Disciplina: Estudos ambientais. Aula 02 Sistemas Naturais Prof. Rodrigo Coladello

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1 Disciplina: Estudos ambientais Aula 02 Sistemas Naturais Prof. Rodrigo Coladello

2 Conteúdo da aula Ecologia e suas classificações Ecossistemas: Conceitos básicos. Ecossistemas aquáticos. Fatores Abióticos e Bióticos dos ecossistemas. Interação entre seres vivos.

3 Conceitos básicos para a aula ESPÉCIE - é o conjunto de indivíduos semelhantes (estruturalmente, funcionalmente e bioquimicamente) que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis. Ex.: Seres humanos. POPULAÇÃO - é o conjunto de indivíduos de mesma espécie que vivem numa mesma área em um determinado período. Ex.: 10 mil pessoas vivendo numa cidade em 2015, etc.

4 Conceitos básicos para a aula COMUNIDADE OU BIOCENOSE - é o conjunto de populações de diversas espécies que habitam uma mesma região num determinado período. Ex.: seres de uma floresta, de um rio, de um lago de um brejo, dos campos, dos oceanos, etc. ECOSSISTEMA OU SISTEMA ECOLÓGICO - é o conjunto formado pelo meio ambiente físico (formado por fatores abióticos como: solo, água, ar) + a comunidade (formada por componentes bióticos - seres vivos) que com o meio se relaciona.

5 Ecologia Conceito: Provém do grego Oikós (casa), e logos (estudo). Portanto, ecologia significa, literalmente a Ciência do Habitat. Pode ser classificada em: Autoecologia; Sinecologia.

6 Autoecologia Trata-se do estudo do organismo em sua individualidade ou de uma determinada espécie. Geralmente são observados: O comportamento dos indivíduos e sua adaptação ao meio ambiente. Exemplo: Analisar a relação entre um Leucena (Leucaena leucocephala) com o quadro ecológico em que o mesmo encontra-se inserido.

7 Leucena (Leucaena leucocephala.) É uma planta nativa da América central. Fácil adaptação no Brasil central. É uma leguminosa perene, altamente palatável para o gado e tolerante à períodos de estiagem prolongada. Pode chegar até 3 metros de altura. Palatável: Agradável ao paladar.

8 Sinecologia Quando o estudo aborda os grupos de organismos, dos quais encontram-se associados uns aos outros, formando uma unidade. Exemplo: Quando o estudo aborda a floresta em que se encontram as leucenas, então ele é considerado um estudo sinecológico.

9 Ecossistema: Princípios e conceitos Definição geral: Toda unidade que inclua na totalidade dos organismos (comunidade) de uma determinada área, interagindo com o ambiente físico, onde a energia permeia pela cadeia trófica e pelos ciclos dos materiais.

10 Ecossistema: Princípios e conceitos Do ponto de vista trófico (alimento), o ecossistema é dividido em: Componente autotrófico (aqueles que produzem o próprio alimento através da fixação da luz, de substâncias inorgânicas simples (água) e elaboração de substâncias complexas (glicose, aminoácidos, etc.); Dióxido de carbono Água Glicose Oxigênio

11 Ecossistema: Princípios e conceitos Componentes heterotrófico: são organismos incapacitados de elaborar o próprio alimento. Portanto, necessitam adquiri-los através do hábito alimentar (ingestão, digestão e absorção). Exemplo: os invertebrados e os vertebrados. Absorção: ocorrem com seres que não possuem sistema digestivo.

12 Ecossistema: Princípios e conceitos Desta forma, um ecossistema é composto pelos seguintes elementos: 1. Substâncias inorgânicas (C, N, CO2, H2O, etc.) envolvidas nos ciclos dos materiais; 2. Compostos orgânicos (proteínas, hidratos de carbono, lipídeos, substâncias húmicas, etc.); Lipídeos: Biomoléculas compostas por Carbono, Hidrogênio e Oxigênio.

13 Ecossistema: Princípios e conceitos 3. Regime climático (temperatura, umidade, etc.); 4. Produtores: organismos autotróficos, em grande maioria plantas verdes, capazes de produzir o próprio alimento através de substâncias inorgânicas simples (ex: H2O); 5. Macroconsumidores: Organismos heterotróficos como animais, dos quais se alimentam de outros organismos;

14 Ecossistema: Princípios e conceitos 6. Microconsumidores: Fungos e bactérias decompositoras, que transformam a matéria orgânica em inorgânica (água, gás carbônico e compostos nitrogenados), deixando-os disponíveis novamente no meio ambiente. *Os decompositores sempre ocupam o último nível trófico das cadeias alimentares.

15 Ecossistema: Princípios e conceitos Do ponto de vista funcional, um ecossistema pode ser analisado nos seguintes elementos: 1. Circuitos de energia; 2. Cadeias alimentares; 3. Diversidade de padrões no tempo e espaço; 4. Ciclos nutritivos (biogeoquímicos); 5. Desenvolvimento e evolução; 6. Controle (cibernética mecanismos de comunicação e de controle nas máquinas e nos seres vivos);

16 Ecossistema: Princípios e conceitos Logo: Para a ecologia, ecossistema é uma unidade funcional básica, da qual inclui os organismos vivos (comunidade biótica) e o ambiente abiótico, onde todos interagem entre si e influenciam em suas propriedades, sendo tal relação necessária para manutenção da vida no sistema.

17 Ecossistema: Princípios e conceitos FIGURA 1 Ecossistema de uma lagoa. Pouco OD

18 Ecossistema: Princípios e conceitos Sendo assim, o ecossistema de uma lagoa se divide em quatro unidades básicas, são elas: 1. Substâncias abióticas: compostos inorgânicos e orgânicos básicos como água, dióxido de carbono, oxigênio, cálcio, sais de fósforo e etc. Uma pequena parcela encontra-se em solução e disponível para os organismos. Já a outra parte encontra-se no fundo da lagoa armazenada nas partículas de matéria, assim como nos próprios organismos.

19 Ecossistema: Princípios e conceitos 2. Organismos produtores: Plantas com raízes ou grandes plantas flutuantes, que apenas crescem em águas rasas. Pequenas plantas flutuantes, geralmente algas, designadas por fitoplâncton (phyto = planta; plankton = flutuante), distribuídas em toda a lagoa, até onde a radiação solar penetra, possibilitando a fotossíntese e a produção de alimento ao ecossistema (biomassa).

20 Ecossistema: Princípios e conceitos 3. Organismos macroconsumidores: São animais, como larvas de insetos, crustáceos e peixes. Classificam-se em: Primários (herbívoros): alimentam-se de planta viva ou resto de planta. Secundários (carnívoros): Insetos predadores e peixe de pesca, alimentam-se dos consumidores primários. Terciário (carnívoros): Geralmente são os consumidores secundários que se alimentam de outros consumidores secundários. Ex: Peixes de pesca.

21 Ecossistema: Princípios e conceitos FIGURA 2 Cadeia alimentar em ambientes aquáticos. Terciário Secundário Primário

22 Ecossistema: Princípios e conceitos 4. Organismos decompositores: Geralmente bactérias e fungos que encontram-se distribuídos em toda lagoa, principalmente em regiões de interface de lodo. Pequena parcela são compostas por bactérias patogênicas que atacam os seres vivos. Em condições térmicas favoráveis a decomposição da matéria morta atua rapidamente.

23 Ecossistema: Princípios e conceitos Em síntese, o ecossistema é composto por: Fatores abióticos - elementos não vivos do meio ambiente; Fatores bióticos - Organismos vivos. Estes podem ser classificados em: Produtores - seres autotróficos; Consumidores - organismos heterotróficos; Decompositores - Fungos e bactérias.

24 Interações entre as espécies

25 Interações entre as espécies Harmônicas ou positivas: Quando ambas são beneficiadas. Desarmônicas ou negativas: Quando pelo menos um é prejudicado. Intraespecíficas: entre indivíduos da mesma espécie. Interespecíficas: entre indivíduos de espécies diferentes.

26 Interações entre as espécies Assim, populações de duas espécies podem interagir de formas básicas que correspondem a combinações de 0 (neutro), + (positivo) e (negativo), como se segue: 00, - -, + +, + 0, - 0 e + - Existem nove interações importantes.

27 Interações entre as espécies Tipo de interação 1 2 Natureza da interação Neutralismo 0 0 Nenhuma população é afetada Competição: interferência direta - - Inibição direta de cada espécie pela outra Competição: utilização de recursos - - Inibição indireta quando o recurso comum está limitado Amensalismo - 0 Pop. 1 inibida, 2 não afetada Parasitismo + - Pop.1 (parasita) geralmente menor que 2 (hospedeiro). Predação + - Pop. 1 (predador) geralmente maior que 2 (presa). Comensalismo + 0 Pop. 1 (comensal) é beneficiado enquanto 2 (hosp.) não é afetado Protocooperação + + Favorável às duas; não obrigatória Mutualismo + + Favorável; obrigatória

28 NEUTRALISMO Todas as espécies da comunidade utilizariam de uma quantidade igual de recursos disponíveis.

29 COMPETIÇÃO Competição é uma relação ecológica que ocorre tanto em indivíduos da mesma espécie (intraespecífica), quanto em indivíduos de espécies diferentes (interespecífica), onde existe uma disputa de algum recurso como: alimento, água, luminosidade, território, fêmea ou macho, entre outros. Princípio da exclusão competitiva O mais fraco perde o espaço e a utilização dos mesmos recursos (mesmo nicho ecológico).

30 COMPETIÇÃO A interação competitiva muitas vezes envolve o espaço, o alimento ou nutrientes, a luz, dejetos, suscetibilidade a carnívoros, doenças, etc. Ou comensalismo (+,0)

31 COMPETIÇÃO A competição interespecífica pode resultar em ajustamentos no equilíbrio pelas duas espécies ou, se ela for intensa, ela pode fazer com que a população de uma espécie substitua a outra ou force a outra a ocupar outro espaço ou utilizar outro alimento, dependendo da base da ação competitiva.

32 AMENSALISMO Em uma interação apenas uma população é inibida e a outra não é afetada (-,0). É um tipo de relação interespecífica (entre espécies) desarmônica, na qual uma das espécies (inibidora) prejudica a outra espécie (amensal), porém sem com isso se beneficiar. A espécie inibidora geralmente expele substâncias que prejudicam o crescimento e/ou produção da outra espécie.

33 AMENSALISMO Exemplos: PENICILINA Antibiótico (-,0). Constituído por fungos do gênero Penicillium notatum. Os fungos que, apesar de não se beneficiarem, inibem a multiplicação das bactérias, matando-as. É o exemplo mais popular de amensalismo.

34 AMENSALISMO MARÉ VERMELHA (-,0). Provocado pelas algas marinhas, do tipo Pirrófitas, que em ambiente favorável, se proliferam e liberam uma substância tóxica para outras espécies, formando manchas vermelhas no oceano e causando a morte de diversas espécies de animais marinhos. Praia da Barra do Ceará, em Fortaleza.

35 AMENSALISMO EUCALIPTO (-,0). As folhas de eucaliptos que caem no solo liberam uma substância que diminui a incidência de germinação de sementes no local.

36 PARASITISMO (+,-) Indivíduos de uma espécie vivem no corpo de outro, do qual retiram alimento. Gado e carrapato; lombrigas e vermes parasitas do ser humano. Geralmente o parasita é menor que o hospedeiro.

37 PREDAÇÃO (+, -) A predação é um tipo de interação muito fundamental na natureza, onde os predadores capturam presas para sua alimentação. Podemos imaginar que essa relação é benéfica apenas para o predador, mas sob o ponto de vista ecológico isso é importante para regular a densidade populacional tanto de presas quanto de predadores.

38 PREDAÇÃO A importância da predação no controle do tamanho de uma população é muito grande. Se proibirmos a caça de algumas espécies de zebras e extinguirmos seus predadores, em algum tempo teremos uma superpopulação de zebras. Geralmente o predador é maior que a presa.

39 COMENSALISMO (+,0) Comensalismo é uma das relações entre organismos de espécies diferentes que se caracteriza por ser benéfica para uma espécie, não causando prejuízo para a outra espécie. O conceito estendeu-se para qualquer relação além do hábito alimentar (por exemplo, de proteção ou de transporte), na qual uma espécie se beneficia sem prejudicar a outra, sendo assim consideradas uma relação harmônica.

40 COMENSALISMO (+,0) A RÊMORA E O TUBARÃO A rêmora se agarra ao corpo do tubarão e é transportada enquanto alimenta-se de seus restos alimentares. Esse processo não prejudica o tubarão, pois a rêmora se alimenta apenas das sobras que o tubarão descarta.

41 COMENSALISMO (+,0) URUBU E O HOMEM Nessa relação entre urubu e o homem, o comensal é o urubu, que se alimenta do desperdício dos homens, nos lixões das cidades.

42 PROTOCOOPERAÇÃO (+,+) A protocooperação é uma relação benéfica para ambas as espécies, embora não lhes seja indispensável. Os seres associados mantêm certa independência: apenas se beneficiam das associações mais ou menos duradouras que estabelecem.

43 PROTOCOOPERAÇÃO (+,+) AVES-PALITO E CROCODILOS Frequentemente existem sanguessugas e restos de comida entre os dentes dos crocodilos. O crocodilo abre a boca e permite que a avepalito pouse dentro dela para se alimentar dos restos de comida e das sanguessugas.

44 PROTOCOOPERAÇÃO (+,+) AVES-PALITO E CROCODILOS O crocodilo fica livre desses "incômodos" e a ave-palito obtém alimento de maneira fácil e livre de predadores.

45 MUTUALISMO (+,+) O mutualismo é uma das relações harmônicas interespecíficas (entre indivíduos de espécie diferentes), na qual ambos se beneficiam. A relação entre os seres é intima e duradoura. CUPINS E O PROTOZOÁRIO TRICONINFA Este microrganismo vive no intestino dos cupins e digerem a celulose, transformando-a em açúcares disponíveis para as duas espécies.

46 Conclusão As atividades de engenharia e arquitetura sobre o ambiente natural poderá de certa forma impedir ou alterar as interações entre os seres vivos nos sistemas naturais.