entretanto, não segue um caminho cíclico. Ela é unidirecional, pois se dispersa dos seres para o ambiente, sob a forma de calor, não mais sendo recuperável pelos organismos.
Dinâmica energética de um ecossistema
Teia alimentar é o fluxo de matéria e energia que passa, num ecossistema, dos produtores aos consumidores por numerosos caminhos opcionais que se cruzam.
Nos ecossistemas, muitas vezes as cadeias alimentares se superpõem, formando um emaranhado de linhas que indicam os caminhos que podem seguir os fluxos de matéria e energia. Essa superposição é chamada de teia alimentar.
As Pirâmides Ecológicas
O fluxo de matéria e energia nos ecossistemas pode ser representado por meio de pirâmides, que poderão ser de energia, de biomassa (matéria) ou de números.
Nas pirâmides ecológicas, a base é quase sempre mais larga que o topo.
A quantidade de matéria (biomassa) e de energia transferível de um nível trófico para outro sofre um decréscimo de 1/10 a cada passagem, ou seja, cada organismo transfere apenas um décimo da matéria e da energia que absorveu.
Eventualmente, a pirâmide de números pode se mostrar invertida.
Em uma floresta, o número de insetos é bem maior que o número de árvores.
Hábitat e Nicho Ecológico
Hábitat é o tipo de local ou lugar físico normalmente habitado pelos indivíduos de uma espécie.
Nicho Ecológico é o ‘lugar funcional’ ocupado por uma espécie dentro do seu sistema.
Podemos dizer que o tubarão tem hábitat aquático (água salgada) e a onça tem hábitat terrestre.
Dentro da água e sobre a terra, podemos ainda diferenciar inúmeros hábitats.
Um mesmo hábitat comporta diferentes espécies.
O nicho ecológico compreende o que a espécie faz no meio ambiente: como utiliza a energia circulante; o que come, onde, como e em que momento do dia isso ocorre; como procede em relação às outras espécies e ao próprio ambiente; em que horas do dia ou em que estação do ano tem maior atividade; quando e como se reproduz; de que forma serve de alimento para outros seres ou contribui para que naquele local se instalem novas espécies.
É praticamente impossível que duas espécies ocupem o mesmo nicho ecológico.
POPULAÇÕES E COMUNIDADES
A população é um conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que convivem numa área comum, mantendo ou não um certo isolamento em relação a grupos de outra região.
Temos como exemplo a população de bactérias da flora intestinal humana ou a de carrapatos que infestam um cão ou o capim de um terreno.
A comunidade biótica representa o conjunto de populações que habitam o mesmo ecossistema, mantendo entre si um relacionamento.
São também chamadas de biocenoses.
Em um jardim temos uma comunidade formada por plantas, insetos, microorganismos, anelídeos, crustáceos, etc.
Normalmente as populações tendem a crescer até alcançar uma dimensão estável.
O aumento exagerado de uma população pode criar condição para um desequilíbrio ecológico, bem como a redução pode indicar que alguma coisa está errada, ameaçando a sua sobrevivência.
O tamanho de uma população é determinado pelas taxas de natalidade, longevidade, mortalidade, emigração e imigração.
Existem na natureza mecanismos intrínsecos e extrínsecos que buscam manter estável o equilíbrio das populações.
Os mecanismos intrínsecos dependem da própria população. A competição intra-específica ocorre quando todos os indivíduos de uma mesma população consomem o mesmo alimento, o crescimento desordenado leva à falta de alimentação, desnutrição, doenças e morte; a população diminui e volta à dimensão ideal. A redução da taxa de reprodução é outro mecanismo intrínseco de controle populacional.
Os mecanismos extrínsecos dependem de fatores externos. Compreendem a competição interespecífica, as restrições de alimento e espaço, os intemperismos, o parasitismo e o predatismo. Isso representa a resistência ambiental.
Comunidades em Desenvolvimento - Sucessões Ecológicas
As comunidades ou biocenoses estão continuamente sujeitas a modificações em função das alterações do meio ambiente.
Quando surge uma região nova, ainda não habitada, nela vão se instalando, gradativamente, uma sucessão de espécies que estabelecem condições para o desenvolvimento de uma nova comunidade. É o caso de um pasto abandonado ou de uma ilha vulcânica.
A essa sucessiva implantação de espécies chamamos sera ou sucessão ecológica.
Esquema de uma sucessão primária, isto é, uma sucessão que se instala num local nunca antes habitado.
ECÉSIS ------> SUCESSÃO -----> CLÍMAX
Nascente--->algas--->algas, bactérias, protozoários, anelídeos,crustáceos.
A primeira etapa de uma sera ou sucessão ecológica recebe o nome de ecésis. Corresponde à chegada dos primeiros organismos vivos (pioneiros) que vão colonizar a região, geralmente as algas cianofíceas, seguidas de liquens.
Após sucessivas transformações e a instalação de organismos diversos, a sucessão atinge seu desenvolvimento máximo compatível com a natureza física do local, ela chegou ao seu clímax.
Quando a sucessão acontece num local novo, desabitado, é chamada de primária.
Quando a sucessão se faz a partir de uma comunidade antiga é considerada uma sucessão secundária.
Biomas
São as comunidades-clímax dos ecossistemas de terra firme, as grandes formações faunísticas e florísticas que formam as paisagens.
Campos, florestas, desertos, praias e montanhas representam os padrões gerais dos ambientes onde se desenvolvem os principais biomas.
Entre as florestas podemos destacar a floresta tropical úmida, a floresta temperada, a floresta de mangues e a floresta de coníferas.
A floresta tropical úmida é o bioma mais exuberante da terra com imensa variedade de espécies. A floresta amazônica e a mata atlântica são exemplos.
A floresta temperada decídua é caracterizada por árvores que perdem as folhas periodicamente e são comuns em regiões de verões quentes, úmidos e chuvosos, como nos EUA e na América Central.
A floresta de mangues é um ambiente de transição entre o biociclo marinho e o dulcícola, é importante como fonte de alimento e local de reprodução dos animais marinhos.
As florestas de coníferas (gimnospermas) ocorrem em regiões frias e montanhosas.
Os campos são muitos variáveis. Podemos distinguir a campina, a pradaria, a savana, o pampa, a tundra, a estepe, o cerrado, a taiga, etc.
A caatinga é um meio termo entre o campo e o deserto.
Entre os desertos podemos destacar o Saara, o de Gobi e o do Arizona, todos com aspectos bem diferentes.
Microclima
É o termo usado para designar o conjunto de características ambientais ou climáticas de cada um dos diversos estratos de um local.
A Dispersão das Espécies
É a tendência de propagação para novos ambientes, uma tentativa de conquista de novas áreas e de alargamento dos próprios domínios, mais notável nos animais, ocorre também nos vegetais.
A dispersão pode ocorrer por dois mecanismos: a dispersão passiva e a dispersão ativa.
A dispersão é passiva quando se faz por fatores alheios à espécie. É mais freqüente nos vegetais. Seus grãos de pólen, esporos e sementes são transportados pelo vento, água ou por animais. Entre os animais a dispersão passiva pode ocorrer quando são carregados pelo vento ou por corrente aquáticas até regiões distantes. É comum também que os animais sejam dispersos pelo homem, direta ou indiretamente.
A dispersão ativa depende dos recursos próprios de locomoção da espécie. Nos animais ocorre por nomadismo ou por migração.
A dispersão depende de alguns fatores como:
- o potencial biótico da espécie (capacidade reprodutiva e adaptativa);
- a existência ou não de barreiras geográficas (rios, montanhas, desertos, mares);
- recursos próprios de deslocamento de cada espécie.
A BIOSFERA E OS BIOCICLOS
A Biosfera é a soma de todas as regiões da terra onde existe vida.
Considerando-se a grande diversidade dos ecossistemas que integram a biosfera, ela pode ser dividida em três grandes biociclos:
- epinociclo ou biociclo terrestre;
- talassociclo ou biociclo das águas salgadas (marinho);
- limnociclo ou biociclo das águas doces ou continentais (dulcícola).
Epinociclo
É a divisão da biosfera representada pelo conjunto de todos os ecossistemas de terra firme.
Compreende a província subterrânea e a província superficial.
Talassociclo
Compreende todos os ecossistemas marinhos.
as), etc.
OS SERES VIVOS E SUAS RELAÇÕES
Adaptações – A Adequação ao Meio
Desde que a vida surgiu sobre a terra, as espécies evoluíram à custa de mutações que tornavam os indivíduos mais adaptados às condições do meio.
Quando uma mutação torna o indivíduo mais adequado ao ambiente ela se constitui uma mutação adaptativa ou simplesmente uma adaptação.
As adaptações são caracteres que ajustam ou adeqüam melhor as espécies às suas condições de vida ou ao seu meio ambiente e que resultam de mutações ocorridas no passado em ancestrais dessas espécies.
Podemos classificar as adaptações em dois tipos fundamentais: morfológicas e fisiológicas.
- As adaptações morfológicas consistem em alterações anatômicas ou estruturais da espécie. Podemos citar as nadadeiras das baleias e as asas dos morcegos e aves.
- As adaptações fisiológicas consistem numa adequação funcional do organismo ao tipo de ambiente em que vive. Um peixe de água doce e um de água salgada são anatomicamente semelhantes, porém seus organismos têm comportamento funcional diferente para controlar a diferença entre a pressão osmótica de suas células e a concentração salina da água onde vivem.
Camuflagem e Mimetismo são adaptações morfológicas que oferecem às espécies melhores condições de defesa ou de ataque.
Quando a espécie revela a mesma cor ou possui uma forma que se confunde com coisas do ambiente, está manifestando uma adaptação chamada de camuflagem. É o caso do camaleão, bicho-pau, etc.
Quando os indivíduos de uma espécie se assemelham bastante aos de outra espécie, levando vantagem com essa semelhança, o fenômeno é chamado de mimetismo. Temos como exemplo a falsa-coral, cobra não venenosa.
Autor: Amara Maria Pedrosa Silva
