Biologia Professor Leandro Gurgel de Medeiros

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1 Biologia de Medeiros

2 ECOLOGIA

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4 Ecologia 1. Definição Do grego "oikos", que significa casa, e "logos", estudo. Estudo da distribuição e abundância das diferentes formas de vida no planeta. Ciência que estuda as interações entre os organismos e seu ambiente. Busca saber onde os seres vivos são encontrados, quantos são encontrados em cada lugar, e porquê.

5 2. Os componentes de um Ecossitema Componentes Bióticos Componentes Abióticos

6 Questão de fixação Observe o esquema abaixo que mostra os componentes de um ambiente onde vivem sapos e depois marque a alternativa que contém os números de componentes bióticos e abióticos, respectivamente: a) 6 e 7. b) 4 e 8. c) 5 e 7. d) 6 e 6. e) 4 e 8

7 3. Os níveis de organização dos seres estudados pela Ecologia Ecologia 3.1) Organismo: Menor nível ecológico; Menor nível de análise. 3.2) População: 3.3) Comunidade: 3.4) Ecossistema: 3.5) Biosfera: Camada da superfície do Planeta Terra onde todos os organismos vivos existem.

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9 Questão 01 (PUC - PR) Em uma floresta ocorrem três espécies de árvores, igualmente bem sucedidas e numerosas. Essas árvores constituem: a) Três populações. b) Um ecossistema. c) Duas comunidades. d) Três comunidades. e) Uma população.

10 Questão 02 (FUVEST) Em um lago, estão presentes diversas espécies de animais, plantas, algas, protozoários, fungos e bactérias. O conjunto desses seres vivos constitui a) uma cadeia alimentar. b) uma comunidade biológica. c) um ecossistema. d) uma população. e) uma sucessão ecológica.

11 Questão 03 (PUC-SP) O conjunto do ambiente físico e dos organismos que nele vivem é conhecido como: a) biótopo b) ecossistema c) biomassa d) bioma e) comunidade

12 Questão 04 Assinale a alternativa CORRETA: a) Em Ecologia, a COMUNIDADE inclui grupos de indivíduos de uma mesma espécie de organismos. b) Em Ecologia, a POPULAÇÃO inclui todos os indivíduos de uma mesma área, pertencentes ou não a várias espécies. c) Em Ecologia, o ECOSSISTEMA é a porção da terra biologicamente habitada. d) Em Ecologia, a BIOSFERA é o conjunto formado pela comunidade de indivíduos vivos e o meio ambiente inerente. e) Nenhuma das anteriores.

13 4. Ecologia de Organismos Conceitos fundamentais acerca da sobrevivência no ambiente físico: I) Ótimo de funcionamento e limites de tolerância; II) Condições e recursos, III) Habitat e nicho.

14 4. Ecologia de Organismos I. Ótimo de funcionamento e limites de tolerância: Reações físico-químicas ocorrência de processos vitais; Ocorrem dentro de limites (térmicos, hídricos...). Mínimo Máximo Ótimo de funcionamento; Reações são mais eficientes (menor gasto energético para ocorrer e maior velocidade); Fatores limitantes. Atividades enzimáticas; Respiração; Crescimento; Progressão pelos ciclos de vida de cada organismo. Organismos ampla faixa de limite de tolerância para uma condição, mas não para outra. Organismos com maior amplitude de limites de tolerância para mais fatores são mais amplamente distribuídos do que organismos com faixas estreitas de tolerância para muitos fatores.

15 4. Ecologia de Organismos II. Condições e Recursos Condições: Podem ser alteradas, mas não consumidas. Ex.: ph, temperatura, umidade e luminosidade. Recursos: São consumidos e, portanto, indisponíveis para outros organismos. Ex.: água, nutrientes, luz, espaço, CO2, O2.

16 Questão 05 Condições e recursos adequados são essenciais para que os seres vivos consigam viver, se desenvolver e se reproduzirem, bem como realizar sua(s) função(ões) biológicas no ambiente. Sobre condições e recursos, marque a alternativa correta quanto aos seus conhecimentos sobre eles, após fazer as relações abaixo. I- Condições II- Recursos ( ) ph ( ) Água ( ) Umidade ( ) Nutrientes ( ) Temperatura ( ) Luz ( ) Luminosidade a) I, II, I, II, I, II, I b) I, II, II, I, I, II, II c) II, I, II, I, I, II, II d) II, I, I, II, I, II, I e) I, I, I, II, II, II,I

17 III) Habitat e nicho Habitat: 4. Ecologia de Organismos É o lugar específico onde uma espécie pode ser encontrada, isto é, o seu "ENDEREÇO" dentro do ecossistema. Exemplo: Uma planta pode ser o habitat de um inseto, o leão pode ser encontrado nas savanas africanas, etc. Nicho Ecológico: Características intrínseca do indivíduo; Limites de tolerância + condições e recursos ambientais; Existem vários tipos de nicho: térmico, alimentar, reprodutivo multidimensional. O nicho é um conjunto de características que informa às custas de que se alimenta, a quem serve de alimento, como se reproduz, etc. Exemplo: a fêmea do Anopheles (transmite malária) é um inseto hematófago (se alimenta de sangue), o leão atua como predador devorando grandes herbívoros, como zebras e antílopes.

18 Questão 06 (Enem 2012) O menor tamanduá do mundo é solitário e tem hábitos noturnos, passa o dia repousando, geralmente em um emaranhado de cipós, com o corpo curvado de tal maneira que forma uma bola. Quando em atividade, se locomove vagarosamente e emite som semelhante a um assobio. A cada gestação, gera um único filhote. A cria é deixada em uma árvore à noite e é amamentada pela mãe até que tenha idade para procurar alimento. As fêmeas adultas têm territórios grandes e o território de um macho inclui o de várias fêmeas, o que significa que ele tem sempre diversas pretendentes à disposição para namorar! Ciência Hoje das Crianças, ano 19, n.º 174, nov (adaptado). Essa descrição sobre o tamanduá diz respeito ao seu a) hábitat. b) biótopo. c) nível trópico. d) nicho ecológico. e) potencial biótico.

19 Questão 07 [Mackenzie 2015] Há espécies de insetos, como por exemplo, o Aedes aegypti em que machos e fêmeas vivem no mesmo esconderijo, porém na hora de se alimentar, a fêmea busca o sangue de outros animais, enquanto que o macho se alimenta de frutas ou outros vegetais adocicados. Assim, podemos afirmar que o macho e a fêmea a) ocupam nichos ecológicos diferentes, porém o mesmo habitat. b) ocupam o mesmo nicho ecológico, porém com habitats diferentes. c) ambos ocupam o mesmo nicho ecológico e o mesmo habitat. d) são consumidores de primeira ordem. e) são consumidores de segunda ordem.

20 5. Estrutura Trófica nos Ecossistemas Cadeias Tróficas lineares, são uma simplificação grosseira do comportamento alimentar dos organismos. Teias Tróficas os ecossistemas possuem inúmeras interações tróficas interconectadas. A sequência das relações tróficas do sistema é chamada cadeia alimentar. O Ecossistema é, portanto, a grande unidade funcional do ambiente, e engloba as comunidades e o ambiente físico. As relações tróficas, a estrutura e os fluxos de energia caracterizam o funcionamento de um ecossistema.

21 Questão 33 [Enem 2011] Os personagens da figura estão representando uma situação hipotética de cadeia alimentar. Suponha que, em cena anterior à apresentada, o homem tenha se alimentado de frutas e grãos que conseguiu coletar. Na hipótese de, nas próximas cenas, o tigre ser bem-sucedido e, posteriormente, servir de alimento aos abutres, tigre e abutres ocuparão, respectivamente, os níveis tróficos de: a) produtor e consumidor primário. b) consumidor primário e consumidor secundário. c) consumidor secundário e consumidor terciário. d) consumidor terciário e produtor. e) consumidor secundário e consumidor primário.

22 Questão 25 [IFSP 2013] Embrapa avalia o peixe Barrigudinho no controle da dengue. Com apenas quatro centímetros de comprimento, o peixe Barrigudinho ou Guaru é a arma da Embrapa na guerra biológica para o controle do mosquito Aedes aegypti, transmissor da dengue e da febre amarela. O Barrigudinho é o astro do Projeto Dengoso, uma ação de cidadania que está sendo implantada no município de Parnaíba, a 348 quilômetros ao norte de Teresina. Analisando a teia alimentar da qual o Barrigudinho ou Guaru faz parte, é correto afirmar que a) a larva do Aedes aegypti ocupa a posição de decompositor na teia alimentar, uma vez que utiliza como alimento os restos existentes no ambiente. b) o Guaru e a barata-d agua ocupam a posição de consumidores primários nesse ecossistema, sendo importantes no controle da população de larvas de mosquito. c) a retirada de sapos e rãs, no entorno de lagoas, diminuiria a quantidade de girinos e esse procedimento também poderia funcionar no controle biológico do Aedes aegypti. d) o uso do Guaru no combate à dengue é um exemplo de controle biológico, pois utiliza um organismo para o controle de pragas, sem alterar o equilíbrio do ecossistema. e) dependendo da cadeia alimentar considerada nesse ecossistema, o Guaru pode ocupar o papel de consumidor secundário, terciário ou até quaternário.

23 Questão 34 [UFMG 2008] Analise este gráfico, em que estão representados dados obtidos em um estudo sobre a cadeia alimentar presente em determinada área: Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que as curvas I, II e III representam, respectivamente, populações de a) capim, gafanhotos e sapos. b) capim, sapos e gafanhotos. c) sapos, capim e gafanhotos. d) sapos, gafanhotos e capim

24 Questão 81 (IFRN 2015) A figura abaixo representa uma cadeia alimentar. Considerando os componentes dessa cadeia, é correto afirmar: A) a transferência de matéria e energia que se inicia no produtor e que chega à serpente independe do número de níveis tróficos anteriores. B) a bactéria quimiossintetizante pode substituir o vegetal quando ambos captam o mesmo tipo de energia luminosa. C) a quantidade de energia transferida a partir do inseto é inversamente proporcional à acumulação de toxinas não biodegradáveis, se existentes. D) a matéria para todos os componentes dessa comunidade biológica independe de fatores bioquímicos e climáticos atuantes na serpente.

25 [UFSM 2011] Observe: Questão 36 Analisando a regulação dos ecossistemas através de cadeias alimentares e poluentes que interferem na estabilidade desses ecossistemas, assinale a afirmativa correta. a) Em uma cadeia alimentar, a quantidade de energia de um nível trófico é sempre menor que a energia que pode ser transferida para o nível seguinte. b) Sem os organismos fotossintetizantes, não haveria, nos ecossistemas, cadeias alimentares como existem hoje, ou seja, baseadas no fluxo de energia proveniente do Sol. c) Consumidores secundários ou terciários, como podem ser as águias, acumulam maiores quantidades de energia química potencial em relação a níveis tróficos inferiores. d) Quando está no meio ambiente, o inseticida DDT segue geralmente um caminho diferente daquele realizado pela energia que circula na cadeia alimentar, usando vias específicas para determinado nível trófico. e) Considerando os problemas que a concentração de poluentes causa ao longo da cadeia alimentar, as espécies dos níveis inferiores dessa cadeia são as mais prejudicadas.

26 5. Estrutura Trófica nos Ecossistemas Bioacumulação: Acúmulo progressivo de substâncias tóxicas nos tecidos dos seres vivos de uma cadeia alimentar; Processo de captação e retenção de uma substância (contaminante) por um organismo a partir de qualquer fonte (água, sedimento, outro organismo), via qualquer rota (dieta, pele).

27 5. Estrutura Trófica nos Ecossistemas

28 5. Estrutura Trófica nos Ecossistemas Alguns grandes "acidentes" ecológicos decorreram de processos de bioacumulação : Hg acumulado em peixes em Minamata (Japão); Doença de Itai-itai, identificada como consequência da introdução de Cd na água, e acumulada nas espécies comestíveis (Japão). Em Maio de 1956, na cidade piscatória de Minamata, no Japão, várias pessoas tiveram sintomas que incluíam convulsões severas, surtos de psicose, perda de consciência e coma, tendo acabado por morrer.

29 Questão 120 Os pesticidas orgânicos foram desenvolvidos a partir da década de 40 do Século XX. Sua grande eficácia contra pragas da lavoura surpreendeu a todos. Por outro lado, sua alta persistência no ambiente resultou, após algum tempo, num grande índice de mortalidade de aves, as quais não entravam em contato direto com esses produtos. Este fato se relaciona ao conceito ecológico de magnificação trófica, que significa: a) degeneração da cadeia alimentar. b) acumulação de resíduos tóxicos nos animais de maior porte, porque estes consomem maior quantidade de alimento. c) aumento gradativo da concentração de produtos tóxicos, de forma crescente, a cada nível trófico da cadeia alimentar. d) uma maior resistência de animais de níveis tróficos inferiores à toxidade desses produtos, em relação a animais que ocupam níveis tróficos superiores. e) aumento gradativo da sensibilidade de animais que ocupem níveis tróficos superiores, em relação a substâncias tóxicas.

30 6. Pirâmides Ecológicas São representações que fornecem informações quantitativas de cadeias alimentares. 6.1) Pirâmide de números: indica a quantidade de indivíduos em cada nível trófico de uma cadeia alimentar.

31 Questão 61 A pirâmide de números abaixo representada diz respeito à estrutura trófica de um determinado ecossistema: Assinale a sequência correta de organismos que corresponde à sequência crescente de algarismos romanos da pirâmide: a) gramíneas, sapos, gafanhotos, gaviões, cobras. b) gaviões, cobras, sapos, gafanhotos, gramíneas. c) gaviões, gafanhotos, gramíneas, sapos, cobras. d) gramíneas, gafanhotos, sapos, cobras, gaviões.

32 6. Pirâmides Ecológicas 6.2) Pirâmide de biomassa: Indica a quantidade de biomassa em cada nível trófico de uma cadeia alimentar. Geralmente é uma pirâmide direita.

33 6. Pirâmides Ecológicas 6.3) Pirâmide de energia: Indica a quantidade de energia em cada um dos níveis tróficos de uma cadeia alimentar. Nunca é invertida! (em kcal.ano-1m-2)

34 Questão 92 (UERJ) O gráfico a seguir é uma pirâmide ecológica e demonstra as relações tróficas em uma comunidade. A alternativa que indica, respectivamente, o tipo de pirâmide e o aumento que ela representa, é: a) de biomassa - do peso seco em função do tamanho dos organismos b) de energia - do teor de calorias, pela maior velocidade de ciclagem c) de energia - das populações de consumidores primários e secundários d) de números - da quantidade de organismos, sem considerar a biomassa

35 Questão 88 (IFRR-2013) A relação entre os diferentes níveis tróficos pode ser representada graficamente através de figuras que lembram pirâmides. Em ecologia, essas representações são conhecidas como pirâmides ecológicas. Elas podem representar número de indivíduos, biomassa ou energia naquele ecossistema. Sobre a construção dessas pirâmides assinale a alternativa correta. A) As pirâmides de biomassa e de número não podem ser representadas de forma invertida. B) A pirâmide de energia só pode ser invertida, porque a energia vem do topo da cadeia. C) A pirâmide que não pode ser representada de forma invertida é a de energia. D) A pirâmide que não pode ser representada de forma invertida é a de biomassa. E) A pirâmide que não pode ser representada de forma invertida é a de número.

36 Questão 35 [UFSCar 2008] A energia luminosa do Sol é transformada, por alguns organismos, em energia química. Nas cadeias alimentares, o fluxo dessa energia é unidirecional. Por outro lado, a matéria que compõe os seres vivos se mantém em quantidades praticamente constantes. Essas duas afirmações se justificam porque a) cada nível trófico capta energia luminosa que é acumulada, assim como a matéria, na passagem dos níveis tróficos, desde os produtores até os decompositores. b) a energia aumenta na passagem de um nível trófico para outro e a matéria reciclada é acumulada. c) a energia flui do último nível trófico para o primeiro por reciclagem, juntamente com a matéria orgânica. d) a energia captada pelos produtores é transferida de um nível trófico para outro, sempre em menor quantidade, até os decompositores, enquanto que a matéria é reciclada. e) a energia dissipa-se apenas pela ação dos decompositores, que reciclam a matéria orgânica

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38 7. Fluxo de Energia nos Ecossistemas As relações de alimentação ligam os organismos numa entidade funcional... (Charles Elton); Animais e plantas, juntos com os fatores físicos de seus arredores, formam uma sistema ecológico. (Tansley, 1935); Ecossistema: uma máquina de transformação de energia. (Lotka no livro Elements of Physical Biology de 1925).

39 7. Fluxo de Energia nos Ecossistemas Sol Fitoplâncton Zooplâncton Decompositor Sol Plantas Macroinvertebrados Peixes Peixes

40 Questão 105 (Mackenzie-SP) Considere o esquema abaixo, que representa uma teia alimentar. I, II, III, IV e V constituem os vários níveis tróficos. Os fungos podem ocupar todos os níveis tróficos acima,exceto: a) I b) II c) III d) IV e) V

41 Princípio Geral da Ecologia Sistemas ecológicos funcionam de acordo com as Leis da Termodinâmica! Propôs uma estrutura conceitual simples onde a transferência de ENERGIA e MATÉRIA, entre os organismos vivos e o ambiente físico, eram os principais descritores da estrutura dos ecossistemas Modelo Universal de Fluxo de Energia Odum (1968)

42 7. Fluxo de Energia nos Ecossistemas Modelo Universal de Fluxo de Energia Os ecossistemas são abertos Energia Nutrientes Odum (1968)

43 7. Fluxo de Energia nos Ecossistemas O fluxo de energia determina a estrutura trófica dos ecossistemas!

44 8. Ecologia de Comunidades Uma comunidade é, portanto, um conjunto de populações de diferentes espécies que coexistem no espaço e no tempo; A ação conjunta de condições e recursos influencia profundamente a composição da comunidade. Em toda relação ecológica há custos e benefícios; Cada indivíduo está olhando os seus próprios interesses; O que importa é manter o benefício líquido positivo. Créditos: Profª Drª Luciana Carneiro

45 8. Relações Ecológicas Harmônicas Intraespecíficas Simbiose; Colônia; Sociedade. Interespecíficas Protocooperação; Comensalismo; Inquilinismo; Epifitismo; Desarmônicas Intraespecíficas Foresia. Parasitismo; Canibalismo; Competição. Interespecíficas Herbivoria; Predatismo; Amensalismo; Competição.

46 8. Relações Ecológicas 8.1 Harmônicas Intraspecíficas 8.1.a) Colônia 8.1.b) Sociedade

47 8. Relações Ecológicas 8.2 Harmônicas Interespecíficas 8.2.a) Simbiose 8.2.b) Protocooperação Relação de exploração mútua! O Saldo é positivo para ambos.

48 8. Relações Ecológicas Colônia Associação anatômica formando uma unidade estrutural e funcional. Ex.: coral-cérebro, caravela. Sociedade União permanente entre indivíduos em que há divisão de trabalho. Ex.: insetos sociais (abelhas, formigas e cupins) A diferença entre as relações ecológicas COLÔNIA e SOCIEDADE é que a primeira há uma dependência anatômica entre os indivíduos, de modo que a colônia só consegue se manter se esses eles se manterem unidos. Já no caso da sociedade há uma independência anatômica e uma divisão social do trabalho (cada um tendo a sua função específica em prol da espécie).

49 Questão 102 (UFRN-2016/Concursos) Os crocodilos, como ilustrado na imagem abaixo, costumam dormir de boca aberta. Essa situação possibilita que os pássaros-palitos aproveitem para se alimentar de restos de comidas e para remover vermes presentes na boca do réptil. Considerando esse cenário, a relação ecológica existente entre o crocodilo e o pássaropalito é denominada A) Harmônica do tipo mutualismo. B) Harmônica do tipo protocooperação. C) Desarmônica do tipo mutualismo. D) Desarmônica do tipo comensalismo.

50 8. Relações Ecológicas 8.2 Harmônicas Interespecíficas 8.2.c) Comensalismo 8.2.d) Inquilinismo / Epifistismo O inquilino obtém abrigo (proteção) ou ainda suporte no corpo da espécie hospedeira. Inquilinismo também pode ser definido como um caso específico do comensalismo.

51 8. Relações Ecológicas 8.2 Harmônicas Interespecíficas 8.2.f) Foresia Seres vivos se utilizam de outros como meio de locomoção. Cracas (crustáceos fixos), que se instalam em organismos móveis (moluscos gastrópodes, por exemplo), fixando-se sobre uma concha.

52 8. Relações Ecológicas 8.3 Desarmônicas Intraespecíficas 8.3.a) Canibalismo 8.3.b) Competição

53 8. Relações Ecológicas 8.4) Desarmônicas Interespecíficas 8.4.b) Herbivoria 9.4.a) Parasitismo Parasitismo: Vespa Cotesia flavipes atacando uma lagarta 8.4.c) Predatismo 8.4.d) Amensalismo A árvore eucalipto (Eucalyptus globulus) secreta algumas substâncias por suas raízes que afetam e impedem o crescimento de todas as plantas que estão ao seu redor. Isso diminui a competição local por água e nutrientes, e concede ao eucalipto a fama de árvore de fácil adaptação.

54 8. Relações Ecológicas 8.4) Desarmônicas Interespecíficas 8.4.a) Competição Exploração do mesmo recurso; Interferência. Ambas têm consequências negativas, pois qualquer uma das espécies cresceria muito mais se estivesse só.

55 9. Sucessão Ecológica A sucessão ecológica refere-se à colonização sucessiva e contínua de um lugar por algumas espécies, acompanhada da extinção de outras, seguindo uma escala temporal. Espécies chegam em um ambiente, causandoo alterações: Quantidade de nutrientes no solo; Microclima; ph; Disponibilidade de água... É criada condições para a chegada de novas espécies; Alterações das comunidades ao longo do tempo. 9.1) Sucessão Primária A sucessão primária ocorre em habitat inicialmente desprovido de qualquer forma de vida. Primeiro ambiente a se instalar em um local estéril (ex.: ilha vulcânica). 9.2) Sucessão Secundária Não passa por todas as etapas da sucessão; SERES E CLÍMAX.

56 Questão 51 Existiu, em uma determinada região, uma lagoa com água límpida contendo apenas plâncton. O acúmulo de matéria fornecida pelo plâncton permitiu que se formasse um fundo capaz de sustentar plantas imersas. Surgiram depois, alguns animais que começaram a povoar a lagoa, e o fundo acumulou detritos e nele se desenvolveram plantas emergentes. A lagoa ficou cada vez mais rasa. Surgiram os juncos nas margens, que foram fechando a lagoa. Ela se transformou num brejo, e a comunidade que o habitava já era bem diferente. Posteriormente, o terreno secou e surgiu um pasto que poderá ser substituído, no futuro, por uma floresta. Este texto apresenta um exemplo de: a) dispersão de espécies. b) sucessão ecológica. c) pioneirismo. d) domínio ecológico.

57 9. Sucessão Ecológica Máximo de desenvolvimento: comunidade CLÍMAX Local estéril comunidades pioneiras ECESE. Aumento da complexidade biológica local Comunidades intermediárias (SERES)

58 Questão 38 [Mackenzie 2014] A Floresta Amazônica é uma floresta do tipo pluvial tropical. As precipitações são bem distribuídas durante todo o ano e as temperaturas são mais ou menos constantes. A respeito dela, são feitas as seguintes afirmações: I. Ela apresenta inúmeros nichos ecológicos. II. Ela é a responsável pela maior parte do gás oxigênio da atmosfera devido à atividade da fotossíntese da vegetação. III. Seu solo é muito rico em nutrientes permitindo a reconstituição rápida da comunidade clímax em caso de desmatamento. IV. Ela representa um ecossistema de grande complexidade no estágio clímax. Estão corretas a) I e II, apenas. b) I e III, apenas. c) I e IV, apenas. d) II e III, apenas. e) II e IV, apenas.

59 9. Sucessão Ecológica Mudanças ocorridas ao longo da sucessão: Aumento da diversidade Há um maior número de seres vivos no habitat. Aumento da biomassa Aumento e complexificação das teias tróficas Diminuição da P.P.L Obs.: Para a biomassa aumentar, PPL > 0, ou seja TF > TR. A comunidade clímax não cresce mais e consome tudo que produz. PPL = 0 PPB = PPL + Respiração PPL = PPB - Respiração

60 9. Sucessão Ecológica

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62 10. Ciclos Biogeoquímicos Todos os elementos químicos naturais apresentam um movimento dinâmico nos ecossistemas transitando constantemente entre o meio físico e os organismos. Biogeoquímica é a ciência que estuda a troca de materiais entre os componentes bióticos e abióticos dos ecossistemas.

63 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.1) Ciclo da Água Ciclo dependente da luz e da temperatura; Ciclo curto: baseado nos estados físicos da água; Ciclo longo: ciclo curto envolvendo os seres vivos. O ciclo da água pode prosseguir com ou sem a presença dos seres vivos, mas a vegetação terrícola pode influenciar e modificar significativamente os fluxos. Quando se derruba uma floresta, há perdas das camadas superficiais dos solos, existindo o empobrecimento de nutrientes e aumento da intensidade das inundações. Outra perturbação importante do ciclo hidrológico será a mudança climática global resultante das atividades antrópicas: aumento da temperatura do planeta, gerando o degelo das calotas. Isso faz com que haja uma mudança nos padrões de precipitação, influenciando na evaporação, na transpiração e no escoamento da água.

64 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.1) Ciclo do Nitrogênio O nitrogênio está presente em enorme quantidade nesses compostos, tendo então que ser incorporado nas teias alimentares a partir dos produtores; Mas como ocorre essa incorporação, tendo em vista que o Nitrogênio é um gás (N2(g))? Não conseguimos capturar nitrogênio do ar, portanto, o modo como o obtemos é através da ingestão dos produtores. Mas essa incorporação ocorre através fixação do nitrogênio. A importância do ciclo do nitrogênio revela-se na sua fixação, quando compreendemos que este elemento é componente essencial de aminoácidos, DNA, RNA clororila, NADH + H+, e vitamina B12, por exemplo.

65 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio A fixação do nitrogênio pode ser biológica, industrial ou natural. A) Biológica: 90% do N é fixado dessa forma. Pode ser também chamado de fixação simbiótica, pois envolve a simbiose entre bactérias e as raízes de plantas. B) Industrial: Processo de elevado custo energético e também elevada poluição, tendo em vista que ocorre utilizando petróleo pelo processo de Haber-Bosch. C) Natural: Através de processos naturais, tais como descargas elétricas, vulcânicas e reções fotoquímicas.

66 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio O foco será na fixação biológica, tendo em vista ser o processo predominante. Bactérias simbiontes entram nos pelos radiculares formando um canal de infecção, aumentando as quantidades de nódulos de fixação.

67 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio Planta hospedeira das bactérias; Ex.: leguminosas (feijão e soja). Bactérias Fixadoras Nitrogênio Leguminosas Água e nutrientes

68 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio Estágios do ciclo AMONIFICAÇÃO NITRIFICAÇÃO DENITRIFICAÇÃO ASSIMILAÇÃO Atmosfera N2 Fixação Rhizobium Solo NH3/NH4+ Nitrossomonas Nitrobacter NO2- NO3- Absorção Lixiviação

69 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio As 4 Etapas do ciclo 1ª) Amonização: Organismos mortos serão decompostos por bactérias e fungos saprófitos. Haverá a formação do amônio. NH 3 + H 2 O (do solo) NH OH - 2ª) Fixação: - A fixação do nitrogênio atmosférico, assim como a do nitrogênio dissolvido na água, é feita por cianobactérias e algumas micorrízas (fungos que vivem em associação com raízes); - As bactérias simbióticas mais importantes em termos quantitativos de fixação são as do gênero Rhizobium; - Quando as leguminosas morrem, sua decomposição libera amônia ou amônio. N 2 + 6H 2NH 3 (pela ação da enzima nitrogenase).

70 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio As 4 Etapas do ciclo 3ª) Nitrifização: - As bactérias importantes para o processo de nitrificação são as do gênero Nitrossomonas; - Esse processo é de produção de energia; - As bactérias nitrificantes são quimiossintetizantes. Mas o nitrito (2NO 2- ) é tóxico para as plantas, sendo necessário ter de ser convertido em nitrato. - O processo de Nitrificação compreende a Nitrosação e a Nitratação: 2NH 3 + 3O 2 2HNO H 2 O + energia (nitrosação Nitrossomomas); 2NHO 2 2NO H + (nitratação); 2NO 2- + O 2 2NO O nitrato(no 3- ) é a forma sob a qual quase todo o nitrogênio de move do solo para o interior das raízes.

71 10. Ciclos Biogeoquímicos 10.2) Ciclo do Nitrogênio As 4 Etapas do ciclo 4ª) Desnitrificação: Bactérias do gênero Pseudomonas (anaeróbias) são responsáveis por este processo; O nitrito, é convertido em nitrato, que é convertido em N2, fechando o ciclo, retornando a atmosfera. Óxido nitroso (Gás estufa) Esta é a única transformação (irreversível) que remove nitrogênio dos ecossistemas e o devolve para atmosfera.

72 10.2) Ciclo do Nitrogênio 10. Ciclos Biogeoquímicos O nitrogênio e obtido pelos animais, através da ingestão de matéria orgânica nitrogenada, nas das cadeias alimentares (tróficas).

73 10.3) Ciclo do Carbono 10. Ciclos Biogeoquímicos Predominantemente gasoso; As forças opostas da fotossíntese e da respiração governam o ciclo global do carbono; Tais processos mantêm o planeta equilibrado. A quebra da sinergia ocorre com a combustão em excesso dos combustíveis fósseis, aumentando a liberação de CO2.

74 10.4) Ciclo do Oxigênio 10. Ciclos Biogeoquímicos Liberação de O2 fitoplâncton (o verdadeiro pulmão do mundo ); Respiração absorção de O2; Qual a relação com o ciclo da água?

75 10.5) Ciclo do Fósforo 10. Ciclos Biogeoquímicos Os principais estoques de fósforo estão na água do solo, rios, lagos e oceanos, rochas e sedimentos oceânicos; É um ciclo aberto, pois há a tendência de o fósforo mineral ser transportado do continente (rios) para os oceanos.

76 11. Poluição Agentes físicos ou substâncias químicas causando desequilíbrios em um ambiente; Os desequilíbrios ambientais causados pelo homem têm associação direta com algum tipo de poluição; 11.1) Poluição atmosférica: agravamento do efeito estufa, diminuição da camada de ozônio, inversão térmica, chuva ácida, monóxido e particulados. 11.2) Poluição hídrica: eutrofização e magnificação trófica.

77 11. Poluição 11.1) Poluição atmosférica: Poluentes atmosféricos são gerados por indústrias, automóveis, queimadas e incineração de lixo doméstico, prejudicando todos os ecossistemas. EFEITO ESTUFA: Os gases estufa estão entre 10 e 12 Km de altitude na estratosfera; Eles geram retenção de calor na terra devido a radiação infravermelha; Vantagens: Propicia a temperatura ideal para a manutenção da vida; Mantém estável o ciclo da água! O problema é o agravamento! Gera o aumento da temperatura média do planeta, desregulando o ciclo da água, e os ecossistemas aquáticos e terrestres.

78 11. Poluição Poluentes atmosféricos Qualquer substância presente no ar que venha causar algum dano a saúde das pessoas, ou que cause males a fauna e a flora.

79 11. Poluição Material particulado Conjunto de poluentes: fumaça, poeira e substâncias (sólidas ou líquidas) em suspensão no ar. Principais fontes: veículos, processos industriais, queima de biomassa. Geram reações inflamatórias no sistema respiratório.

80 11. Poluição Chuva ácida

81 11. Poluição Ozônio Originado naturalmente na estratosfera; É benéfico contra os RUV; CFCs reagem com o ozônio, diminuindo a espessura da camada; Afeta as plantas, animais, pessoas. Irritação ocular e problemas respiratórios.

82 11. Poluição CO; Monóxido de Carbono Indústrias que consomem carvão mineral, fumaça de cigarro, veículos; Porque o CO é perigoso e extremamente tóxico? Prevenção contra a contaminação ou morte por asfixia?

83 11. Poluição Madrugadas de inverno: ar próximo ao solo torna-se muito frio; Não há formação de corrente de ar como nos dias normais pelo não aquecimento do ar; Impedimento da dissipação de poluentes; Afeta grandes centros industrializados. Inversão térmica Esse fenômeno se intensifica durante o inverno, pois nessa época do ano, em virtude da perda de calor, o ar próximo à superfície fica mais frio que o da camada superior, influenciando diretamente na sua movimentação. O índice pluviométrico (chuvas) também é menor durante o inverno, fato que dificulta a dispersão dos gases poluentes.

84 11. Poluição É um fenômeno natural? Inversão térmica Sua intensificação e seus efeitos nocivos se devem ao lançamento de poluentes na atmosfera; Como minimizar os efeitos da inversão térmica? Entre as possíveis medidas para minimizar os danos gerados pela inversão térmica estão a utilização de biocombustíveis, fiscalização de indústrias, redução das queimadas e políticas ambientais mais eficazes.

85 11. Poluição 11.1) Poluição Hídrica: Contaminação da água com substância que interferem na saúde das pessoas e animais, na qualidade de vida e no funcionamento dos ecossistemas. Magnificação trófica (assunto já ministrado) e Eutrofização. Eutrofização Lançamento de dejetos em rios, lagos e mares havendo um aumento exagerado da quantidade de nutrientes orgânicos no ambiente aquático; Geralmente devido ao lançamento excessivo de esgoto; Morte de animais.

86 Eutrofização 11. Poluição Nº de decompositores aeróbios Excesso de M.Orgânica [O2] Seus produtos metabólicos resultam em um excesso de M. Inorgânica e redução do O2 na água. O aumento na população de algas (autótrofas-fitoplâncton) evita a passagem da luz. Bactérias cujos produtos metabólicos exalam mau cheiro

87 Questão Extra (Biólogo CODERN- 2005) A eutrofização pode ser definida como o aumento da disponibilidade de nutrientes, principalmente fosfatos e nitratos, no ambiente aquático. Esse processo provoca, nos ecossistemas costeiros, alterações que podem resultar em: A) mudança da composição das espécies, com diminuição da biodiversidade. B) invasão de espécies menos resistentes às intempéries ambientais. C) tendência de diminuição do desenvolvimento das biomassas algais. D) redução dos níveis de clorofila, com consequente queda da produção primária.

88 Questão Extra (Biólogo CODERN- 2005) Em alguns casos, a eutrofização pode levar à grande proliferação de dinoflagelados (protistas fotossintetizantes), causando o fenômeno conhecido como maré vermelha, devido à coloração que esses organismos conferem à água. As marés vermelhas causam a morte de milhares de peixes, principalmente porque os dinoflagelados A) competem com eles pelos recursos alimentares, a partir dos quais geram produtos tóxicos. B) liberam uma quantidade excessiva de oxigênio, tornando o meio tóxico para os peixes. C) levam ao rompimento dos seus vasos sanguíneos, o que faz com que a água se torne tóxica. D) competem com eles pelo oxigênio, além de liberarem substâncias tóxicas na água. Obs.: ao analisar a resposta correta da questão, ao contrário, do que é descrito em alguns sites e até mesmo livros didáticos, as algas dinoflageladas não realizam a relação de amensalismo, pois os produtos tóxicos gerados são a partir do consumo de recursos alimentares, e não pelo fato dessas algas terem um composto antibiótico. O que ocorre entre essas algas e os demais seres vivos existentes é uma competição pelos recursos.

89 12. Biomas Brasileiros Conjuntos de vida (vegetal e animal) com agrupamentos de vegetação contíguos e identificáveis em escala regional com condições geoclimáticas similares e história compartilhada de mudanças, o que resulta numa diversidade biológica própria. 12.1)Amazônia; 12.2) Cerrado; 12.3) Mata Atlântica; 12.4) Pampas; 12.5) Caatinga; 12.6) Pantanal.

90 12. Biomas Brasileiros De forma geral, um bioma pode ser definido como um tipo mais amplo de comunidade ecológica; Os padrões de clima são largamente responsáveis pela formação de comunidades com conjuntos de plantas e animais característicos. Por que as regiões com maior umidade, radiação solar e temperaturas mais altas são as mais diversas? Maior produtividade primária!; Mais energia para sustentar as populações maiores e cadeias tróficas mais longas. Amazônia Cerrado Mata Atlântica Pampas Caatinga Pantanal

91 Questão 115 O termo bioma pode ser conceituado como: a) O conjunto formado por seres bióticos e abióticos que interagem entre si, formando um sistema equilibrado. b) O agregado de seres vivos que dependem um dos outros para sobreviver. É dividido em: produtores, consumidores e decompositores. c) O conjunto composto por todos os seres vivos do planeta, exceto as plantas e as algas, que formam a flora. d) O conjunto de vida vegetal e animal presentes em um ambiente que possui condições naturais parecidas e que historicamente foi influenciado pelo mesmo processo de formação. e) A camada do planeta Terra que abriga a vida. Abrange parte da litosfera, hidrosfera e da atmosfera.

92 Questão 116 Os principais biomas brasileiros são: a) Amazônia, Cerrado, Mata Atlântica, Pampas, Caatinga e Pantanal. b) Mata de Galeria, Cerrado, Amazônia, Pantanal e Igapó. c) Biomas costeiros, Campos, Pampas, Pradarias e Mata Atlântica. d) Manguezal, Pradarias, Amazônia, Caatinga, Cerradão e Campo sujo. e) Mata de Várzea, Mata dos Cocais, Mata de Araucárias, Pantanal e Cerrado.

93 12.1)Amazônia 12. Biomas Brasileiros O maior bioma terrestre do planeta (a maior floresta do planeta com km²); Representa 35% das florestas de todo o mundo; A maior diversidade de todos os continentes (metade das espécies de aves conhecidas, maior biodiversidade de insetos, possui mais espécies de peixe que o oceano Atlântico); Compreende 9 países da América Latina (Brasil, Paraguai, Bolívia, Peru, Equador, Colômbia, Venezuela, Guiana Francesa e Suriname; Florestas ombrófilas (sem a ausência de umidade durante o ano com mm/ano até mm/ano de chuva) densas e abertas, com árvores de médio e grande porte, como bromélias e orquídeas; A bacia hidrográfica do Amazonas ocupa uma área de km²; Diversos ecossistemas interagem em equilíbrio (clímax) numa floresta tropical úmida.

94 12.1)Amazônia 12. Biomas Brasileiros Desmatamento: Para agropecuária; Extração de madeira; Ocupação; Mineração: Para a exploração de principalmente de ferro, cassiterita, bauxita e ouro; Queimadas: Para formação de pastagens, abertura de estradas... CONSEQUÊNCIAS: Sensível alteração do ciclo de nutrientes da floresta, abalando os fatores que a mantém. Obs.: Em menos de 30 anos, uma área maior que a França foi destruída.

95 12.2) Cerrado 12. Biomas Brasileiros Segundo maior bima brasileiro, abrangendo 22% do território nacional (MG, MT, GO, e pequenas áreas em SP, PI, MA, PR, RO, RR; Savana brasileira : árvores e arbustos tortuosos, espaçados; Riqueza de espécies: 320 mil; Flor do Ipê (símbolo nacional e muito comum no Cerrado); Clima: tropical, com precipitações anuais acima de 1.000mm; Duas estações climáticas distintas: inverno seco e verão chuvoso; A fisionomia semiárida não é devido a deficiência de água (raízes com 18m); É devido ao solo pobre em nutrientes (solo antigo, intempeirizado, ácido, com elevada [Al]).

96 12.2) Cerrado 12. Biomas Brasileiros Ocupado durante décadas para pecuária extensiva; Década de 70: ocupação efetiva do Cerrado, com a para exportação); plantação de monoculturas (soja Incentivada pelo governo federal, a ocupação causou e causa ainda hoje problemas na biodiversidade do Cerrado; Implantação de grandes fazendas com a inserção de novas tecnologias (de forma descontrolada); CONSEQUÊNCIAS: Desmatamento das árvores originais, erosão, contaminação do lençol freático pelo uso de agrotóxicos, queimadas, assoreamento de rios pela destruição da mata ciliar. A degradação em geral, causa alterações irreversíveis no bioma, que vai perdendo suas características.

97 12.3) Mata Atlântica 12. Biomas Brasileiros Cobria Km², da costa do Rio Grande do Norte ao Rio Grande do Sul. Reúne formações vegetais diversificadas e heterogêneas: 3 tipos de florestas: Ombrofilas densas ao longo da costa; Semideciduais e deciduais interior do Nordeste, Sudeste, Sul e partes do Centro-Oeste; Ombrófilas Mistas pinheirais do Sul do Brasil. Grande biodiversidade: + de 800 spp de aves, 180 anfíbios e 131 mamíferos;

98 12.3) Mata Atlântica 12. Biomas Brasileiros DEGRADAÇÃO É a mais devastada das florestas brasileiras: No período colonial: No Nordeste) destruída para a cultura canavieira; No Sudeste para cultura cafeeira. Sul e no Sudeste: mais preservada Serra do Mar. Extrativismo vegetal: jacarandá, cedro e palmito. Turismo predatório; Elevado índice de poluição da costa brasileira; Uso e ocupação das terras agricultura, pastagens e silvicultura. Infra-estrutura urbana, portuária, turismo e lazer. Da Mata Atlântica do séc. XVI O que restou nos dias de hoje.

99 12.4) Pampas 12. Biomas Brasileiros Também conhecido como Campos Sulinos ou Campanha Gaúcha; Vegetação de composição herbácea (gramíneas e espécies vegetais de pequeno porte não ultrapassando os 50 cm de altura); A área do Pampa no Brasil é de, aproximadamente, km² (2% do território brasileiro); Se estende por partes de vários outros países da América do Sul, como o Chile, a Argentina, o Paraguai e o Uruguai; O clima ameno (subtropical), com temperaturas médias anuais que não costumam ultrapassar os 20ºC; As estações do ano são muito bem definidas e as chuvas bem distribuídas ao longo da sucessão dos meses.

100 12.4) Pampas 12. Biomas Brasileiros Degradação: Campos naturais intensamente alterados pelo pastoreio, uso e ocupação das terras em atividades agrícolas, com a pecuária.

101 12.5) Caatinga 12. Biomas Brasileiros Estende-se pelo nordeste oriental (sul do Piauí e norte de Minas Gerais); Clima semi-árido, chuvas irregulares,estações do ano não muito bem definidas: uma quente e seca, e outra quente e úmida (irregularidade das chuvas somando a circulação de massas de ar na região). O cenário árido é uma descrição da Caatinga (na língua indígena = Mata Branca) - Inverno - período prolongado de seca; Solo da zona da Caatinga- rico em sais minerais e paupérrimo em matéria orgânica devido a intensa luminosidade e calor, carbonizam a matéria orgânica, dificultando sua decomposição; As plantas - raízes superficiais para o máximo de absorção destas águas; Vegetação- arbustos tortuosos que perdem as folhas na estação seca, cactáceas e bromeliáceas, e por vegetação rasteira que surge na estação chuvosa.

102 12. Biomas Brasileiros 12.5) Caatinga Degradação: Iniciou-se com a pecuária no século XVII; Principais processos de degradação da caatinga: Grandes latifúndios: - desmatamento da vegetação nativa; controle dos recursos naturais por grandes grupos econômicos, com destaque para recursos hídricos; Êxodo rural; desertificação de grandes áreas. Prospecção e exploração de lençóis d água subterrâneos e de combustíveis fósseis (petróleo e gás natural); Contaminação de recursos d água superficiais; Desmatamento; Siderúrgicas, olarias e outras indústrias (corte da vegetação nativa para produção de lenha e carvão vegetal); Desertificação; Formação de pastagens: devastação da cobertura vegetal; perda progressiva da matéria orgânica do solo; erosão. Irrigação e drenagem; Salinização do solo (processos de irrigação), - a água evapora mais em alguns locais deixando apenas o sal no solo, que, por sua vez reage com os minerais existentes neste, promovendo reações químicas que dificultam a adaptação de algumas espécies ao mesmo. Quanto mais espécies são retiradas, mais o solo fica desprotegido, livre à ação da chuva forte, dos ventos e do sol, promovendo assim a desertificação, contaminação do solo por agrotóxicos e assoreamento dos açudes.

103 12.6) Pantanal 12. Biomas Brasileiros Pantanal é uma das maiores biodiversidades do planeta ; Reúne diversos ecossistemas e tem catalogado 80 espécies de mamíferos, 50 de répteis; 263 de peixes e 650 de aves; Abriga diversos animais ameaçados de extinção: - o tamanduábandeira e a arara azul; Sua baixa declividade faz com que ele se comporte como uma "esponja", retendo a água que chega pelos rios da Bacia do Alto Paraguai, liderando-a lentamente para a parte sul (Feixo dos Morros); Clima quente e úmido no verão, com temperatura média de 32ºC, e frio e seco no inverno, com média em torno de 21o C, considerada baixa para a região; De junho a outubro é a época de seca e o período das cheias vai de novembro a maio. As chuvas se concentram nos meses de dezembro e janeiro. A média de chuva anual no pantanal é de a milímetros.

104 12.6) Pantanal 12. Biomas Brasileiros Economia do Pantanal Uma das principais atividades econômicas do Pantanal é a pecuária. Nas regiões de planícies, cobertas por formação vegetal de gramíneas (alimentação para o gado), estão estabelecidas diversas fazendas de gado. Há também a atividade da pesca, uma vez que é grande a quantidade de rios e de peixes na região pantaneira. O turismo também tem se desenvolvido muito na região. Desmatamento De acordo com dados do ano de 2009, 15,4% da vegetação nativa (original) do pantanal já havia sido desmatada. Dos km² da área original do pantanal, km² (84,6%) encontra-se preservada. O pantanal é o segundo bioma mais preservado do Brasil, ficando atrás apenas da Amazônia Legal (84,96% preservada - dado de 2013). Curiosidades: Animais do Pantanal em risco de extinção: cervo-do-pantanal, tuiuiú e capivara. Você sabia que a maior planície inundável do mundo é o pantanal matogrossense?

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