CURSINHO POPULAR LAUDELINA DE CAMPOS Biologia Aula 8 ECOLOGIA CADEIAS ALIMENTARES

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1 CURSINHO POPULAR LAUDELINA DE CAMPOS Biologia Aula 8 ECOLOGIA CADEIAS ALIMENTARES Como visto na última aula, as interações ecológicas geralmente são definidas em termos de pares de indivíduos. Mas nenhum par de competidores ou de predador-presa existe isolado na natureza. Todos eles interagem com outros competidores, predadores, e recursos alimentares dentro de sua comunidade, formando cadeias ou teias de interações. Uma cadeia muito importante para entender as relações entre os organismos e a produção e consumo de energia no ecossistema é a cadeia alimentar. CADEIAS E TEIAS ALIMENTARES Vamos considerar as plantas, organismos fotossintetizantes que convertem luz, gás carbônico, água e sais minerais em oxigênio e energia. A fotossíntese é um dos processos básicos de entrada de energia no ecossistema e as plantas são consideradas como capazes de produzir seu próprio alimento, por isso são chamadas de produtores ou organismos autótrofos (autos: próprio e trophos: alimento). Além das plantas, algas e bactérias quimiossintetizantes também são produtores. Já os animais são incapazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese e precisam obter energia ao se alimentar de outros organismos. Por essa razão, são chamados de consumidores ou heterótrofos (heteros: outro, trophos: alimento). Os consumidores podem ser divididos em primários (quando consomem os produtores) ou secundários (quando se alimentam dos consumidores primários). Os onívoros podem participar tanto como consumidores primários, quanto como secundários, pois se alimentam de vegetais e animais (por exemplo, o homem). Por fim, a matéria morta decorrente dos produtores e dos consumidores é degradada pelos decompositores, que incluem fungos, bactérias e outros.

2 Cadeia alimentar: percurso de matéria e energia no ecossistema via relações alimentares, iniciando-se com os produtores (autótrofos) e terminando nos decompositores. Em uma cadeia alimentar, cada elo é denominado nível trófico. Assim, as plantas correspondem ao 1º nível trófico por serem a base da cadeia, os herbívoros são o 2º nível trófico e os carnívoros são o 3º nível ou algum nível superior, a depender de sua posição na cadeia alimentar. Esquema de uma cadeia alimentar. A planta é o primeiro nível trófico, o gafanhoto o segundo e o sapo o terceiro. Fonte: Toda Matéria. Agora que entendemos o conceito de cadeia alimentar, é preciso lembrar que o gafanhoto pode comer mais de uma espécie de planta e o sapo pode comer outros animais além do gafanhoto. Ou seja, de modo geral, um mesmo indivíduo pode se alimentar de diferentes tipos de presas e, por isso, as cadeias alimentares se conectam em grandes teias.

3 Esquema de uma teia alimentar. Fonte: Brasil Escola. No esquema acima, a coruja pode ser tanto consumidora secundária quanto terciária. Quando se alimenta do coelho, que é um consumidor primário porque se alimentou da planta, a coruja atua como como consumidora secundária. Mas quando ela se alimenta da serpente, exerce o papel de consumidora terciária, pois a serpente é a consumidora secundária que se alimentou do coelho. É importante notar que as plantas são sempre produtoras. Teia alimentar: conexão de diferentes cadeias alimentares em um determinado ecossistema. FLUXOS DE MATÉRIA E ENERGIA Ao longo da cadeia alimentar, ocorre o fluxo de matéria e de energia. Enquanto a matéria é reciclada, a energia se perde. O processo de transferência de energia começa pelo sol, que em geral é a principal fonte primária de energia para os ecossistemas. A energia solar é captada e transformada pelos produtores em biomassa (matéria) e em energia química nas moléculas de glicose. Ao se alimentarem dos produtores, os herbívoros adquirem matéria e energia. Parte dessa energia é armazenada no corpo dos herbívoros e a outra parte é utilizada na respiração para a realização de atividades vitais, como locomoção, procura por alimento, reprodução e defesa. Assim, para o próximo nível trófico (o dos carnívoros), a quantidade de energia disponível é menor do que a incialmente presente

4 nas plantas consumidas. Por essa razão, para manter um carnívoro são necessários vários herbívoros e para alimentar um herbívoro são necessárias várias plantas, gerando uma estrutura de pirâmide de biomassa. Já a matéria é constantemente reaproveitada e flui de forma cíclica. A matéria acumulada no corpo dos organismos ou eliminada como dejetos é degradada pelos decompositores em água e nutrientes, tornando-se novamente disponível para os produtores que as utilizam na fotossíntese. Pirâmides de energia e biomassa em cadeias alimentares. A energia se perde ao longo da cadeia alimentar, fazendo com que a biomassa total diminua à medida que o nível trófico aumenta. Fonte: Portal Ciência Viva. EFEITOS DA PERDA DE ESPÉCIES A perda de espécies em uma comunidade pode ter efeitos importantes sobre o funcionamento do ecossistema. A remoção de um predador, por exemplo, pode levar ao aumento da abundância de sua presa na comunidade por meio de efeitos diretos. No entanto, existem ainda efeitos indiretos que podem levar a resultados inesperados da perda de espécies. Por exemplo, a remoção de um predador pode diminuir a densidade de uma presa porque esse mesmo predador também consumia competidores dessa presa. Pensando em um exemplo prático: em várias ilhas, populações invasoras de gatos ameaçam aves nativas, pois os gatos se alimentam das aves. Uma estratégia de

5 manejo simples para conservar as aves seria eliminar os gatos. Mas, além de comerem as aves, os gatos também se alimentam de ratos na ilha. Considerando que os ratos competem com as aves e também as predam, a remoção dos gatos pode aliviar a pressão sobre os ratos e não diminuirá a pressão sobre as aves. Em uma teia alimentar, efeitos indiretos que têm recebido grande atenção são os que caracterizam uma cascata trófica. Na cascata trófica, um predador reduz a abundância de sua presa e isso cascateia para baixo, fazendo com que o alimento da presa aumente em abundância. Ou seja, considerando a figura da teia alimentar, é como se um aumento na população de corujas fizesse com o que número de coelhos na comunidade diminuísse e, com isso, a população de plantas consumidas pelos coelhos aumentaria. Por isso, é importante considerarmos que as interações entre os indivíduos estão conectadas na natureza e que nossas decisões sobre uma espécie podem afetar várias outras de formas inesperadas e nem sempre positivas. Cascata trófica: efeito indireto que um nível trófico exerce nos demais níveis tróficos por meio de efeitos em níveis intermediários. BIOACUMULAÇÃO Alguns compostos químicos podem ser absorvidos pelos organismos e se acumular em seus corpos. Esse processo pode ocorrer de forma direta, quando as substâncias são assimiladas diretamente do meio ambiente (solo, água) ou de forma indireta pela ingestão de alimento que contém essas substâncias. Quando o acúmulo ocorre em um único nível trófico e representa o aumento da concentração de uma substância nos tecidos ou órgãos dos organismos, o processo é chamado bioacumulação. Quando as substâncias são absorvidas pelos organismos em concentrações mais elevadas do que o ambiente circundante, o processo é chamado bioconcentração. Por fim, quando o acúmulo ocorre entre os diferentes níveis da teia alimentar, é chamado biomagnificação. Neste último caso, a concentração dos compostos nos níveis tróficos superiores (como os consumidores secundários) é sempre maior do que nos níveis basais (como produtores). As substâncias bioacumuladas geralmente são solúveis em gorduras e podem se fixar nos tecidos dos seres vivos. Além disso, essas substâncias não são biodegradáveis

6 ou não são metabolizadas. Exemplos comuns de compostos acumuláveis são inseticidas e pesticidas, assim como metais pesados (chumbo, mercúrio e outros). Para saber mais sobre um caso interessante de biomagnificação, acesse: SUCESSÃO ECOLÓGICA A diversidade de espécies em uma teia alimentar depende da diversidade da comunidade naquele ecossistema. Em geral, a diversidade de espécies está associada ao nível de sucessão ecológica do ambiente. Sucessão ecológica é o conjunto de alterações progressivas no ecossistema que resultam da ação contínua de fatores ambientais sobre os organismos e da reação dos organismos sobre os ambientes. Durante esse processo, a comunidade muda em termos de composição (quais espécies estão ali) e complexidade. A sucessão ecológica pode ser classificada em dois tipos: 1. Sucessão primária: ocorre em ambientes que nunca foram ocupados por uma comunidade. É o caso, por exemplo, da colonização de afloramentos rochosos e lavas vulcânicas. Os ambientes onde ocorrem as sucessões primárias são muito desfavoráveis à vida e os seres vivos capazes de se instalar ali devem ser pouco exigentes. As espécies capazes de se estabelecer em nessas condições severas são chamadas de espécies pioneiras. Um exemplo clássico de organismos pioneiros são os líquens, formados pela associação de algas ou cianobactérias com fungos. Os líquens conseguem se estabelecer em rochas e liberam ácidos que desagregam o substrato e formam uma pequena camada de solo. Várias camadas de líquen formam um tapete que enriquece o solo e permite o acúmulo de água e sais minerais. A melhoria das condições permite o estabelecimento de plantas de pequeno porte, como musgos, seguidas por plantas de maior parte e por

7 animais, como insetos e moluscos. Ao longo do processo, a variabilidade das condições ambientais diminui e a complexidade estrutural e funcional do ecossistema aumenta. 2. Sucessão secundária: ocorre em ambientes em que uma comunidade já tinha existido anteriormente. Nesse caso, o local já conta a presença de matéria orgânica para o desenvolvimento da nova comunidade. Exemplos desse tipo de sucessão incluem áreas desmatadas e clareiras. Em ambos os tipos de sucessão, além do aumento da complexidade das teias de interação e do aumento da biomassa total, ocorrem outras mudanças importantes no ecossistema. A produtividade bruta (quantidade total de matéria orgânica produzida no sistema) aumenta, mas a produtividade líquida é quase zero, já que a comunidade consome quase toda a matéria orgânica que produz. Nas comunidades pioneiras, por outro lado, a produtividade líquida é positiva (há maior produção do que consumo de matéria orgânica) e o excedente é utilizado no desenvolvimento da sucessão. Esquema de sucessão ecológica em florestas de zonas temperadas. Fonte: Estudo Prático.

8 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS A utilização constante da matéria orgânica produzida durante a sucessão ecológica só é possível graças aos ciclos biogeoquímicos. Nesses ciclos, elementos como carbono, oxigênio e nitrogênio passam dos seres vivos (bio) para o ambiente, seja ele terrestre, aquático ou atmosférico (geo), transformando-se durante o processo (químico). A existência dos ciclos biogeoquímicos é extremamente importante para o funcionamento dos ecossistemas, pois o uso constante, sem reposição, de elementos essenciais para os seres vivos levaria ao esgotamento de recursos e à morte dos indivíduos. Ações humanas podem alterar os ciclos biogeoquímicos ao adicionar ou retirar nutrientes do sistema. É o caso, por exemplo, da fertilização em áreas agrícolas. Com a fertilização, uma grande quantidade de nitrogênio e fósforo é adicionada ao solo. O excedente pode se acumular no solo ou ser levado para corpo d água, ocasionando problemas ecológicos, como a eutrofização. Para saber mais sobre ciclos biogeoquímicos, acesse: BIORREMEDIAÇÃO Em casos de contaminação do ambiente terrestre ou aquático por poluentes, o funcionamento do ecossistema pode ser alterado e grande parte da comunidade destruída. Nessas situações, organismos vivos do próprio local (ou de locais diferentes) podem ser utilizados para acelerar a recuperação do ambiente e favorecer a sucessão ecológica. O processo em que organismos vivos, como bactérias, fungos e plantas, são utilizados para remover ou reduzir contaminações no ambiente é chamado de biorremediação. Para saber mais sobre biorremediação, acesse: