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Resumidamente, podemos sintetizar assim as características gerais dos seres vivos.
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Os heterótrofos podem ser:
• consumidores: alimentam-se de outros organismos. Todos os animais são consumidores.
Aqueles que se alimentam de produtores são denominados consumidores primários. Os
herbívoros, animais que se alimentam de plantas, são consumidores primários. Os animais que
se alimentam de herbívoros são chamados consumidores secundários. Aqueles que se
alimentam de consumidores secundários são chamados consumidores terciários, e assim por
diante;
• decompositores: degradam (ou decompõem) a matéria orgânica contida no corpo de produtores
ou consumidores quando estes morrem. Liberam para o meio ambiente minerais e outras
substâncias, que podem ser novamente utilizadas pelos produtores. São decompositores as
bactérias e os fungos.
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A fotossíntese é a principal fonte de produção de matéria orgânica para todos os seres vivos,
além de ser a principal responsável pela manutenção da taxa de O2 no ar atmosférico.
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Em um ecossistema existem várias cadeias alimentares que se relacionam, formando uma
complexa rede de transferência de matéria e de energia. Esse complexo recebe o nome de rede
ou teia alimentar.
Em cada ecossistema geralmente existem várias espécies de organismos produtores, várias
espécies de consumidores e várias outras de decompositores. O conjunto de todos os
organismos de um ecossistema com o mesmo tipo de nutrição constitui um nível trófico ou
alimentar.
Os organismos autótrofos de um ecossistema formam, por definição, o primeiro nível trófíco, que
é o de produtor. Os animais herbívoros, que são consumidores primários, formam o segundo
nível trófico; os animais carnívoros que se alimentam de herbívoros (consumidores secundários)
compõem o terceiro nível trófico; os carnívoros que se alimentam de outros carnívoros
(consumidores terciários) formam o quarto nível trófico; e assim por diante.
Além dos organismos que fazem parte de determinado nível trófico, existem outros com hábitos
alimentares menos especializados, que podem ocupar mais de um nível trófico. E o caso dos
animais onívoros (omnis = tudo), que se alimentam tanto de plantas como de herbívoros ou de
carnívoros. O ser humano, por exemplo, é onívoro.
Os decompositores ocupam o último nível de transferência de energia entre organismos de um
ecossistema. Formam um grupo especial, nutrindo-se de elementos mortos provenientes de
diferentes níveis tróficos, degradando tanto produtores quanto consumidores que morreram.
Nos ecossistemas, os tipos de níveis tróficos são sempre os mesmos, o que se pode notar
comparando dois ecossistemas distintos, como um campo e os oceanos. Apesar de serem
habitados por tipos diferentes de organismos, é possível identificar níveis tróficos equivalentes
em cada um deles.
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Na primeira etapa (fotoquímica), ocorrem dois conjuntos básicos de reações: fotofosforilação e
fotólise da água.
Fotofosforilação significa adição de fosfato (fosforilação) em presença de luz (foto). A substância
que sofre fosforilação é o ADP, formando ATP que será usado na fase química. Na fotólise da
água, a molécula de água é quebrada, liberando O2 e formando NADPH que será usado na fase
química.
Fase química: apesar de não depender diretamente da luz, depende das reações da fase
fotoquímica, pois precisa de ATP e do NADPH formados na presença de luz. Nesta etapa, o CO 2
participa de uma série de reações que ocorrem no chamado ciclo das pentoses ou ciclo de Calvin
para formar a glicose.
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As ferrobactérias oxidam compostos de ferro e as nitrobactérias compostos de
nitrogênio.
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Na glicólise, cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido
pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas. O
hidrogênio combina-se com moléculas transportadores de hidrogênio (nicotinamida adenina
dinucleotídeo - NAD), formando NADH. Cada molécula de glicose libera energia para formar
quatro moléculas de ATP. Entretanto, são necessárias duas moléculas de ATP para a própria
ativação inicial da glicose. Assim, o saldo energético é de 2 ATPs.
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Na fermentação lática, o piruvato obtido na glicólise é transformado em ácido
lático pela utilização dos íons hidrogênio transportados pelos NADH provenientes
da glicólise. A fermentação lática é realizada principalmente por algumas
bactérias (lactobacilos) e fungos e por células do tecido muscular esquelético do
corpo humano. Neste último caso, quando o exercício é muito intenso, pode
haver insuficiência de oxigênio para manter a respiração; então, as células
musculares passam a degradar anaerobiamente a glicose em lactato. Este pode
se acumular nos músculos, contribuindo para a fadiga muscular. Cerca de 80%
do lactato formado nos músculos esqueléticos podem passar para a corrente
sanguínea e ser degradados no fígado. Os 20% restantes são metabolizados
nas células musculares, quando o teor de oxigênio é restabelecido: o lactato é
novamente transformado em piruvato, que vai participar dos processos aeróbios
da respiração.
Na fermentação alcoólica, as duas moléculas de ácido pirúvico produzidas são
convertidas em álcool etílico (também chamado de etanol), com a liberação de
duas moléculas de CO2 e saldo final de duas moléculas de ATP. A fermentação
alcoólica ocorre principalmente em bactérias e leveduras (fungos unicelulares).
Este tipo de fermentação é usado na indústria alimentícia para a produção de
vinho, cerveja e pão, utilizando-se a levedura da espécie Saccharomyces
cerevisae. A produção de álcool combustível também se utiliza da fermentação
alcoólica.
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Durante os processos de síntese e degradação de moléculas orgânicas nas
células, existem muitas reações em que há liberação de hidrogênio, que é
transportado principalmente por duas moléculas: nicotinamida adenina
dinucleotídeo (NAD) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD).
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Se os hidrogênios liberados na degradação das moléculas orgânicas se
combinassem direta e imediatamente com o O2, haveria desprendidamente de
enorme quantidade de energia em forma de calor, impossível de ser utilizada.
Para contornar esse problema, as células utilizam um mecanismo bioquímico
que permite a liberação gradual de energia. Tudo se passa como os hidrogênios
descessem uma escada, perdendo energia a cada degrau. Liberada em
pequenas quantidades, a energia pode ser, então, utilizada na síntese de
moléculas de ATP, a partir de ADP e fosfatos.
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Cada NADH libera energia para formar 3 ATPs na cadeia respiratória: 2 NADH são formados na glicólise =
2 x 3 = 6 ATPs; 2 NADH são formados na síntese de acetil-CoA = 2 x 3 = 6 ATPs; 6 NADH são formados no
ciclo de Krebs = 6 x 3 = 18 ATPs.
Cada FADH libera energia para formar 2 ATPs na cadeia respiratória: 2 FADH são formados no ciclo de
Krebs = 2 x 2 = 4 ATPs.
Existem dois mecanismos básicos na membrana da mitocôndria que propiciam a entrada dos hidrogênios
transportados pelo NADH:
• os hidrogênios são transferidos para NAD já existentes na matriz mitocondrial; neste caso, não há
alteração no número total de ATP, como ocorre, por exemplo, na maioria das células do corpo humano;
• os hidrogênios são transferidos para outro transportador já existente na matriz mitocondrial e que entra na
cadeia respiratória; neste caso, para cada NADH produzido no citosol formam-se apenas duas moléculas
de ATP na cadeia respiratória, como ocorre, por exemplo, na musculatura esqueléüca humana e
provavelmente no cérebro de mamíferos.
Desse modo, dependendo do tipo de célula eucariótica, a cadeia respiratória pode gerar 34 ou 32
moléculas de ATP por molécula de glicose degradada. Somando esses números ao saldo de dois ATP
formados na glicólise e de dois ATP formados no ciclo de Krebs, o rendimento energético total da
respiração pode ser de 38 ou 36 ATP.
Caso a produção de ATP na respiração celular venha da beta-oxidação de ácidos graxos, entrará
diretamente no ciclo de Krebs. Assim, não haverá a produção de NADH a partir da glicólise e, portanto, o
rendimento energético será menor.
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O destino dos hidrogênios liberados na glicólise e no ciclo de Krebs é um ponto
crucial no processo de obtenção de energia na respiração aeróbica. Os oito
hidrogênios liberados no ciclo de Krebs reagem com duas substâncias aceptoras
de hidrogênio, o NAD e o FAD, que os conduzirão até as cadeias respiratórias,
onde fornecerão energia para a síntese de ATP.
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As bactérias desnitrificantes do solo, como a Pseudomonas denitricans que
participam o ciclo do nitrogênio é um bom exemplo a ser citado.
Essas bactérias participam do ciclo do nitrogênio devolvendo para a atmosfera o
N2. Como só realizam esse processo na ausência de O2, a desnitrificação não é
um mecanismo muito freqüente em solos oxigenados, sendo muito comuns em
regiões pantanosas onde a taxa de O2 é reduzida.
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