Introdução a Ecologia
A ecologia é uma ciência multidisciplinar, que
envolve biologia vegetal e animal, taxonomia,
fisiologia, genética, comportamento, meteorologia,
pedologia, geologia, sociologia, antropologia,
física, química, matemática e eletrônica; não
tendo um início bem delineado. Encontra seus
primeiros antecedentes na história natural dos
gregos, particularmente em um discípulo de
Aristóteles, Teofrasto, que foi o primeiro a
descrever as relações dos organismos entre si e
com o meio.O termo ecologia foi criado em 1869
por Ernest Haeckel (biólogo alemão) e deriva dos
termos gregos oikos(casa) e logos(estudo). A
ecologia moderna, passou a se concentrar no
conceito de ecossistema, uma unidade funcional
composta
de
organismos
integrados
e
interdependentes através das relações tróficas e
o ambiente físico em que se encontram,
envolvendo assim os componentes abióticos e
bióticos.
de tempo como resultado da atividade respiratória
dos organismos vivos (Vallentyne,1962).
Os consumidores são heterótrofos, utilizam
direta ou indiretamente a matéria orgânica fixada
pelos autótrofos.
Os decompositores, fungos e bactérias, são os
organismos responsáveis pela reciclagem da
matéria, retornando os elementos da matéria
orgânica de volta ao ambiente.
Na maioria dos casos, a energia de um
ecossistema origina-se da energia solar, entrando
no compartimento biológico através da fixação
fotossintética pelos produtores, sendo transferida
de um nível trófico a outro por meio das relações
tróficas entre os organismos da comunidade. A
figura a seguir (fig. 1) resume as relações entre os
componentes biológicos do ecossistema:
Figura1
Ecossistema
O termo ecossistema foi proposto em 1935 pelo
ecologista britânico A. G. Tansley, mas naturalmente o
conceito é bem mais antigo.Outros termos que já
foram usados para expressar o ponto de vista
holístico, mas que não são necessariamente
sinônimos de ecossistema, incluem “holocoen”
(Friederichs,1930), biossistema (Thienemann,1939)
Os ecossistemas apresentam interelações
estruturadas entre solo, água e nutrientes,de um
lado (componente abiótico - biótopo), e entre
produtores, consumidores e decompositores
do outro (componente biótico - biocenose).Os
ecossistemas funcionam graças à manutenção do
fluxo de energia e do ciclo de materiais,
desdobrado numa série de processos e relações
energéticas, chamada cadeia alimentar, que
agrupa os membros de uma comunidade
natural.
Cadeias Alimentares
A transferência de energia alimentar,desde a
fonte nos autótrofos , através de uma série de
organismos que consomem e são consumidos ,
chama-se cadeia alimentar ou cadeia trófica. As
cadeias alimentares são constituídas por três
elementos:
produtores,
consumidores
e
decompositores.
Os produtores são os organismos autótrofos da
comunidade,na
imensa
maioria
fotossintetizantes.A cada ano são produzidas na
Terra aproximadamente 100 bilhões de toneladas
de matéria orgânica pelos organismos produtores
das
comunidades.
Uma
quantidade
aproximadamente igual é oxidada, voltando a
constituir C02 e H2O, durante o mesmo intervalo
O nível trófico que cada organismo ocupa ao
longo de uma cadeia alimentar corresponde ao
nível alimentar ou nível energético na cadeia.
Assim os produtores ocupam o 1º nível trófico; os
herbívoros, aqueles que se alimentam dos
autótrofos fotossintetizantes, ocupam o 2º nível
trófico; os carnívoros, que se alimentam dos
herbívoros,ocupam o 3º nível trófico e assim
sucessivamente.
As cadeias alimentares, em geral, não
apresentam mais de cinco níveis tróficos, uma vez
que a cada transferência de energia de um nível
trófico a outro a quantidade de energia diminuí em
razão do consumo energético nas atividades
vitais. Em cada transferência, uma proporção em
torno de 90% da energia potencial perde-se sob a
forma de calor. Portanto, quanto menor a cadeia
alimentar, ou quanto mais próximo o organismo
do início da cadeia, maior a quantidade de
energia disponível.
O comportamento da energia nos ecossistemas
pode ser chamado convenientemente de fluxo de
energia, porque, as transformações energéticas
são de sentido único, uma vez que a energia
perdida na forma de calor a cada nível trófico não
pode ser reciclada, e assim a quantidade de
energia diminui de um nível trófico a outro.
As cadeias alimentares não são seqüências
isoladas; estão interligadas. O padrão de
interconexões denomina-se teia ou rede alimentar
(fig.2).
Figura 2
.P = produtor
C1 = consumidor primário
C2 = consumidor primário
C3 = consumidor primário
SC1 = consumidor secundário
SC2 = consumidor secundário
TC = consumidor secundário e terciário
Definição de alguns termos usados em Ecologia:
Habitat: local em que vive determinada espécie.
Nicho ecológico: o conjunto das relações e
atividades próprias de uma espécie, ou seja, o
modo de vida único e particular que cada espécie
explora no habitat.
Biótopo: Meio físico, representado pelos
componentes físicos e químicos do ambiente.
Biocenose: o mesmo que comunidade ou
conjunto de espécies diferentes e que se interrelacionam em um determinado meio físico.
Exercícios Propostos:
1. (UFPB) No manguezal, pode-se encontrar uma
cadeia alimentar formada pelos seguintes
organismos:
Dentro desta cadeia, a craca é considerada
como:
a-) produtor
b-) decompositor
c-) consumidor primário
d-) consumidor secundário
e-) consumidor terciário
2.(UFRN-2001/Modificada por Prof. Panthera)
Observe o cartaz afixado na entrada de uma
Reserva de Mata Atlântica:
A partir do cartaz, um professor que levou seus
alunos à uma excursão
comenta que, sem
energia, não há vida. Utiliza os elementos
ilustrados (I, II, III e IV) para informar que a
energia é
a) introduzida na comunidade biótica por I,
sendo transferida, sob a forma química, aos
demais seres vivos.
b) obtida do ambiente físico e passa de ser vivo a
ser
vivo,
retornando
integralmente
ao
ecossistema, pela ação de III.
c) originada em II, sendo fixada, sob a forma
química, diretamente por IV.
d) utilizada por III, a partir de compostos
orgânicos, quando ele realiza a fotossíntese.
3.(UFPE- 2002) Os seres vivos não são entidades
isoladas. Eles interagem em seu ambiente com
outros seres vivos e com componentes físicos e
químicos. São afetados pelas condições desse
ambiente. Com relação ao ecossistema marinho,
assinale a alternativa correta.
a) O Zooplâncton e o Fitoplâncton representam os
organismos produtores (autotróficos) nas cadeias
alimentares marinhas.
b) Os consumidores secundários e terciários,
nos mares, são representados principalmente
por peixes.
c) No ambiente marinho, não existem
decompositores.
d)
As
diatomáceas
são
os
principais
representantes do Zooplâncton.
e) Todos os seres do Zooplâncton marinho são
macroscópicos.
4.(FUVEST-2001) A tabela a seguir mostra
medidas, em massa seca por metro quadrado
2
(g/m ), dos componentes de diversos níveis
tróficos em um dado ecossistema.
a) Por que se usa a massa seca por unidade de
2
área (g/m ), e não a massa fresca, para comparar
os organismos encontrados nos diversos níveis
tróficos?
É na massa seca (matéria orgânica) que se
encontra a energia armazenada na forma
química.
b) Explique por que a massa seca diminui
progressivamente em cada nível trófico.
A cada nível trófico parte da energia contida
na matéria orgânica é consumida nas
atividades vitais.
c) Nesse ecossistema, identifique os níveis
tróficos ocupados por cobras, gafanhotos, musgos
e sapos.
Musgos- produtores
Gafanhotos – cons. primário
sapos- cons.secundário
cobras- cons. terciário
5.(UFSM) Assinale a alternativa correta em
relação ao fluxo de energia em um ecossistema.
a) A energia disponível para o nível trófico
posterior será sempre menor do que aquela
recebida pelo nível trófico anterior.
b) A energia disponível será tanto menor quanto
mais curta for a cadeia trófica.
d) A energia disponível será tanto maior quanto
mais longa for a cadeia trófica.
e) A energia que flui entre os componentes da
cadeia trófica permanece sempre constante.
Pirâmides Ecológicas
A estrutura de uma cadeia alimentar pode ser
representada graficamente através de pirâmides
ecológicas, onde o primeiro nível, o dos
produtores constitui a base e cada um dos níveis
sucessivos forma cada um dos patamares, até o
último nível representado pelo ápice.
As pirâmides ecológicas podem ser de três tipos
gerais:
1. Pirâmide de números: representa o
número de organismos individuais em
cada nível trófico.
2. Pirâmide de biomassa: baseada no peso
seco total, no valor calórico ou em outra
medida de quantidade total de material
vivo em cada nível trófico.
3. Pirâmide de energia: mostra o fluxo
energético e/ou a produtividade em níveis
tróficos sucessivos.
As pirâmides de números e biomassa podem ser
invertidas (ou parcialmente), ou seja, a base pode
ser menor que uma ou mais camadas superiores,
se os organismos produtores individuais forem
maiores, em média, que os consumidores
individuais. Por outro lado, a pirâmide de energia
deve ter sempre uma forma piramidal reta, não
invertida, ou seja, com base larga e ápice estreito,
em razão do fluxo de energia.
Dos três tipos de pirâmides ecológicas, a pirâmide
de energia é a que proporciona, de longe, a
melhor imagem geral da natureza funcional de
uma cadeia alimentar.
Exercícios Propostos:
1.(FUVEST) O diagrama a seguir é uma pirâmide
de energia.
a) O que representa a largura de cada nível do
diagrama?
A quantidade de energia presente em cada
nível trófico.
b) Por que a largura de um nível não pode ser
maior que a do nível abaixo dele?
A cada nível trófico 90% da energia é
consumida nas atividades vitais, sendo assim,
a quantidade de energia diminui de um nível
trófico para outro.
2. Considere a seguinte cadeia alimentar:
ÁRVORE → PULGÕES → PROTOZOÁRIOS
Construa a pirâmide de números que melhor
representa esta cadeia alimentar.
3. Considere a pirâmide de números a seguir, e
assinale a alternativa da tabela, que corresponde
à pirâmide representada.
2.(UFRJ) As figuras A e B representam
esquematicamente a entrada de energia em dois
ecossistemas.
A energia que entra é igual nos dois ecossistemas
e se divide de forma desigual; nas figuras, a
espessura das setas é proporcional à quantidade
de energia.
Um dos ecossistemas é um ecossistema agrícola,
formado por milho e arroz, o outro é uma floresta
tropical primária.
Indentifique o ecossistema agrícola. Justifique sua
resposta.
A – ecossistema agrícola
B – floresta tropical primária
O conceito de Produtividade
Define-se a produtividade primária de um sistema
ecológico, de uma comunidade ou de qualquer
parte deles, como a taxa na qual a energia
radiante é convertida, pela atividade fotossintética
de organismos produtores, em substâncias
orgânicas.
A produtividade primária bruta é taxa global de
fotossíntese, incluindo a matéria orgânica usada
na respiração durante o período de medição.
A produtividade primária líquida é a taxa de
matéria orgânica armazenada nos tecidos
vegetais, ou seja, o excedente de energia não
utilizada na atividade respiratória.
PPL = PPB – R (respiração)
Exercícios Propostos
1.(UFPR) "À transferência de energia, desde os
produtores até os decompositores, através de
uma série de organismos que consomem e são
consumidos, dá-se o nome de cadeia alimentar ou
trófica. Assim, as plantas verdes ocupam o
primeiro nível trófico, os herbívoros o segundo
nível e os carnívoros os níveis superiores."
Baseado nesta afirmativa, justifique por que os
vegetais são qualificados como produtores.
Os vegetais são considerados produtores pois
são responsáveis pela conversão da energia
luminosa em energia química (matéria
orgânica) através do processo fotossintético.
Nos ecossistemas agrícolas as espécies foram
selecionadas para fixarem o máximo de
matéria orgânica (energia), com o menor gasto
energético (respiração), para que o saldo de
matéria
orgânica
(energia)
possa
ser
transferido
como
alimento
pra
os
consumidores (humanos).
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Os elementos químicos, inclusive todos os elementos
essenciais do protoplasma, tendem a circular na
biosfera em vias características, do ambiente aos
organismos e destes, novamente, ao ambiente.Estas
vias mais ou menos circulares se chamam ciclos
biogeoquímicos. O movimento desses elementos e
compostos inorgânicos que são essenciais para a vida
pode ser adequadamente denominado ciclagem de
nutrientes.
Cada
ciclo
também
pode
ser
convenientemente dividido em dois compartimentos: o
reservatório, componente maior, de movimentos
lentos, geralmente não biológico, e o lábil ou de
ciclagem, uma parcela menor porém mais ativa que se
permuta mais rapidamente, entre os organismos e o
seu ambiente imediato.Do ponto de vista da biosfera
como um todo, os ciclos biogeoquímicos se
classificam em dois grupos básicos: os tipos gasosos,
nos quais o reservatório está situado na atmosfera ou
na hidrosfera, e os tipos sedimentares, nos quais o
reservatório localiza-se na crosta terrestre.
CICLO DA ÁGUA
O ciclo da água(fig.3) pode ser considerado sob dois
aspectos: o pequeno ciclo, ou ciclo curto, e o grande
ciclo, ou ciclo longo.
No ciclo curto, a água muda de estado físico,
passando da condição líquida em que se encontra nos
oceanos, rios, lagos e embebida no solo, para o
estado de vapor pela ação do calor ambiental e da
ventilação, dando origem as nuvens.
No ciclo longo, a água passa pelo compartimento
biológico dos ecossistema, sendo absorvida pelos
seres vivos e devolvida posteriormente ao ambiente.
Figura 3
1- Evapotranspiração
2- Evaporação
3- Transpiração
CICLO DO CARBONO
No ciclo do carbono ( fig 4), o reservatório atmosférico
é muito pequeno (0.03%), comparado com o carbono
dos oceanos e dos combustíveis fósseis e de outros
depósitos da crosta terrestre. Acredita-se que, até o
início da idade industrial, os fluxos entre a atmosfera,
continentes e oceanos estavam equilibrados. Durante
o século XX, porém, o conteúdo de CO2 tem-se
elevado na atmosfera, por causa de novas entradas
antropogênicas, como por exemplo, a queima de
combustíveis fósseis, os desmatamentos e as
queimadas.
Figura 4
A entrada do carbono no compartimento biológico dos
ecossistemas, a partir dos reservatórios gasosos,
ocorre através do processo de fotossíntese, realizado
pelos organismos autotróficos clorofilados. O carbono
fixado na estrutura da matéria orgânica é transferido
de um nível trófico a outro através da nutrição e
devolvido aos reservatórios gasosos por meio da
respiração, da decomposição e da combustão.
CICLO DO NITROGÊNIO
O elemento nitrogênio tem grande importância para os
seres vivos, pois está presente na constituição das
proteínas (grupo amina dos aminoácidos) e dos
ácidos nucléicos (bases nitrogenadas).
O maior reservatório de nitrogênio é a atmosfera,
onde esse elemento químico se encontra na forma
gasosa (N2), representando cerca de 78% do volume
atmosférico.
De maneira geral os seres vivos não conseguem
utilizar diretamente o nitrogênio atmosférico,
dependendo de microorganismos fixadores, como
algumas bactérias, cianobactérias, e alguns fungos,
cuja maioria vive no solo, e que são capazes de
utilizar diretamente o nitrogênio gasoso, fixando-o em
suas
molécula
orgânicas.Quando
esses
microorganismos morrem e se decompõem, liberam
nitrogênio em forma de amônia(NH3) para o solo.
O nitrogênio na forma de amônia(NH3) presente no
solo, resultante da decomposição de matéria orgânica
vegetal, animal e de microorganismos, é convertido
por bactérias quimiossintetizantes, inicialmente à
condição
de
nitrito(NO2 )(Nitrosomonas)
e
posteriormente
á
condição
de
nitrato(NO3 )
(Nitrobacter). Esse processo de formação de nitrato
no solo é denominado de nitrificação, sendo o nitrato
a forma que melhor as plantas podem aproveitar a
partir do substrato em que se encontram.
Através da nutrição, o nitrogênio é transferido de um
nível trófico à outro, sendo que nos níveis dos
consumidores, as proteínas e os ácidos nucléicos ao
serem degradados resultam em resíduos nitrogenados
(amônia, uréia e ácido úrico), que são eliminados por
meio da excreção e que podem passar novamente por
nitrificação.
Parte dos compostos nitrogenados presentes no solo
segue pela via da nitrificação, enquanto outra parte,
por ação de bactérias denitrificantes é convertida em
nitrogênio gasoso que retorna a atmosfera.
origem aos ventos, provoca a evaporação da
água dos rios, lagos e mares. O vapor da água,
ao se resfriar, condensa em minúsculas gotinhas,
que se agrupam formando as nuvens, neblinas ou
névoas úmidas. As nuvens podem ser levadas
pelos ventos de uma região para outra. Com a
condensação e, em seguida, a chuva, a água
volta à superfície da Terra, caindo sobre o solo,
rios, lagos e mares. Parte dessa água evapora
retornando à atmosfera, outra parte escoa
superficialmente ou infiltra-se no solo, indo
alimentar rios e lagos. Esse processo é chamado
de ciclo da água.
Considere, então, as seguintes afirmativas:
Ciclo do Nitrogênio (Figura 5)
CICLO DO OXIGÊNIO
O principal reservatório de oxigênio é a atmosfera,
onde esse elemento se encontra na forma de gás
oxigênio (O2), representando 21% dos gases
atmosféricos.
O oxigênio atmosférico (O2) é liberado para o
ambiente pelo processo de fotossíntese, a partir de
um fenômeno conhecido por fotólise da água (etapa
clara da fotossíntese).
Utilizado na respiração aeróbica por plantas e
animais, o oxigênio combina-se com o hidrogênio
proveniente da degradação de moléculas orgânicas
formando água metabólica; em parte eliminada para o
ambiente através da transpiração, da excreção e das
fezes e em parte utilizada em processos metabólicos.
I – O2 atmosférico
II – CO2 atmosférico
Ciclo do oxigênio (Figura 6)
I – O2 atmosférico
II – CO2 atmosférico
Exercícios Propostos
1. (ENEM) O sol participa do ciclo da água, pois
além de aquecer a superfície da Terra dando
I. A evaporação é maior nos continentes, uma vez
que o aquecimento ali é maior do que nos
oceanos.
II. A vegetação participa do ciclo hidrológico por
meio da transpiração.
III. O ciclo hidrológico condiciona processos que
ocorrem na litosfera, na atmosfera e na biosfera.
IV. A energia gravitacional movimenta a água
dentro do seu ciclo.
V. O ciclo hidrológico é passível de sofrer
interferência humana, podendo apresentar
desequilíbrios.
a) Somente a afirmativa III está correta.
b) Somente as afirmativas III e IV estão corretas.
c) Somente as afirmativas I, II e V estão corretas.
d) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão
corretas.
e) Todas as afirmativas estão corretas.
2. (UFPB-2002) Na natureza, a água encontra-se
em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso,
representando cerca de 70% da superfície da
Terra. Ela participa do ciclo biogeoquímico,
passando dos seres vivos para o ambiente e
voltando novamente aos seres vivos.Este
processo, incluindo mudanças no estado físico,
faz parte do chamado ciclo da água. Apesar da
abundância e do processo de ciclagem da água
na Terra, o desabastecimento pode ocorrer nos
próximos meses, caso o apagão se torne
realidade, pois a falta de energia dificultaria o
bombeamento regular da água até as torneiras.
a-) Explique dois fatores que afetam a
disponibilidade de água no planeta.
Assoreamento dos rios e açudes e
desmatamento
(diminuição
da
evapotranspiração)
b-) Relacione o modelo energético brasileiro com
a atual crise, conhecida como apagão e o ciclo da
água.
O modelo de geração de energia no Brasil é o
hidro-elétrico, sendo que a diminuição dos
volumes de água nas barragens de geração de
energia devido a alterações no ciclo
hidrológico compromete o sistema elétrico do
país.
3. (UFES) Na figura adiante, está representado o Ciclo
do Nitrogênio.
Indique, justificando:
a) os fluxos que incluem os processos de fotossíntese,
respiração aeróbica e fermentação, realizados pelos
seres vivos atuais.
B e D – fotossíntese
C e A – respiração e fermentação
b) o fluxo que é diretamente afetado pelas usinas
termo-elétricas a carvão mineral.
F
5. (UFSC-2000) O esquema a seguir representa, de
forma simplificada, os ciclos do carbono e do oxigênio.
a) Qual o composto nitrogenado formado pelos
organismos representados pelo número 1 e como ele
é utilizado pelas plantas?
Amônia – o nitrogênio presente neste composto é
utilizado na síntese de aminoácidos (componentes
das
proteínas)
e
bases
nitrogenadas
(componentes dos ácidos nucléicos)
b) Descreva as seguintes etapas desse ciclo:
I - fixação; II - nitrificação; III - desnitrificação.
I – fixação por bactérias e cianobactérias
II – conversão de amônia à condição de nitritos e
nitratos por bactérias nitrificantes.
III – na desnitrificação, bactérias desnitrificantes
retornam o nitrogênio para a condição de
nitrogênio gasoso atmosférico.
c) Descreva o papel das leguminosas nesse ciclo.
As leguminosas apresentam associadas em suas
raízes bactérias fixadoras de nitrogênio à
condição de nitratos.
4. (FUVEST-2002) No esquema a seguir, os
retângulos
representam
os
quatro
maiores
reservatórios do elemento carbono em nosso planeta
e as setas indicam o fluxo do carbono entre esses
reservatórios.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. I e II representam , respectivamente, o O2 e o
CO2.
02. A necessidade de O2 para a respiração explica o
aparecimento dos animais antes dos vegetais na
Terra.
04. Praticamente, todo o oxigênio livre da
atmosfera e da hidrosfera tem origem biológica,
no processo de fotossíntese.
08. O oxigênio se encontra no meio abiótico como
integrante do ar atmosférico, ou no meio biótico,
como constituinte das moléculas orgânicas dos
seres vivos.
16. Alguns fatores, como excessivas combustões
sobre a superfície da terra, têm determinado o
aumento gradativo de taxa de CO2 na atmosfera.
32. A manutenção das taxas de oxigênio e gás
carbônico, no ambiente, depende de dois
processos opostos: a fotossíntese e a respiração.
6. (UFRRJ-99) Sabe-se que o nitrogênio é vital na
produção de proteínas. Embora o ar atmosférico seja
constituído de 78% de nitrogênio, este gás não pode
ser usado por plantas e animais diretamente na forma
gasosa.
(Baseado em Trabalka, J. K. & Reichle, D. E.
(eds) "The Changing Carbon Cycle: a global analysis";
Springer, Nova York, 1986).
a) De que forma o nitrogênio pode ser absorvido e
quais os organismos que contribuem para a sua
transformação?
- Principalmente na forma de nitratos
- Bactérias
b) Por que uma das culturas utilizadas de forma
intercalada é uma leguminosa? Explique a importância
da rotação de culturas.
As leguminosas apresentam associadas em suas
raízes bactérias fixadoras de nitrogênio à
condição de nitratos. Assim enriquecem o solo
com este composto, tornando-o mais fértil.
Fatores Ecológicos
A presença e o sucesso de um organismo ou de um
grupo de organismos dependem de um complexo de
condições
que
podem
ser
adequadamente
denominados de fatores ecológicos.
Os fatores ecológicos influenciam direta ou
indiretamente os seres vivos, sendo divididos em
abióticos e bióticos.
Exemplos de fatores abióticos: água, temperatura,
pH, salinidade, elementos minerais disponíveis no
solo ou na água, oxigênio dissolvido na água,
iluminação, radiação ionizante.
Exemplos de fatores bióticos: disponibilidade de
alimento, coações ou fatores biológicos
Todos esses fatores podem, isoladamente ou em
conjunto, ser limitantes no sentido prejudicial, uma vez
que se aproximando ou excedendo o limite de
tolerância do organismo ou da população podem
limitar o potencial biótico.
Potencial biótico: capacidade que uma população ou
organismo apresenta de crescimento quando as
condições ambientais são ideais.
As variações dos fatores ecológicos (abióticos e
bióticos), por outro lado, podem atuar no sentido
benéfico, a medida que regulam o crescimento das
populações, impondo limites a este crescimento e
impedindo a saturação do ambiente.
A = potencial biótico
B = conjunto dos fatores limitantes do ambiente
C = crescimento populacional real
As variações quantitativas de uma população
dependem
das
taxas
de
natalidade(N),
mortalidade(M), imigração(I) e emigração(E) que
ocorrem na população ao longo do tempo .
Uma população cresce quando: N + I > M + E
Uma população decresce quando: M + E > N + I
Fatores biológicos ou coações: consiste nas
interações entre populações de duas espécies
diferentes. Tais interações podem ser positivas(+),
negativas(-) ou neutras(0).
Interações negativas tendem a predominar em
comunidades
pioneiras
ou
em
condições
perturbadas.Na evolução e desenvolvimento de
ecossistemas, as interações negativas tendem a ser
minimizadas em favor de simbiose positiva, que
melhora a sobrevivência das espécies interativas.
São exemplos de coações:
1. Caranguejo-eremita
e
anêmona-do-mar
(protocooperação)
2. Rêmora que aproveita restos alimentares do
tubarão, hienas que aproveitam restos
alimentares dos leões(comensalismo).
3. Algas e fungos que formam os liquens,
bactérias do gênero Rhizobium e raízes de
plantas
leguminosas,
micorrizas(mutualismo).
4. Fungos que liberam antibióticos contra
bactérias, algas pirrofíceas, do gênero
Goniaulax, que liberam toxinas na água
levando à morte peixes e crustáceos(marés
vermelhas)(amensalismo)
5. Gavião que devora outros pássaros e
roedores(predatismo).
6. Lombrigas que parasitam o intestino
humano(parasitismo).
Outros tipos de interações são as colônias e as
sociedades, em que organismos pertencentes a uma
mesma espécie vivem associados de maneira
harmônica.
Nas colônias os indivíduos se encontram unidos
fisicamente e em intima divisão de trabalho, como por
exemplo os corais. Nas sociedades os indivíduos
apresentam divisão de trabalho, no entanto, não estão
unidos fisicamente, como por exemplo as abelhas, os
cupins, as formigas.
aurelia (gráfico B), quando estas espécies foram
cultivadas no mesmo frasco.
Exercícios propostos:
1. (UEL) Um professor recomendou a um aluno que
fizesse uma observação cuidadosa em seu aquário
considerando a água nele contida, o ar que estava
sendo injetado, a luminosidade, a temperatura, o limo
verde, as plantas aquáticas, os peixes, eventuais
larvas e não se esquecesse dos organismos invisíveis
a olho nu. Nessa recomendação, o professor fez
menções a componentes abióticos e bióticos do
ecossistema
aquário,
em
número
de,
respectivamente:
a) 4 e 5
b) 5 e 4
c) 6 e 3
d) 7 e 2
e) 8 e 1
2. (UFSCAR-2001) O gráfico apresenta dados
relacionados à captura de lagartos e de pequenos
mamíferos, de hábitos diurnos, nas dunas de uma
restinga, em região tropical do Brasil, ao longo do dia
Analisando os gráficos, responda:
a) o que se pode dizer dos nichos ecológicos
explorados pelas espécies de Paramecium constantes
dos gráficos A e B?
Ocupam nichos ecológicos distintos – Gráfico A
Ocupam o mesmo nicho ecológico – Gráfico B
(competição interespecífica)
b) como se explicam os resultados das curvas de
crescimento das espécies Paramecium caudatum e
Paramecium bursaria (gráfico A), quando cultivadas
no mesmo frasco?
Ambas crescem segundo o potencial biótico de
cada uma das espécies, uma vez que entre elas
não há competição.
.
Responda.
Qual das curvas, I ou II, representa a captura de
lagartos? Justifique sua resposta
I – lagartos (pecilotérmicos)
II – mamíferos (homeotérmicos)
3. (UFRN-2001) Originário da Europa, o pardal se
espalhou por todo o mundo, graças a sua grande
capacidade de adaptação ao ambiente urbano.
A importação dessa espécie para o Brasil trouxe
conseqüências negativas para o meio ambiente, pois
o rápido crescimento da população de pardais
prejudicou a agricultura e contribuiu para a redução do
número de aves nativas, como o tico-tico.
Forneça duas explicações plausíveis para o fato de ter
ocorrido o crescimento acelerado do número de
pardais e, em conseqüência disso, a redução do
número de tico-ticos.
Ausência de predadores para os pardais e
competição interespecífica destes com os ticoticos.
4. (UFSCAR-2000) Os gráficos mostram os resultados
das curvas de crescimento das espécies Paramecium
caudatum e Paramecium bursaria (gráfico A) e das
espécies Paramecium caudatum e Paramecium
5. (ENEM-2001) Um produtor de larvas aquáticas para
alimentação de peixes ornamentais usou veneno para
combater parasitas, mas suspendeu o uso do produto
quando os custos se revelaram antieconômicos.
O gráfico registra a evolução das populações de
larvas e parasitas.
O aspecto BIOLÓGICO, ressaltado a partir da leitura
do gráfico, que pode ser considerado o melhor
argumento para que o produtor não retome o uso do
veneno é:
a) A densidade populacional das larvas e dos
parasitas não é afetada pelo uso do veneno.
b) A população de larvas não consegue se estabilizar
durante o uso do veneno.
c) As populações mudam o tipo de interação
estabelecida ao longo do tempo.
d) As populações associadas mantêm um
comportamento estável durante todo o período.
e) Os efeitos das interações negativas diminuem
ao longo do tempo, estabilizando as populações.
6. (UFRRJ-2001)
O gráfico acima mostra o número de indivíduos de
duas espécies que viviam juntas e foram separadas
no momento indicado pela seta.
Diante do ocorrido, que tipo de relação ecológica
existe entre as espécies A e B? Justifique sua
resposta.
Protocooperação – as duas espécies tiveram
diminuídas
as
suas
populações
quando
separadas, uma vez que neste tipo de interação as
espécies
são
favorecidas
em
seus
desenvolvimentos quando associadas.
Sucessões Ecológicas
O desenvolvimento do ecossitema ou, como é
chamado mais freqüentemente, a sucessão
ecológica envolve mudanças na estrutura de
espécies e processos da comunidade ao longo do
tempo. Quando não é interrompida por forças
externas, a sucessão é bastante direcional e, portanto,
previsível. Ela resulta da modificação do ambiente
físico pela comunidade e de interações de competição
e coexistência a nível de população, isto é, a
sucessão é controlada pela comunidade, muito
embora o ambiente físico determine o padrão e a
velocidade de mudança, muitas vezes limitando
também a extensão do desenvolvimento.
Quando um novo território é aberto ou se torna
disponível para a colonização, como por exemplo,
depois de um fluxo de lava vulcânica, ou num campo
agrícola abandonado ou numa represa nova, em geral
se estabelece um processo de sucessão ecológica.
No processo de sucessão ecológica, inicialmente a
produtividade bruta (PPB) da comunidade é maior que
a respiração(R) e prossegue em direção a uma
condição mais equilibrada PPB = R.
O estágio inicial de sucessão em uma comunidade é
denominado estágio pioneiro, sendo constituído por
organismos euriécios (organismos com grande
capacidade de adaptação as mais diferentes
condições ambientais).
A sequência inteira de
comunidades que se substituem umas às outras numa
dada área chama-se estágios serais ou seres. O
sistema estabilizado terminal é o clímax, o qual
persiste, teoricamente até ser afetado por grandes
perturbações.
A sucessão em um substrato previamente
desocupado, como por exemplo, um campo de lava
vulcânica, é denominada uma sucessão primária,
enquanto que aquela que começa num local
anteriormente ocupado por uma comunidade, como
por exemplo, uma floresta derrubada ou um campo
agrícola abandonado, é denominada uma sucessão
secundária.
A medida que se sucedem os estágios do processo de
desenvolvimento do ecossistema, aumentam a
diversidade biológica, a biomassa, a velocidade de
ciclagem de nutrientes, a duração e a complexidade
dos ciclos vitais.
Exercícios Propostos:
1. (UFUBERLÂNDIA-2001) Assinale a alternativa
correta.
a) A sucessão num ecossistema pode ser descrita
como uma modificação em direção a uma grande
diversidade e, conseqüentemente, a um número
de nichos ecológicos muito maior.
b) A sucessão secundária é aquela que leva a
comunidade ao estágio de estabilidade bem alta
(epístase), capaz de pronta resposta a modificações
físicas, estágio de comunidade clímax.
c) Acredita-se que a baixa estabilidade das
comunidades clímax seja devida, basicamente, à sua
grande diversidade de espécies. Muitas interações
diferentes causam mudanças constantes na
comunidade.
d) No estágio inicial, do povoamento de uma área, ou
seja, na sucessão primária, diminui a reciclagem de
nutrientes e da biomassa total, pois muitas gramíneas
são substituídas por árvores.
2. (UFLAVRAS-2000)O desenho ilustra o processo de
sucessão em comunidades bióticas. Os componentes
PB, PL e R representam:
PB = Produtividade bruta
PL = Produtividade líquida
R = Respiração
Se um agricultor diminuir o gasto energético das
plantas, introduzindo adubos, água, mecanização
agrícola, etc., o que acontecerá com R, PL e PB?
A PL irá aumentar pois o consumo de energia na
respiração irá diminuir.
3. (UFRJ-2002) No processo de sucessão ecológica,
considerando os vegetais de um dado ecossistema, a
relação produtividade primária/biomassa (P/B) se
modifica ao longo do tempo.
A produtividade primária, que é basicamente a
incorporação de carbono orgânico através da
fotossíntese, varia pouco durante o processo de
sucessão.
Comparando um ecossistema em início de sucessão
ecológica com um ecossistema em fase avançada de
sucessão, qual terá a menor relação P/B? Justifique
sua resposta.
4. (UFRN-2002) As figuras a seguir representam a
seqüência de eventos associados a uma queimada.
Analisando a seqüência de eventos acima, responda
às questões.
a) Em que figuras estão INTENSIFICADOS o
consumo e a produção de oxigênio e de gás
carbônico? Por que isso ocorre?
b) Considerando que, na figura 2, todos os
microrganismos do solo foram extintos, explique de
que forma o ciclo do nitrogênio fica prejudicado.
c) Comparando as figuras 3 e 4, explique em qual
delas se encontra a maior diversidade de animais.
Poluição
Existe, na natureza, um equilíbrio biológico entre
todos os seres vivos. Assim, a poluição pode ser
entendida como qualquer alteração no equilíbrio
ecológico existente, a partir, principalmente de
substâncias tóxicas introduzidas pelo homem no
ambiente ou mesmo aquelas que ocorrem de maneira
natural, completamente independentes de qualquer
atividade humana.
Os agentes poluentes são os mais variados possíveis
e afetam a água, o ar, o solo, etc.
POLUIÇÃO DO AR
Os principais poluentes atmosféricos são: CO
(monóxido de carbono), CO2 (dióxido de carbono),
SO2 (dióxido de enxofre), NO2 (dióxido de nitrogênio),
o CFC.
O CO2 tem origem principalmente na combustão de
petróleo e carvão mineral. Ele se liga de maneira
irreversível à hemoglobina, ocupando o lugar do
oxigênio. Em altas concentrações, prejudica a
oxigenação do organismo, causando diminuição nos
reflexos e da acuidade visual.Pessoas com problemas
cardíacos e circulatórios são as mais prejudicadas.
O CO2 representa cerca de 0,03% dos gases da
atmosfera terrestre, no entanto tal percentagem vem
aumentando significativamente desde meados do séc.
XIX, devido a queima de combustíveis fósseis e dos
desmatamentos feitos com queimadas. O EFEITO
ESTUFA é um fenômeno natural que, em condições
normais, mantém a Terra aquecida, e habitável. Ele é
provocado por gases, especialmente o CO2, cujo
efeito é comparável ao vidro de uma estufa, que deixa
entrar os raios de sol, mas impede que parte da
radiação térmica (radiação infravermelha) seja
irradiada de volta ao espaço.
Uma maior concentração de CO2 na atmosfera
terrestre, levaria a uma maior retenção de raios
infravermelhos e conseqüentemente a elevação da
temperatura terrestre (entre 2 a 4° C nos próximos 30
anos).
As conseqüências previstas são catastróficas, pois
existe o risco de as calotas polares derreterem e
ocasionarem um aumento do nível dos oceanos,
provocando drásticas alterações climáticas.
O SO2 é produzido pela queima de combustíveis
fósseis,
provocando
problemas
no
sistema
respiratório, como bronquites e enfisema pulmonar.
No ar, o SO2 pode ser transformado em SO3, que é
muito mais irritante para as vias respiratórias. Em
altas concentrações, os óxidos de enxofre levam os
vegetais a perderem as folhas.
Os óxidos de enxofre, na atmosfera, podem reagir
com o vapor d’água, produzindo ácido sulfúrico, que
se precipita na forma de chuva ou de neve (CHUVA
ÁCIDA). Essa chuva ou neve contendo ácidos
provoca erosão de prédios e monumentos, além da
destruição de florestas e, conseqüentemente, da
fauna.
O NO2 é também produzido pela queima de
combustíveis fósseis, e pode penetrar profundamente
no sistema respiratório e dar origem a substâncias
mutagênicas e carcinogênicas. Assim como o SO2, o
NO2 ao reagir com o vapor d’água atmosférico forma
ácido (àcido nítrico e se precipita na forma de chuva
ou neve (CHUVA ÁCIDA).
O CFC ( clorofluorcarbono) é um dos componentes
dos gases empregados pela indústria desde 1930 nos
sistemas de refrigeração de geladeiras e aparelhos de
ar condicionado, em aerossóis como propelentes e na
indústria de plásticos injetados. Por serem muito leves
os CFCs vão para as camadas altas da atmosfera,
onde destroem o ozônio (O3) ou mesmo impedem a
sua formação.
Nas camadas altas da atmosfera, entre 12 e 50 Km de
altitude, existe elevada concentração de ozônio. Esse
gás envolve e protege o planeta da radiação
ultravioleta, agindo como um verdadeiro filtro solar.
Nos últimos 15 anos, os cientistas notaram o
aparecimento de dois grandes “buracos”, isto é,
regiões sem ozônio na atmosfera ( Pólo Sul e Pólo
Norte), e creditam tal situação ao CFCs liberados na
atmosfera pela indústria.
A maior incidência de radiação ultravioleta na
superfície da Terra, devido a DESTRUIÇÃO DA
CAMADA DE OZÔNIO (FIG. 7), têm como
conseqüência o aumento da mortalidade de algas do
plâncton marinho, e o aumento de casos de câncer de
pele.
Figura 7
Em certas épocas do ano, principalmente no inverno,
pode ocorrer um fenômeno atmosférico denominado
INVERSÃO TÉRMICA, causado pela interposição de
uma camada de ar quente entre camadas de ar frio
em certa altitude. Em regiões com elevada
concentração de poluentes atmosféricos, a camada
de ar quente impede a dispersão dos poluentes, que
ficam aprisionados junto à superfície, provocando
aumento de casos de irritação das mucosas e
problemas respiratórios.
POLUIÇÃO DA ÁGUA E DO SOLO
A poluição das águas constitui um dos mais sérios
problemas ecológicos da atualidade.
Uma forma comum de poluição das águas é o
lançamento de dejetos humanos nos rios, lagos e
mares.
Sendo
constituídos
de
resíduos
orgânicos,
principalmente matéria fecal, os esgotos domésticos
provocam a contaminação microbiana da água e a
eutrofização.
Eutrofização : é o aumento da quantidade de
nutrientes em meio aquático. Esse fenômeno pode ser
provocado pelo lançamento de esgotos, resíduos
industriais, fertilizantes agrícolas (fosfatos e nitratos) e
pela erosão. Com o aumento de nutrientes na água,
ocorre o desenvolvimento descontrolado de algas, em
detrimento de outras espécies. Esse fenômeno
conhecido como FLORAÇÃO DAS ÁGUAS, torna
imprestável para o uso águas de reservatórios de
águas potáveis, lagos e lagoas.
Por apresentarem ciclo biológico relativamente rápido,
as algas ao morrerem, aumentam a quantidade de
matéria orgânica no meio, que passa a ser
decomposta por bactérias aeróbicas, que consomem
o O2 da água, levando a morte dos organismos
aeróbicos. Ocorre então uma rápida proliferação de
bactérias anaeróbicas, que na decomposição da
matéria orgânica liberam substâncias malcheirosas.
A poluição por resíduos não biodegradáveis, como
detergentes,
petróleo,
agrotóxicos,
também
denominados de compostos recalcitrantes ou
biologicamente resistentes, provoca o acúmulo de
substâncias tóxicas na água e no solo que geram
sérios riscos aos seres vivos.
Os agrotóxicos, como o DDT; e metais pesados, como
chumbo, zinco, mercúrio, são mutagênicos e
carcinogênicos, sendo cumulativos ao longo das
cadeias alimentares, aumentando a sua concentração
de um nível trófico para outro. Problemas de
proporções preocupantes tem ocorrido com mercúrio
utilizado por garimpeiros para a separação de ouro em
garimpos de rios da Amazônia e da região CentroOeste do Brasil.
Uma alternativa ao uso de agrotóxicos na agricultura é
a utilização de controle biológico de pragas.
O LIXO URBANO
No lixo de uma cidade estão presentes,
fundamentalmente, restos de comida e objetos feitos
de plástico, vidro, metal e papel.
Composição média do lixo da cidade de São Paulo:
60% restos de comida, 14% papel e papelão, 12%
plásticos, 4% metais, 2% vidros, 8% outros materiais(
trapos, couros, terra, pedras, etc.)
Há basicamente três maneiras de descartar o lixo de
uma cidade: lixão, aterro sanitário e incineração.
O lixão é o método mais barato, no entanto é aquele
que provoca maior dano ao ambiente, uma vez que
permite o aparecimento de ratos, baratas, moscas nas
regiões próximas a ele, mau cheiro devido a
decomposição da matéria orgânica, contaminação do
solo e do lençol freático por microorganismos que se
infiltram com o chorume (líquido produzido no
processo de decomposição).
Um método mais sensato de destino final de resíduos
urbanos é a reciclagem, que consiste no
reaproveitamento do plástico, do metal do vidro e do
papel que vão para o lixo e a compostagem, que
consiste na transformação dos restos alimentares em
adubos orgânicos.
Exercícios Propostos
1.
(FUVEST–2002) Um importante poluente
atmosférico
das
grandes
cidades,
emitido
principalmente por automóveis, tem a propriedade de
se combinar com a hemoglobina do sangue,
inutilizando-a para o transporte de gás oxigênio. Esse
poluente é o
a) dióxido de carbono.
b) dióxido de enxofre.
c) metano.
d) monóxido de carbono.
e) ozônio.
2. (UFES- 2001)Sobre o tema abordado pelo chargista
foram feitas as seguintes proposições:
3. (UFPE-2001) O acúmulo de CO2 na atmosfera
constitui um dos fatores que provoca o conhecido
"efeito estufa". Com relação a esse efeito é
INCORRETO afirmar que:
a) Além do gás carbônico, o metano e o óxido nitroso
também contribuem para o efeito estufa.
b) A queima de combustíveis fósseis tem provocado
aumento da taxa de gás carbônico do ar.
c) Fruto da atividade humana, a adubação com
nitratos tem como ação nociva principal a liberação de
CO2 para a atmosfera.
d) A concentração de gás metano na atmosfera vem
crescendo e, entre outros fatores, isto é devido à
maior produção de lixo.
e) Parte da radiação solar que atinge a superfície
terrestre é reirradiada sob a forma de radiação
infravermelha e esta é refletida por certos gases
atmosféricos.
4. (MACKENZIE-2002) O acúmulo de nutrientes na
água
desencadeia
o
fenômeno
chamado
EUTROFIZAÇÃO,
que
causa
desequilíbrios
ecológicos e mata numerosos organismos por meio de
uma série de acontecimentos, abaixo citados.
1 - Proliferação de bactérias aeróbicas.
2 - Decomposição anaeróbica e produção de gases
tóxicos.
3 - Queda na taxa de oxigênio.
4 - Proliferação e morte de algas.
5 - Morte dos seres aeróbicos.
I - A camada de ozônio (O3) age como um verdadeiro
"filtro solar", protegendo a superfície do planeta da
radiação ultravioleta emitida pelo sol.
II - A destruição da camada de ozônio é conseqüência
da
liberação
de
gazes
do
tipo
CFCs
(clorofluorcarbonos) para a atmosfera, o que facilita a
passagem da radiação infravermelha.
III - A alta incidência de radiação ultravioleta, através
dos "buracos" na camada de ozônio, leva ao aumento
dos casos de câncer de pele, cegueira em pessoas e
animais, além de prejuízos ao sistema imunológico.
IV - Em certas épocas do ano (setembro e outubro), o
"buraco" na camada de ozônio localizado no
continente Antártico aumenta, o que resulta na morte
de enormes quantidades de seres fotossintetizantes
da comunidade planctônica, comprometendo toda a
vida animal da região.
Dessas proposições, somente são CORRETAS
a) I e III.
b) II e IV.
c) I, III e IV.
d) I, II e III.
e) II, III e IV.
A seqüência correta desses acontecimentos é:
a) 4, 1, 3, 5 e 2
b) 1, 3, 4, 2 e 5
c) 2, 1, 3, 4 e 5
d) 4, 5, 3, 2 e 1
e) 2, 1, 5, 3 e 4
5. (ENEM-2001) Uma região industrial lança ao ar
gases como o dióxido de enxofre e óxidos de
nitrogênio, causadores da chuva ácida. A figura
mostra a dispersão desses gases poluentes.
Considerando o ciclo da água e a dispersão dos
gases, analise as seguintes possibilidades:
I. As águas de escoamento superficial e de
precipitação que atingem o manancial poderiam
causar aumento de acidez da água do manancial e
provocar a morte de peixes.
II. A precipitação na região rural poderia causar
aumento de acidez do solo e exigir procedimentos
corretivos, como a calagem.
III. A precipitação na região rural, embora ácida, não
afetaria o ecossistema, pois a transpiração dos
vegetais neutralizaria o excesso de ácido.
Dessas possibilidades,
a) pode ocorrer apenas a I.
b) pode ocorrer apenas a II.
c) podem ocorrer tanto a I quanto a II.
d) podem ocorrer tanto a I quanto a III.
e) podem ocorrer tanto a II quanto a III.
6. (UFPB-2001) Neste ano, o buraco na camada de
ozônio, que aparece periodicamente sobre a Antártica,
está maior, atingindo 28,5 milhões de quilômetros
quadrados. Localizada ao sul do Chile, a cidade de
Punta Arenas está situada sob a área de abrangência
do buraco na camada de ozônio. Por esta razão, seus
habitantes foram alertados a não sair de casa quando
o sol estiver a pino, devendo usar mangas compridas,
óculos escuros e chapéu. (Adaptado de VEJA “Buraco
não, buracão” de 18/10/2000).
a-) Qual a importância da camada de ozônio para o
planeta?
b-) Qual a causa da destruição da camada de ozônio?
c-) Cite uma razão para a recomendação feita à
população de Punta Arenas.
7. (UFPB-2002) Os ecossitemas, tanto naturais
quanto aqueles criados pelo homem, sofrem
constantes modificações, apresentando flutuações
nas densidades populacionais que podem afetar a
estrutura e o funcionamento desses sistemas. Estas
flutuações tendem a se tornar menos intensas em
comunidades mais maduras, proporcionando maior
estabilidade ambiental. A manutenção dessa
estabilidade está diretamente relacionada com a sua
diversidade, tanto biológica, física ou química quanto
com a capacidade de assimilação dos impactos
naturais ou antrópicos.
a-) Explique dois tipos de interferências humanas que
estão afetando a estabilidade ambiental.
b-) Qual a importância da biodiversidade para a
manutenção da estabilidade, do ponto de vista do
fluxo de energia.