1 a Parte ECOLOGIA GERAL 1. INTRODUÇÃO À ECOLOGIA

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1 1 a Parte ECOLOGIA GERAL 1. INTRODUÇÃO À ECOLOGIA N o século XIX, o biólogo e naturalista alemão Ernest Haeckel (1866) partindo da observação de que o conhecimento biológico nunca é completo quando o organismo é estudado isoladamente, deu um novo rumo à História Natural - hoje Biologia, criando uma nova ciência - a Ecologia. O termo eco deriva do grego oikos que significa lugar onde se vive, casa, ambiente, e logos é estudo, ciência, tratado. No sentido literal, Ecologia seria o estudo dos seres vivos em sua casa, no seu ambiente, ou ainda, a ciência que estuda as relações dos seres vivos com o meio ambiente. Numa concepção mais moderna, a ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Natureza, considerando que a humanidade é uma parte dela (Odum, 1972). Com a criação da ciência Ecologia, surgiram os termos ecólogo e ecologista. Este identifica os militantes de organizações em defesa do meio ambiente, enquanto que ecólogo é o profissional - pesquisador, cientista, que tem formação e trabalha no campo da ecologia. Em princípio, a Ecologia considerava as espécies individualmente (ecologia da araucária, ecologia do peixe-boi...), o que deu origem a auto-ecologia. Hoje, a auto-ecologia é a parte da ecologia que estuda as respostas das espécies aos fatores ambientais, em função de suas fisiologias e respectivas adaptações. Posteriormente, os ecólogos perceberam a importância das relações entre as diversas espécies, surgindo assim a sinecologia, passando esta a ser a parte da ecologia que estuda as interações entre as diferentes espécies que ocupam um mesmo ambiente, como estas se interrelacionam e de que maneira interagem com o meio ambiente MEIO AMBIENTE Para a ciência ecológica, o meio ambiente é o conjunto de condições físicas (luz, temperatura, pressão...), químicas (salinidade, oxigênio dissolvido...) e biológicas (relações com outros seres vivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca. Sempre heterogêneo, o meio ambiente segue variando de um local para outro, dando origem a agrupamentos de seres vivos diferentes. Tais agrupamentos - comunidades - interferem na composição do meio e são beneficiados ou prejudicados com essas transformações. O meio ambiente assim evolui, para melhor ou para pior, conforme a espécie considerada. Num lago que recebe adubo, proveniente de projetos agrícolas na vizinhança, se for considerada a população de algas,

2 2 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia esta vai ser favorecida, aumentando as suas possibilidades de desenvolvimento, pela maior oferta de nitratos e fosfatos; porém, se forem considerados os peixes, estes têm suas possibilidades de desenvolvimento limitadas pela redução do oxigênio, ocasionada pela grande proliferação de algas, e como resultado morrem asfixiados. O meio ambiente melhorou para as algas e piorou para as populações de peixes. O meio ambiente está sempre mudando e evoluindo. O clima, os seres vivos e as próprias atividades humanas modificam o ambiente e são influenciadas por essas modificações, gerando novas alterações. Esta é a essência da evolução. Alguns seres vivos são incapazes de adquirir os recursos que necessitam e se extinguem. Outros desenvolvem constantemente melhores formas de a- daptação aos problemas do ambiente mutante. Diz-se que estes evoluíram. Podemos dizer então que o meio ambiente é seletivo na medida que certas características dão aos seus possuidores certa vantagem na sobrevivência e procriação. Diz-se que os indivíduos melhor adaptados ao ambiente mutante foram selecionados, por meio da seleção natural. No século passado a poluição nas cidades inglesas fez com que a seleção natural atuasse em uma espécie de mariposas. No início da industrialização a maioria das mariposas salpicadas era clara com manchas escuras, confundindo-se com as cascas das árvores e escondendo-se de seus predadores. Quando a fuligem das fábricas escureceu as árvores e a paisagem urbana de um modo geral, as mariposas claras ficaram mais visíveis aos pássaros. Alguns anos depois as mariposas escuras tornaram-se mais comuns nas cidades e as claras salpicadas prevaleciam nos campos, menos poluídos. Tal fenômeno de seleção natural ficou conhecido como melanismo industrial. A seleção nem sempre é natural. O homem aprendeu a utilizar a mutação para produzir organismos que atendam a algum propósito útil ou desejável, criando o processo de seleção artificial. Os organismos assim obtidos, sobrevivem no ambiente sob a proteção humana. Um exemplo típico é a galinha doméstica, seu ancestral das selvas africanas é extremamente astuto e bota cerca de uma dúzia de ovos por ano. Algumas galinhas domésticas botam uma dúzia de ovos por mês, são extremamente dóceis, perderam a astúcia e, se fossem devolvidas ao seu ambiente natural, seriam extintas. O meio ambiente é sempre o conjunto de possibilidades físicas, químicas e biológicas para cada indivíduo - espécie - de uma comunidade. Neste sentido, a espécie Homo sapiens, entre milhões de espécies da Terra, tem sido o foco de toda atenção da ciência ecológica, dada a sua capacidade de transformar as condições ambientais, em nome da qualidade de vida humana HÁBITAT E NICHO ECOLÓGICO O meio ambiente é o palco onde se desenrola todo o estudo da ecologia. Neste, segundo Odum (1972), cada espécie considerada tem um endereço - hábitat, e desenvolve uma profissão - nicho ecológico. O hábitat de um organismo é o local onde ele vive; ou ainda, é o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas - nutrição, proteção e reprodução. O nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade - como ela faz para satisfazer as suas necessidades. As algas, por exemplo, têm o seu hábitat na água superficial de um lago (zona iluminada), e parte do seu nicho ecológico é a produção de matéria orgânica, através da fotossíntese, a qual serve de alimento para sua população e para alguns animais.

3 1 a Parte - Ecologia Geral - 3 Teoricamente, o hábitat seria aquele ambiente em que as condições ambientais atingem o ponto ótimo e uma espécie consegue reproduzir em toda a sua plenitude, ou seja, consegue desenvolver o seu potencial biótico. Porém, a reprodução sem oposição não pode manter-se por muito tempo em um ambiente de recursos limitados. Desse modo, o ambiente se encarrega de controlar o crescimento da população através da resistência ambiental, o que pode fazer com que a população retorne ao ponto de partida. A resistência ambiental compreende todos os fatores - fome, enfermidades, alterações climáticas, competição, etc. - que impedem o desenvolvimento do potencial biótico. O processo funciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta, aumenta também a resistência ambiental, que por sua vez origina uma diminuição da densidade populacional. A interação entre o potencial biótico e a resistência ambiental resulta num aumento, ou numa diminuição, do número total de organismos de uma população, ou seja, o seu crescimento populacional. O hábitat é então a região onde a resistência ambiental para a espécie é mínima, ou seja, onde ela encontra melhores possibilidades de sobrevivência NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA A melhor maneira de entender o campo de estudo da ecologia moderna é utilizando-se do conceito de níveis de organização dos seres vivos (Odum, 1972). Nestes, um arranjo hierárquico agrupa os seres vivos partindo de sistemas biológicos simples genes - para biossistemas cada vez mais complexos biosfera -, formando um todo unificado, conforme esquema abaixo. GENES CÉLULAS TECIDO ÓRGÃO APARELHO ORGANISMO POPULAÇÃO COMUNIDADE ECOSSISTEMA BIOSFERA A ecologia estuda fundamentalmente os quatro últimos níveis desta seqüência. Entendendo-se por: população: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocupa uma determinada área; comunidade: conjunto de populações que interagem de forma organizada, vivendo numa mesma área; ecossistemas: conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente inerte; biosfera ou ecosfera: sistema que inclui todos os organismos vivos da Terra, interagindo com o ambiente físico, como um todo EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 1 1. Conceitue Ecologia. Qual a diferença entre ecólogo e ecologista? 2. Defina hábitat e nicho ecológico. Cite exemplos. 3. O que é resistência ambiental? Enumere alguns fatores de resistência ambiental para o homem. 4. Como ciência biológica, qual o campo de estudo da ecologia?

4 4 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia A 2. NOÇÕES DE BIOSFERA biosfera é definida como sendo a região do planeta que contém todo o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível. O termo permanentemente possível é atrelado ao conceito de biosfera significando ambiente capaz de satisfazer às necessidades básicas dos seres vivos, de forma permanente. Neste contexto, a biosfera não passa de uma delgada casquinha em torno do planeta, uma vez que as condições de vida vão diminuindo à medida que nos afastamos da superfície, até que cessam a, aproximadamente, 7 km acima do nível do mar e abaixo deste não ultrapassa a 6 km. No total a biosfera não vai além de 13 km de espessura. Para satisfazer as necessidades dos seres vivos, são necessários, por um lado, a presença de água, luz, calor e matéria para a síntese dos tecidos vivos e, por outro, ausência de condições prejudiciais à vida como substâncias tóxicas, radiações ionizantes e variações extremas de temperatura. A biosfera apresenta todas essas condições: uma fonte externa de luz e calor - o sol; água que chega a cobrir ¾ da superfície do planeta e substâncias minerais em contínua reciclagem nos seus vários ambientes. Apresenta ainda um escudo contra radiações ionizantes provenientes do sol - a camada de ozônio - e grandes massas de água que se encarregam de manter a temperatura média do planeta em torno dos 15 o C, sem grandes variações. Na realidade o termo correto para biosfera seria ecosfera (eco = oikos = casa), correspondendo ao conjunto de biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera. Porém popularizou-se o termo biosfera que é usado no seu sentido funcional e não descritivo, ficando esta dividida em três regiões físicas distintas: litosfera - Camada superficial sólida da Terra, constituída de rochas e solos, acima do nível das águas. Compreende ¼ da biosfera, apresenta variações de temperatura, umidade, luz, etc. e possui enorme variedade de flora e de fauna; hidrosfera - Representada pelo ambiente líquido: rios, lagos e oceanos. Recobre ¾ da superfície total do planeta, apresenta condições climáticas bem mais constantes do que na litosfera, salinidade variável (nos oceanos chega a 35 gramas/litro) e possui menor variedade de plantas (20 para 1) e de animais (9 para 1) que a litosfera; atmosfera - Camada gasosa que circunda toda a superfície da Terra, envolvendo portanto, os dois ambientes acima citados VIDA NA BIOSFERA A história da Terra começou há 4,6 bilhões de anos e o início da vida remonta a aproximadamente 1,1 bilhão de anos depois - o ser vivo mais antigo conhecido, uma bactéria, formou-se há cerca de 3,5 bilhões de anos. Nas eras posteriores, a vida foi se diversificando cada vez mais: o padrão de evolução assemelha-se a uma árvore com uma espécie na ponta de cada ramo. De um tronco único, os seres vivos evoluíram e formaram os reinos do mundo vivo: monera, protista, fungi, vegetal e animal. Os primeiros exemplares do reino vegetal datam de cerca de 1,5 bilhões de anos - estes foram para a terra firme há cerca de 420 milhões de anos. As esponjas, membros

5 1 a Parte - Ecologia Geral - 5 mais simples do reino animal, datam de 570 milhões de anos. Os insetos surgiram há aproximadamente 250 milhões, os mamíferos há 175 milhões e o homem há 46 milhões de anos. Comparando com a idade da Terra, a espécie Homo sapiens está na sua infância, principalmente se considerarmos os seus impulsos destrutivos COMPLEXIDADE A biosfera caracteriza-se por uma estrutura muito complexa. A sua composição é resultado de fenômenos físicos associados à própria atividade biológica que aí se realiza há milhares de anos. As atividades de nutrição e de respiração das plantas, dos animais e dos microrganismos, que habitam o solo e as águas, alteram quimicamente a composição do ar atmosférico, por consumirem alguns gases que o compõem e produzirem outros; modificam a estrutura do solo, por cavarem buracos e galerias ou por produzirem alterações químicas do meio; modificam, ainda, a composição da água em virtude das trocas de alimentos e compostos químicos que realizam no seu interior. Portando, desde a sua criação, a biosfera está em constante modificação pela ação dos próprios seres vivos, o que de certa forma a torna frágil, principalmente quando este ser vivo é o homem HIPÓTESE DE GAIA A melhor maneira de compreender a fragilidade da biosfera talvez seja através da Hipótese de Gaia e do texto elaborado pelo Greenpeace que nos faz pensar sobre o comportamento da espécie Homo sapiens. O termo Gaia foi usado pela primeira vez no século XVII pelo médico inglês William Gilbert referindo-se a Mãe Terra e popularizado pelo norte-americano James Lovelock quando formulou a hipótese de Gaia: a Terra seria um superorganismo, de certa forma frágil, mas com capacidade de auto-recuperação. Na Terra, como no metabolismo de um organismo vivo, cada parte influencia e depende de outras partes, ao perturbar uma só dessas partes da vida pode afetar o todo. Mais recentemente, essa hipótese foi comungada por Jonathan Weiner, mas com uma certa preocupação. Segundo Weiner os agentes destrutivos hoje são artificiais e provocam desgaste em quase todo o planeta, ao mesmo tempo. A constituição de Gaia seria tão vigorosa a ponto de reparar naturalmente o desgaste e manter o planeta saudável? Poderá Gaia nos salvar? 1 A Terra tem 4,6 bilhões de anos, se condensarmos esse espaço de tempo num conceito compreensível, poderíamos comparar a Terra a uma pessoa que neste momento estaria completando 46 anos. Nada sabemos dos 7 primeiros anos de vida dessa pessoa e mínimas são as informações sobre o longo período de sua juventude e maturação. Sabemos, no entanto, que foi aos 42 anos que a terra começou a florescer. Os dinossauros e os grandes répteis surgiram há um ano, quando o planeta tinha 45 anos. Os mamíferos apareceram há apenas oito meses e na semana passada os primeiros hominídeos aprenderam a caminhar eretos. 1 Revista Ecologia e Desenvolvimento, n o 59, 1996.

6 6 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia No fim dessa semana a Terra ficou coberta com uma camada de gelo, mas abrigou em seu seio as sementes da vida. O homem moderno tem apenas quatro horas de existência e faz uma hora que descobriu a agricultura. A Revolução Industrial iniciou há um minuto. Durante esses sessenta segundos da imensidão do tempo geológico, o homem fez do paraíso um depósito de lixo. Multiplicou-se como praga, causou a extinção de inúmeras espécies, saqueou o planeta para obter combustíveis; armou-se até os dentes para travar, com suas armas nucleares inteligentes, a última de todas as guerras, que destruirá definitivamente o único oásis da vida no sistema solar. A evolução natural de 4,6 bilhões de anos seria anulada num segundo pela ação do animal inteligente que inventou o conhecer. Será esse o nosso destino? Texto do Greenpeace A ENERGIA A fonte de energia para a biosfera é o sol: além de iluminar e aquecer o planeta, fornece energia para a síntese de alimento. A energia solar também é responsável pela distribuição e reciclagem de elementos químicos, pois governa o clima e o tempo nos sistemas de distribuição de calor e água na superfície do planeta. Dos 100% de energia solar enviada para a Terra, somente 47% conseguem atingir a sua superfície, sendo 30% energia direta e 17% difusa (Figura 2.1). Dos 100% iniciais, menos de 1% é utilizado pelos vegetais na produção de alimento. Figura 2.1: Distribuição da energia solar na terra. (FREIRE DIAS, G., 1992)

7 1 a Parte - Ecologia Geral - 7 A energia solar que toca a superfície da terra é uma ação conjunta de espécies de radiações distintas. Do aspecto ecológico, somente as radiações infravermelhas, as visíveis e as ultravioletas são bem conhecidas quanto aos seus efeitos. As radiações infravermelhas, apesar de serem absorvidas em grande parte pelo vapor d'água atmosférico, exercem poderosa influência sobre os seres vivos, dando também origem a fenômenos meteorológicos, como o vento. As radiações ultravioletas têm importância na formação da vitamina D, necessária aos seres vivos, mas por outro lado, possuem grande poder mutágeno, estando relacionadas com a incidência de câncer de pele. A grande maioria desses raios é absorvida pela camada de ozônio presente na atmosfera terrestre. As radiações visíveis constituem a parte do espectro solar indispensável à vida: a luz solar se relaciona fundamentalmente com a produção de alimentos. Todos os processos energéticos da biosfera obedecem às duas leis da termodinâmica. A primeira lei estabelece que a energia do universo é constante ou seja a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. A segunda lei reza que a entropia no universo tende ao máximo ou seja a cada transformação a energia passa de uma forma mais organizada e concentrada (energia de alta qualidade) a outra menos organizada e mais dispersa (energia de baixa qualidade - calor). As duas leis podem ser observadas no fluxo contínuo e num único sentido da e- nergia solar na biosfera (Figura 2.2): a energia luminosa é captada pelas plantas e transformada em energia química ou absorvida pela água, ar e solo e, posteriormente, em ambos os casos, transformada em energia calorífica que é irradiada para o espaço. Neste contexto, a Terra é um sistema aberto. Energia Solar (irradiada à Terra com luz solar) Biosfera Energia solar convertida em energia química na matéria orgânica (através da fotossíntese) Energia química que se emprega para produzir trabalho nas células do organismo (através da respiração) Energia Degradada (irradiada para o espaço na forma de calor) Figura 2.2: Fluxo de energia na biosfera OS RECURSOS NATURAIS Ar, água, solo, minerais, flora e fauna, genericamente, são recursos naturais, isto é, são recursos que a natureza coloca à disposição dos seres vivos, para que estes possam satisfazer às suas necessidades. A existência da biosfera está condicionada à disponibilidade desses recursos que podem der divididos em: renováveis - são aqueles recursos que naturalmente podem ser regenerados após o uso, como: a água, o ar, a energia solar, a energia eólica, a madeira, as plantas produtoras de fibra, os ve-

8 8 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia getais usados na alimentação, animais usados na alimentação e na confecção de agasalhos e os nutrientes; não-renováveis - são aqueles que não podem ser naturalmente regenerados após o uso ou são regenerados em tempos geológicos muito extensos. O calcário, a argila, a areia, o petróleo e o carvão mineral são exemplos de recursos naturais não-renováveis. Quando estes conceitos são aplicados no meio humano, o recurso natural será renovável ou não dependendo da sua exploração e/ou capacidade de reposição. Assim, determinado recurso conceituado como renovável pode deixar de sê-lo, como é o caso da fauna que pode entrar em extinção quando explorada de forma incorreta ou quando o ambiente modificado não fornece condições para sua renovação. O peixe-boi, o tatu-canastra, o tamanduá-bandeira, a jaguatirica e a arara-azul, são exemplos de espécies brasileiras que se encontram ameaçadas de extinção, devido à caça predatória associada a transformações no ambiente. A água também pode deixar de ser um recurso renovável na região quando manejada de forma incorreta. Para evitar a extinção, exaustão ou perda de recursos naturais é fundamental o conhecimento ecológico, para que se possa estabelecer condições e limites de uso e exploração, bem como planos de manejo adequados à capacidade de suporte do ambiente e, por que não, da biosfera ATIVIDADES HUMANAS E DESEQUILÍBRIOS NA BIOSFERA As atividades humanas contribuem para alterações dos requisitos de qualidade da biosfera. As indústrias com suas chaminés e o uso dos veículos movidos a gasolina ou a óleo alteram a composição da atmosfera; os resíduos lançados pelos esgotos das fábricas e das casas alteram a composição da hidrosfera; a disposição inadequado do lixo, dos entulhos de construção, dos rejeitos da mineração, dos inseticidas, dos adubos, etc., alteram a composição da litosfera. Algumas dessas atividades humanas podem ser benéficas para a biosfera, melhorando as condições de vida ou de desenvolvimento, por exemplo: a adubação e a irrigação do solo, aumentando nele a quantidade de elementos nutritivos e água necessários ao crescimento das plantas. Outras porém são nocivas por causarem poluição, erosão. etc. Às vezes, uma atividade é benéfica em uma determinada área e para outra torna-se nociva, como, por exemplo, a aplicação de inseticidas para combater as pragas da lavoura, causando morte de insetos inofensivos e contaminando a á- gua dos rios próximos. O perfeito equilíbrio entre todas essas atividades e o perfeito conhecimento das relações entre as espécies de animais e vegetais que habitam diferentes locais da biosfera, torna-se assim indispensável para que se consiga manter as características do meio em que vivemos EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 2 1. Conceitue biosfera e ecosfera, com noções sobre sua amplitude e idade. 2. Comente sobre a importância da presença da luz, do calor e da água como elementos indispensáveis à vida na biosfera. 3. Explique porque do ponto de vista energético a biosfera ou ecosfera é um sistema aberto. 4. Elabore um quadro com cinco atividades humanas que contribuem para alterar a biosfera, relacionando-as com os benefícios esperados e os prejuízos observados.

9 1 a Parte - Ecologia Geral - 9 A 3. NECESSIDADES BÁSICAS DOS SERES VIVOS existência da biosfera ou de vida de forma permanente, em um ambiente qualquer, só é possível se este oferecer condições para que os seres vivos satisfaçam as suas necessidades básicas: nutrição, proteção e reprodução (Quadro 3.1). A nutrição garante matéria (alimento) rica em energia, para que os seres vivos possam proteger-se de seus inimigos e dos rigores do tempo e, finalmente, reproduzir para garantir a continuidade das espécies. Quadro 3.1: Necessidades básicas dos seres vivos. Necessidade Conceito Tipos Organismos Nutrição Proteção Reprodução Processos de obtenção de matéria e e- nergia pelos seres vivos. Mecanismos utilizados pelos seres vivos para se defenderem das intempéries e dos seus inimigos naturais. Processos desenvolvidos pelos seres vivos para gerar descendentes e, consequentemente, dar continuidade às espécies. Autotrófica: os seres vivos sintetizam seu próprio alimento, partindo de substâncias inorgânicas e de uma fonte de energia. Heterotrófica: os seres vivos, através de relações com outros seres vivos, adquirem o alimento sintetizado. Crescimento quase ilimitado, espinhos, substâncias urticantes, perda das folhas,... Aspecto repulsivo, agressão, fuga, construção de abrigos, elevada descendência, camuflagem,... Assexuada: quando não há mistura de genes, gerando indivíduos geneticamente idênticos ao que lhe deu origem. Sexuada: ocorre mistura de genes, gerando seres com novas combinações genéticas. Vegetais clorofilados, algas e algumas bactéririas. Animais, fungos, vírus, protozoários e o restante das bactérias. Vegetais. Animais. Bactérias e alguns protozoários. Maioria dos seres vivos. Boa parte da vida de um organismo é utilizada no processo de nutrição. Por isso, a relação alimentar constitui fator determinante da estrutura da comunidade. Para satisfazer ao processo nutricional, o ser vivo precisa de condições que lhe permitam produzir (autótrofo) ou utilizar (heterótrofo) os alimentos disponíveis, e o meio ambiente deve oferecê-las.

10 10 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia No que diz respeito à proteção, a camuflagem é talvez o mais curioso mecanismo. Neste, o organismo envolvido adota a aparência transitória (mimetismo), ou permanente, de uma característica do ambiente e consegue assim se proteger de seus inimigos naturais: borboletas com cores e forma de pétalas de flores, gafanhotos com aparência de folhas ou de ramos, lagartos com cores da paisagem, etc. O fenômeno da camuflagem é de tal forma que chega a ser possível identificar, pelo aspecto do organismo, o tipo de ambiente de onde o mesmo provém. A reprodução, seja sexuada ou assexuada, depende de condições ambientais particulares, envolvendo vento, água, temperatura, presença de outros organismos (polinizadores ou não), disponibilidade de abrigo e de materiais para construção de ninhos, tocas, etc. O ambiente deve ser capaz de satisfazer às necessidades de cada espécie para que ela reproduza, povoe e a vida continue existindo. Como heterótrofo, o homem, na busca do alimento, desenvolve as mais variadas relações com o ambiente, através da caça, pesca, agricultura, pecuária, piscicultura, desmatamento, etc. e, ao contrário dos demais seres vivos, consome muito mais compostos orgânicos do que a quantidade por ele utilizada como alimento. A maior parte da matéria consumida é usada na produção de energia. Em nome do desenvolvimento, o homem vem interferindo na Natureza, eliminando ou modificando o ambiente, de modo a inviabilizar a satisfação das necessidades básicas de seres vivos, o que pode causar profundas modificações de caráter ecológico, com o desaparecimento de espécies úteis e a superpopulação por espécies indesejáveis, com conseqüências para o próprio homem PROCESSOS ENERGÉTICOS UTILIZADOS PELOS SERES VIVOS Na biosfera, os seres vivos obtêm energia para satisfazer suas necessidade básicas através de cinco processos, divididos em dois grupos. a) Processos que levam à formação de compostos orgânicos (alimento) ricos em energia, a partir de CO 2 e H 2 O: fotossíntese - quando a energia utilizada para a síntese do alimento provém da luz. Luz CO 2 + H 2 O Alimento + O 2 quimiossíntese - quando a energia utilizada para a síntese do alimento, provém da oxidação de compostos inorgânicos. Comp. Inorg. Reduzido + O 2 Comp. Inorg. Oxidado Energia Química CO 2 + H 2 O Alimento

11 1 a Parte - Ecologia Geral - 11 b) Processos que levam à liberação da energia contida nos alimentos: respiração aeróbia - quando o receptor final dos hidrogênios é o oxigênio. Alimento + O 2 CO 2 + H 2 O + Energia respiração anaeróbia - quando o receptor dos hidrogênios é uma substância diferente do oxigênio (CO 3-2, PO 4-3, SO 4-2 ). Alimento + KNO 3 CO 2 + H 2 O + N 2 + KOH + Energia fermentação: quando o receptor dos hidrogênios é uma substância orgânica subproduto da reação em questão. Alimento C 2 H 5 OH + CO 2 + Energia Os organismos que realizam fotossíntese e quimiossíntese são portanto autótrofos. Tanto autótrofos como heterótrofos retiram energia dos alimentos através da respiração. Os seres vivos que respiram aerobicamente são chamados aeróbios. Os que respiram anaerobiamente são denominados anaeróbios. Os seres que respiram tanto aeróbia como anaerobiamente, dependendo das condições do ambiente, são chamados facultativos. Os processos energéticos mais difundidos nas condições atuais da biosfera são: fotossíntese, respiração aeróbia e fermentação. Estes surgiram na Terra juntamente com os primeiros seres vivos. Tudo indica que a seqüência de aparição destes processos na biosfera foi: fermentação (compostos orgânicos nos mares primitivos), fotossíntese (após introdução de CO 2 pela fermentação) e respiração aeróbia (após a introdução de O 2 pela fotossíntese) BIOSSÍNTESE E BIODEGRADAÇÃO Em todo processo de nutrição autotrófica há síntese ou composição de compostos orgânicos e no de respiração há degradação ou decomposição de compostos, que se caracteriza pela volta destes aos seus constituintes originais - carbono, água e sais minerais; como ambos os processos são biológicos, fala-se em biossíntese e biodegradação. Na biosfera, a todo processo de biossíntese (foto e quimiossíntese) deve corresponder um processo de biodegradação (respiração aeróbia, anaeróbia e fermentação). Isso é quantitativamente verdadeiro, o que origina um equilíbrio entre esses dois processos naturais. A existência desse equilíbrio é condição fundamental à continuidade da vida, porque se por um lado a quantidade de e- nergia disponível (solar) é inesgotável, por outro lado a quantidade de carbono e outros elementos constitutivos das moléculas orgânicas é limitada no ambiente habitado. Isto faz com que todos os elementos retirados do meio devam, mais cedo ou mais tarde, ser restituídos ao meio, a- través da biodegradação, para novas biossínteses. Este processo denomina-se reciclagem.

12 12 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia Os vegetais e animais continuamente realizam biodegradação de compostos orgânicos, através da respiração. Quando morrem, os compostos orgânicos que formam os seus corpos passam a ser biodegradados, graças à ação de microrganismos que utilizam como alimento os cadáveres animais e restos de vegetais. Esses microrganismos constituem um grupo particular de heterótrofos que recebem a denominação genérica de sapróvoros. Se não existisse a atividade desses seres, todos os restos e detritos animais e vegetais permaneceriam intactos na biosfera, acumulando e- lementos essenciais à formação de novos seres vivos e o planeta seria um amontoado de lixo EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 3 1. Classifique os seres vivos quanto ao processo de nutrição. 2. Por que os seres vivos precisam se proteger? Enumere cinco processos de proteção que você conhece. 3. O que pode acontecer com os seres vivos de uma determinada região quando a mata nativa é substituída por plantações exóticas? 4. Identifique os processos energéticos utilizados pelos seres vivos. 5. Os primeiros seres vivos do planeta eram autótrofos ou heterótrofos? Por que? 6. Levando em consideração a atmosfera primitiva (NH 3, H 2, CH 4 e vapor d água), explique porque nem a fotossíntese e nem a respiração aeróbia tinham condições de ocorrer. 7. O que é reciclagem? Faça uma lista de 5 produtos recicláveis que você usa diariamente. 8. Explique a importância da reciclagem para continuidade da biosfera.

13 1 a Parte - Ecologia Geral - 13 E 4. FATORES ECOLÓGICOS ntende-se por fatores ecológicos o conjunto de fatores biológicos, ou bióticos, e físicos, ou abióticos, de um determinado ambiente, que atuam sobre o desenvolvimento de uma comunidade. Tais fatores podem constituir elementos da resistência ambiental, diminuindo a sobrevivência dos seres vivos. Os fatores ecológicos bióticos compreendem as relações simbióticas entre os seres vivos e os fatores ecológicos abióticos constituem as condições físicas do ambiente FATORES ECOLÓGICOS BIÓTICOS Para satisfazer suas necessidades de alimentação, proteção, transporte e reprodução os seres vivos associam-se com outros seres vivos, de mesma espécie ou de espécie diferente, surgindo assim as relações ecológicas. Consideradas fatores ecológicos bióticos, as relações ecológicas (Quadro 4.1) podem ser classificadas em: intra-específica - relação que ocorre entre indivíduos de mesma espécie; inter-específica - relação que ocorre entre indivíduos de espécies diferentes; harmônica - relação em que nenhum dos organismos é prejudicado; desarmônica - relação em que pelo menos um dos organismos é prejudicado. Quadro 4.1: Relações entre os seres vivos. Relações Conceito Exemplos Observações Canibalismo (intra-específica desarmônica) Competição (intra e interespecífica desarmônica) Predatismo (inter-específica desarmônica) Forésia (inter-específica harmônica) Um animal mata e devora outro da sua espécie. Luta por alimento, posse de território, da fêmea, etc. Um animal mata outro de espécie diferente para se alimentar. Transporte de um ser, seus ovos ou sementes por outro ser vivo. Ocorre, dentre outras populações, nas de aranhas, ratos, peixes, louva-a-deus, Todos os seres vivos. Mamífero carnívoro (predador) x mamífero herbívoro (presa). Pólen x insetos e aves; sementes x aves e mamíferos, etc. Raro. Ocorre em superpopulações quando há falta de alimento; em algumas espécies é comum a fêmea devorar o macho, após a fecundação. Freqüente. Observa-se sempre que há sobreposição de nichos ecológicos. É um fator de seleção natural e de limitação da população. Freqüente. Fator de seleção natural e equilíbrio da população de presas. Aplicado no Controle Biológico: predador x praga. Polinização.

14 14 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia Mutualismo (inter-específica harmônica) Parasitismo (inter-específica desarmônica) Inquilinismo (inter-específica harmônica) Comensalismo (inter-específica harmônica) Colônias (intra-específica harmônica) Sociedade (intra-específica harmônica) Amensalismo (inter-específica desarmônica) Troca de benefícios entre seres vivos, com ou sem interdependência. Um ser vive à custa de outro, prejudicando-o. Um organismo usa outro como suporte ou abrigo. Um ser come restos da comida de outro. Seres unidos anatômica e/ou fisiologicamente. Indivíduos com tendência à vida gregária, trabalham para o desenvolvimento da população. Uma espécie inibidora produz secreções (substâncias tóxicas) eliminando a espécie amensal. Cupim x protozoários, algas x fungos, plantas x insetos, crocodilo x ave-palito. Cipó-de-chumbo x outros vegetais; vermes x mamífero; vírus, bactérias, fungos e protozoários x outros seres vivos. Bromélia x árvore (suporte), fieráster x holoturóides (abrigo). Rêmora x tubarão, hiena x leão. Algas, protozoários, corais, cracas, caravelas. Castores, gorilas, homens, peixes, formigas, abelhas, cupins. Eucalipto x gramíneas, mandiocabrava x fungos, fungos x bactérias, algas x peixes (Maré vermelha). Obrigatório (liquens), facultativo (mosca do berne). Freqüente. Fator de homeostase na população de presas. Aplicado no Controle Biológico: parasita x praga. Endoparasita (ameba) e ectoparasita (piolho). Epifitismo, epizoísmo, endofitismo e endozoísmo. Também é aplicada a situações em que não está envolvido o alimento (tuim x pica-pau). Os indivíduos podem ser todos iguais (algas) ou diferentes com divisão de trabalho (caravelas). Comum no mundo dos insetos, onde a divisão de trabalho leva a formação de castas. Esta relação é mais comum entre vegetais, fungos e bactérias. Determinadas relações têm importância vital para o equilíbrio ecológico dentro das comunidades. Numa interação como o predatismo, o predador influi diretamente no controle da população da presa, mantendo-a em níveis compatíveis com a quantidade de alimento disponível no local. Relações como predatismo e parasitismo são assim utilizadas para eliminação ou diminuição de espécies indesejáveis, num processo conhecido como Combate ou Controle Biológico. Este oferece duas vantagens sobre o combate através de substâncias químicas: não polui o ambiente e, desde que adequadamente planejado, não causa desequilíbrios ecológicos. Muitas espécies parasitas são seletivas, vivem apenas em um hospedeiro ou em espécies aparentadas do seu hospedeiro. Neste sentido, o uso do parasitismo no controle biológico tem se mostrado mais eficiente do que o predatismo.

15 1 a Parte - Ecologia Geral - 15 Algumas relações existentes entre os seres vivos não se enquadram nos tipos citados, por não serem tão óbvias. Muitas espécies, para sobreviverem em um determinado ambiente, dependem indiretamente da presença de outras. Como exemplo, podemos citar os mamíferos: as regiões mais ricas do mundo em mamíferos, são aquelas que apresentam uma fauna diversificada de coprófagos (bosteiros), estes além de contribuírem para melhorar as pastagens, reduzem as infecções parasitárias dos mamíferos por enterrarem no solo os vermes parasitas FATORES ECOLÓGICOS ABIÓTICOS Os fatores ecológicos abióticos estão representados pelas condições climáticas, edáficas e químicas, que determinam a composição física do ambiente. Os principais fatores ecológicos abióticos nos ambientes terrestres são a luz, a temperatura e a água, enquanto que nos ambientes aquáticos são a luz, a temperatura e a salinidade. Os principais fatores ecológicos abióticos encontram-se listados no quadro 4.2. Quadro 4.2: Fatores ecológicos abióticos. Fator Importância Classificação Temperatura Luz Constitui fator determinante na distribuição dos seres vivos, influi no metabolismo, no apetite, na fotossíntese, no desenvolvimento, na atividade Sexual e na fecundidade. As temperaturas mais favoráveis à vida estão na faixa de 10 a 30 o C. Para cada ser vivo existe um preferendo térmico (PT). Temperaturas fora do PT determinam migrações. Quando a temperatura diminui ou aumenta demasiadamente, alguns seres vivos entram em estado de quiescência, fazendo hibernação (morcego, urso) ou estivação (lagarto, rato-canguru), outros migram. Essencial na produção de alimentos (fotossíntese), nos processos ópticos, na pigmentação da pele, regula os ritmos biológicos diários e anuais, regula a atividade motora de animais (fotocinese), orienta o movimento dos vegetais (heliotropismo). Alguns animais e vegetais produzem luz, processo chamado bioluminescência. Homeotermos: organismos que conseguem manter a temperatura corporal, apesar das variações do meio (Aves e Mamíferos). Pecilotermos: a temperatura corporal acompanha as variações do meio (peixes, répteis e anfíbios). Eurifotos: organismos que suportam grandes variações luminosas. Estenofotos: só conseguem viver numa estreita faixa luminosa. Lucífilos: atraídos pela luz (mariposas). Lucífobos: fogem da luz (toupeira).

16 16 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia Água Nutrientes Entra na composição das células de todo ser vivo, está presente em todos os processos metabólicos, é o solvente universal; tem papel fundamental na temperatura corporal dos homeotermos, na regulação do clima do planeta e na distribuição dos seres vivos na biosfera. As sementes têm em torno de 3 a 5% de água, o homem 65%, o recém-nascido 90% e as medusas 99%. Necessários para o crescimento e reprodução dos seres vivos, são eles os elementos químicos e sais dissolvidos. Seu suprimento na biosfera se mantém mediante o movimento dentro dos ciclos biogeoquímicos. Podem se tornar fator limitante por falta ou por excesso no meio. Constituem, juntamente com outras características do solo (ph, textura, umidade), os fatores edáficos. Hidrófilos ou hidrófitos: vegetais que só vivem em locais onde haja muita água (vitóriarégia). Xerófilos ou xerófitos: vegetais adaptados a locais com pouca água, áridos (cactos). Macronutriente: entra em grande quantidade na composição dos tecidos vivos (Carbono, Oxigênio, Hidrogênio, Nitrogênio). Micronutriente: necessário em quantidades relativamente pequenas (Manganês, Cobre, Zinco, Magnésio) FATORES LIMITANTES Para cada um dos fatores ecológicos, os seres vivos têm limites de tolerância dentro dos quais podem sobreviver. Assim, qualquer fator abiótico fora do extremo superior ou inferior, tende a limitar a oportunidade de sobrevivência do organismo (Lei de Leidberg), e esse fator passa a ser um fator limitante. O mesmo se aplica para os fatores bióticos quando estes passam a limitar o desenvolvimento dos seres vivos. Os principais fatores limitantes abióticos são a temperatura (clima), a água, a luz e os nutrientes; e os bióticos são a competição, o predatismo e o parasitismo. Quanto mais ampla for a faixa de tolerância de um organismo a um dado fator, mais probabilidade ele tem de sobreviver às variações ambientais relacionadas a esse fator. Alguns animais têm uma faixa de tolerância muito estreita: para os peixes, por exemplo, uma variação de poucos graus na temperatura da água, pode eliminar a população inteira. Em termos gerais, quanto mais ampla for a faixa de tolerância de um organismo aos fatores do meio, mais ampla será a sua distribuição geográfica. Mediante a tecnologia, o homem tem ampliado, artificialmente, sua faixa de tolerância a muitos fatores, de modo que pode sobreviver em quase todas as regiões da biosfera e fora dela (nave espacial).

17 1 a Parte - Ecologia Geral EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 4 1. De que maneiras podem interagir os organismos de uma mesma espécie? 2. Identifique e classifique as relações abaixo: a) A penicilina, o primeiro antibiótico descoberto pelo homem, é uma substância produzida por um fungo capaz de inibir o crescimento de microrganismos. b) As abelhas, para produzirem o mel, utilizam o néctar das flores. c) Em uma calçada, a lagartixa fica imóvel por alguns minutos e, subitamente, lança sua língua e captura um inseto. d) O anum é freqüentemente encontrado nas costas do gado bovino, alimentando-se de carrapatos que infestam sua pele. e) As orquídeas em uma floresta utilizam as árvores como suporte, para poderem ficar mais próximas da fonte de luz. 3. As relações entre os seres vivos podem envolver ganho (+), perda (-) ou neutralidade e tolerância (0). Classifique as relações listadas no quadro 4.1 usando pares de sinais, como (+,+), (+,-), (0,+), etc. 4. Qual a importância, para uma espécie, da competição entre seus indivíduos? 5. Qual a importância do predatismo para a comunidade? 6. O que é controle biológico? É mais eficiente quando se usam parasitas ou predadores? Por que? 7. Por que alguns seres vivos migram? 8. Qual a diferença entre hibernação e estivação? 9. Conceitue fator limitante. Dê exemplo de um fator limitante para o homem. 10. Qual a diferença entre fator limitante e resistência ambiental?

18 18 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia O 5. ECOSSISTEMAS s vegetais, animais e microrganismos que vivem numa região e constituem uma comunidade biológica, estão ligados por uma intrincada rede de relações e influências, que inclui o meio físico e a própria comunidade. Estes componentes físicos e biológicos, interdependentes, formam uma unidade funcional básica de estudo da Ecologia, denominada ecossistema (Tansley, 1935). Um ecossistema pode ser definido como: unidade funcional básica, composta de uma biocenose - conjunto de seres vivos - e um biótopo - lugar que abriga uma biocenose. As dimensões dos ecossistemas são as mais variadas possíveis, pois convenientemente pode-se escolher uma unidade maior ou menor para estudo. Ele pode ser constituído por uma floresta inteira (macro-ecossistema) ou por uma simples planta como a bromeliácea (micro-ecossistema), ou ainda, um oceano ou um aquário COMPONENTES E ESTRUTURA Há nos ecossistemas um enorme complexo de fenômenos e fatores que delimitam e definem a sua composição: primeiramente, a composição física do meio (natureza do solo, luminosidade, temperatura, etc.); depois, a composição química (sais minerais e compostos inorgânicos utilizados como nutrientes, ácidos, álcalis, oxigênio, gás carbônico, etc.); finalmente, a presença de seres vivos que podem ser predadores, comensais, parasitas, competidores, etc., e caracterizam-se por uma interdependência não somente nas relações alimentares, mas também na reprodução e proteção. Desse modo, pode-se dividir o ecossistema em dois conjuntos amplos de componentes: os bióticos (vivos) e os abióticos (não vivos). O conjunto dos componentes bióticos compõe a biocenose e dos componentes abióticos o biótopo. Os componentes bióticos podem ser agrupados em três categorias funcionais: produtores, consumidores e decompositores. Os produtores são todos os organismos autótrofos, principalmente plantas verdes que realizam fotossíntese, e outros, em menor quantidade, que realizam quimiossíntese. Os consumidores dos ecossistemas são os heterótrofos, principalmente animais, que se alimentam de outros seres vivos. Podem ser subdivididos em: (a) consumidor primário (herbívoro), que utiliza diretamente o vegetal - veado, gafanhoto, coelho e muitos peixes; (b) consumidor secundário (carnívoro), que obtém seu alimento de consumidores primários - leão, cachorro, cobra e espécies carnívoras de peixes; e, (c) consumidor misto (onívoro), que não faz discriminação pronunciada em sua preferência alimentar entre produtores e outros consumidores - esta categoria inclui o homem, o urso e alguns peixes. Os decompositores também são heterótrofos - bactérias e fungos sapróvoros -, porém se alimentam de materiais residuais (excreções, cadáveres, etc.) transformando-os em substâncias inorgânicas simples utilizáveis pelos produtores. Não fosse o trabalho dos decompositores, o nosso planeta seria um amontoado de lixo. A estrutura de um ecossistema pode ser exemplificada através de um Terrário: uma espécie de jardim encerrado em uma caixa de vidro ou plástico transparente, que recebe luz solar e contém uma camada de solo, pequenas plantas (produtores), pequenos insetos (consumidores primários) -como pulgões - alimentando-se da seiva dessas plantas, insetos carnívoros (consumidores se-

19 1 a Parte - Ecologia Geral - 19 cundários) - como joaninhas - comendo pulgões e, mesmo, um predador maior (consumidor terciário) - como a aranha ou louva-a-deus, capturando as joaninhas. Finalmente, o próprio solo contendo bactérias e outros sapróvoros (decompositores), nutrindo-se de folhas mortas e outros detritos de origem vegetal ou animal. Desse modo, mantém-se dentro do terrário, um fluxo de energia e uma reciclagem de elementos químicos, de maneira a conservar, no seu interior, aproximadamente constantes as concentrações de gás carbônico, água, oxigênio, sais minerais e compostos orgânicos, não sendo necessário adicionar ou retirar, periodicamente, qualquer deles CARACTERÍSTICAS DOS ECOSSISTEMAS No estudo dos ecossistemas distinguem-se quatro características básicas: continuidade - todos os ecossistemas do planeta estão interligados, formando um grande e- cossistema - a biosfera; sistema aberto - sob o ponto de vista da termodinâmica, todos os ecossistemas são sistemas abertos, que se mantêm através do fluxo contínuo de energia solar; homeostase - todo ecossistema é dotado de auto-regulação, o que o torna capaz de resistir às mudanças e lhe confere um estado de equilíbrio dinâmico; sucessão ecológica - a maioria dos ecossistemas forma-se no curso de uma longa evolução, conseqüência do processo de adaptação entre as espécies e o meio ambiente. Uma sucessão ecológica pode levar dezenas a centenas de anos, até que a comunidade estabilize atingindo o clímax. A sucessão pode ser primária ou secundária. A primeira ocorre em regiões nunca antes habitadas, como numa crosta rochosa. A segunda ocorre em regiões antes habitadas mas que, em função de fatores naturais ou artificiais, como enchentes, erupções vulcânicas, queimadas, projetos agrícolas, etc., romperam o clímax, retornando ao processo de sucessão. Na figura 5.1, estão enumeradas as séries da sucessão de um bosque queimado até atingir novamente o clímax, num tempo de aproximadamente 350 anos. Figura 5.1: Sucessão ecológica em um bosque queimado. (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979) 5.3. EQUILÍBRIO NOS ECOSSISTEMAS Todos os consumidores da biosfera obtêm energia e nutrientes para satisfazer as suas necessidades, comendo plantas (produtores), ou comendo outros animais (herbívoros) que comeram plantas, ou comendo animais (carnívoros) que comeram animais que comeram plantas, e assim por diante. Dessa forma, embora os ecossistemas variem muito em proporção e em aparência, todos têm uma mesma estrutura de funcionamento, apresentando um fluxo de energia e um ciclo de matéria (Figura 5.2), da mesma forma que na biosfera.

20 20 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia Sol Calor Calor Calor Produtores Herbívoros Carnívoros Decompositores Energia Matéria Materiais particulados e gasosos dissolvidos na água, no ar ou no solo. Figura 5.2: Fluxo de energia e ciclo de matéria nos ecossistemas. A estrutura de funcionamento, resultante do arranjo produtor-consumidor, denomina-se cadeia alimentar. Uma cadeia alimentar é definida como sendo uma seqüência de seres vivos unidos pelo alimento. Uma forma de representá-la é ligando o nome dos organismos com setas, as quais indicam o caminho percorrido pela matéria nos ecossistemas. Esta representação classifica os organismos de acordo com o nível trófico que ocupam (Quadro 5.1). Por definição o primeiro nível trófico (NT) pertence ao produtor, com uma única exceção para as cadeias alimentares do solo, que se iniciam com restos de vegetais e animais mortos. O último nível trófico, por sua vez, é ocupado pelos decompositores. Estes compreendem miríades de organismos sapróvoros, que estabelecem cadeias de decomposição sobre a matéria morta. Tais cadeias ocupam sempre o último nível trófico das cadeias de predadores (predomina o predatismo) e parasitas (predomina o parasitismo). Logo os decompositores quase nunca são representados nestas seqüências alimentares. Exemplos de cadeias alimentares: capim gafanhotos pássaros raposas (Cadeia de Predadores) trigo pulgão protozoário (Cadeia de Parasitas) folhas fungos vermes (Cadeia de Decomposição) Quadro 5.1: Classificação dos organismos num ecossistema. Tipo de nutrição Categoria funcional Nível trófico Autotrófica Produtor (vegetal) 1 o Heterotrófica Consumidor primário (herbívoro) secundário (carnívoro 1) terciário (carnívoro 2) misto (onívoro) 2 o 3 o 4 o 2 o,3 o,4 o,5 o Heterotrófica Decompositor 2 o,3 o,4 o,5 o,6 o

21 1 a Parte - Ecologia Geral - 21 Num ecossistema, as relações de transferência de matéria e energia não são tão simples como nas cadeias alimentares. Na realidade, estas entrelaçam-se, num delicado equilíbrio, constituindo verdadeiras teias que unem entre si predadores e presas, parasitas e hospedeiros, formando estruturas mais complexas denominadas teias ou redes alimentares. Numa teia alimentar, um organismo pode ocupar diferentes níveis tróficos (Figura 5.3). Isso torna-se vantajoso para a comunidade, uma vez que um organismo passa a ter várias opções de alimento, fato que confere maior estabilidade à estrutura e, consequentemente, ao ecossistema. Figura 5.3: Teia alimentar de águas costeiras (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979) 5.4. PRODUTIVIDADE NOS ECOSSISTEMAS A produtividade, ou produção, designa a quantidade de matéria orgânica produzida, ou de e- nergia fixada pelos produtores, que é transferida para os consumidores ao longo das seqüências alimentares, podendo ser expressa em unidades de massa ou de energia. Em termos de energia, as calorias incorporadas em cada nível trófico denominam-se: produção primária ou PP (1 o NT), produção secundária ou PS (2 o NT), produção terciária ou PT (3 o NT), etc. Denomina-se produção primária bruta (PPB ou PB), a quantidade de energia fixada pelas plantas no processo de fotossíntese. Parte dessa energia é dissipada no processo de respiração do autótrofo (R a ) e parte - produção primária líquida (PPL ou PL) é incorporada à biomassa vegetal e transferida para os consumidores. A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada na forma de calor (2 a lei da termodinâmica) ou perdida na matéria excretada. Tomando-se R como sendo o somatório da energia dissipada - energia calorífica - em todos os níveis tróficos, a produtividade no ecossistema pode ser representada por PB = PL + R.