Professora Leonilda Brandão da Silva

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1 COLÉGIO ESTADUAL HELENA KOLODY E.M.P. TERRA BOA - PARANÁ Professora Leonilda Brandão da Silva [email protected]

2 Capítulo 14 Leitura texto introdutório p. 187

3 PROBLEMATIZAÇÃO Como as plantas obtém energia? O que acontece com as plantas e os animais quando eles morrem? Você se alimenta de plantas e de animais? Ou apenas de plantas? Como a sua alimentação muda sua relação com os outros seres vivos? O QUE É: Cadeia alimentar e Teia alimentar? Autotrófico e Heterotrófico? Produtores? Consumidores? Decompositores? Quimiossíntese e Fotossíntese? Fitoplâncton e Zooplâncton?

4 A matéria e a energia de um ecossistema passam de um ser vivo para outro por meio da nutrição. Exemplo: o capim é comido pelo boi, este é comido pelo ser humano. Esse sequência de seres vivos em que um serve de alimento para o outro é chamada de CADEIA ALIMENTAR.

5 1 CADEIA ALIMENTAR PRODUTORES AUTOTRÓFICOS: são os seres vivos (plantas, algas, algumas bactérias e alguns protistas) que conseguem fabricar açúcares a partir de substâncias minerais ou inorgânicas (H 2 O, CO 2 e sais minerais). Na FOTOSSÍNTESE a energia luminosa do Sol, absorvida pela clorofila, é armazenada nas ligações químicas dos açúcares formados (glicose-c 6 H 12 O 6 ), são produzidas também moléculas de (oxigênio-o 2 ) que são eliminadas para o ambiente. A partir dos açúcares formados, a planta sintetiza as substâncias orgânicas que formam seu corpo.

6 QUIMIOSSÍNTESE: Em vez da energia luminosa, algumas bactérias encontradas no solo e no fundo do mar usam a energia liberada na oxidação de amônia e de outros minerais. Assim, os seres autotróficos são indispensáveis à vida de qualquer comunidade, pois são os únicos capazes de transformar compostos inorgânicos em compostos orgânicos que servirão de alimento a todos os heterotróficos. Dizemos que os autotróficos são os PRODUTORES do ecossistema (produtores primários) Se a fonte de energia é a LUZ os produtores denominam-se autotróficos fotossintetizantes (vegetais e algas). Se a fonte de energia é a oxidação de compostos químicos, denominam-se autotróficos quimiossintetizantes (algumas bactérias).

7 CONSUMIDORES Consumidores primários: os que se alimentam diretamente dos produtores (herbívoros). Ex. capivara. Consumidores secundários: aqueles que se alimentam dos herbívoros (carnívoros). Ex. onça. Consumidores terciários: os que se alimentam dos consumidores secundários. Ex. tubarões, leões, etc. Exemplo: O gafanhoto (C.1º) se alimenta vegetais (produtor) e serve de alimento para o sapo (C.2º). O sapo por sua vez, pode servir de alimento para uma serpente (C.3º).

8 Cadeia de predadores e cadeia de parasitas lobo-guará protozoários bactérias seriema jararaca gafanhoto preá

9 NÍVEL TRÓFICO Cada etapa da cadeia alimentar é chamada é chamada nível trófico. As plantas ocupam o nível trófico dos produtores; Os animais herbívoros ocupam o nível trófico dos consumidores primários; e assim por diante. Produtores: ocupam o 1º nível trófico; Consumidor Primário: 2º nível trófico; Consumidor Secundário: 3º nível trófico; Consumidor Terciário: formam o 4º nível trófico e assim por diante. OBS.: Os organismos podem ocupar mais de um nível trófico, como acontece por exemplo com os ONÍVOROS (se alimentam de plantas, de herbívoros e de carnívoros).

10 NÍVEIS TRÓFICOS

11 Fluxo de energia pelos níveis tróficos produtores consumidores planta preá jararaca seriema lobo-guará decompositores (bactérias e fungos)

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13 DECOMPOSITORES Uma parte da matéria orgânica proveniente dos alimentos é quebrada e oxidada no corpo dos seres vivos para obtenção de ENERGIA necessária às suas atividades. Nesse processo (respiração celular) são formados CO 2 e á- gua (aeróbia) ou outros produtos como álcool (fermentação). Outra parte é usada na CONSTRUÇÃO DO CORPO do organismo: no crescimento, na reposição das partes gastas ou no aumento do peso. A parte que forma o corpo do organismo é devolvida ao ambiente depois de sua morte por meio da ação de fungos e bactérias que vivem no solo e na água. São os DECOMPOSITORES, eles atacam cadáveres e excretas, quebrando e oxidando a matéria a matéria orgânica para obter a energia necessária ao funcionamento de seu organismo.

14 Como as substâncias minerais produzidas pela degradação são utilizadas novamente pelos vegetais, podemos compreender o papel fundamental que os DECOMPOSITORES desempenham ao promover a reciclagem da matéria orgânica contida nos cadáveres, nas excretas e nas fezes dos animais. Sem eles, a matéria mineral se esgotaria e a Terra seria transformada em um amontoado de cadáveres e detritos orgânicos.

15 2 TEIA ALIMENTAR p. 189 Muitos animais têm alimentação variada, e outros servem de alimento a mais de uma espécie. Há também animais que, por se alimentarem de vegetais e de animais, não se prendem a um único nível e podem ser consumidores primários, secundários ou terciários. São os animais ONÍ- VOROS, como o ser humano. Portanto, em uma comunidade há um conjunto de cadeias interligadas, que formam uma TEIA ou REDE ALIMENTAR.

16 Quando várias cadeias interagem entre si, formase uma teia alimentar.

17 Nos ecossistemas terrestres os principais produtores são os vegetais. Nos ecossistemas aquáticos são as algas microscópicas, que formam o FITOPLÂNCTON (seres autotróficos que flutuam livremente na água). As algas servem de alimento ao ZOOPLÂNCTON (conjunto de seres heterotróficos que também flutuam nas águas: protozoários, pequenos invertebrados e larvas de várias animais.

18 Fluxo de Energia e Ciclo da Matéria p. 190 Da energia luminosa que chega a um ecossistema, pouco + de 1% é utilizada na fotossíntese, mas é o suficiente para gerar de 150 a 200 bilhões de toneladas de matéria orgânica por ano. A maior parte desses compostos são consumidos na respiração da própria planta e eliminada com CO 2 e H 2 O. Desse modo, a planta obtém energia para seu metabolismo. Parte dessa energia sai da planta na forma de calor e restante passa a fazer parte do corpo. A matéria orgânica e a energia que ficam retidas nos autotróficos compõem o alimento disponível para os consumidores. Uma parte das substâncias ingeridas pelo animal é eliminado nas fezes e na urina, outra parte é oxidada na respiração e as outras atividades do organismo. E há ainda uma parte que passa a fazer parte do corpo, essa é que fica disponível ao nível trófico seguinte.

19 Apenas uma parte da energia e da matéria orgânica consumida permanece na cadeia para o nível trófico seguinte, o restante é eliminado nas fezes e pela respiração celular. 15% são retidos no corpo. 35% são utilizados na respiração celular. 50% saem com as fezes.

20 Esses processos se repetem em todos os níveis da cadeia alimentar. Parte da matéria e da energia não passa para o nível trófico seguinte e sai da cadeia na forma de fezes, urina, CO 2, água e calor. Em média, apenas 10% da energia de um nível trófico passa o seguinte. Mas essa porcentagem pode variar de 2% e 40% dependendo da cadeia. Portanto, podemos compreender porque uma cadeia alimentar dificilmente tem + do que 5 níveis tróficos: a qtde cada vez menor de matéria e energia disponível ao longo da cadeia permite sustentar uma quantidade cada vez menor de consumidores.

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22 Como vimos, os resíduos voltam para as cadeia pela ação dos decompositores e da fotossíntese. Assim, podemos dizer que a matéria de um ecossistema nunca se esgota. Está em constante RECICLAGEM. No entanto, parte da energia é transformada em trabalho celular ou sai do corpo na forma de calor e esta é uma forma de energia que não pode ser usada na fotossíntese. Enquanto a matéria está em permanente reciclagem, parte da energia se perde como calor. Por isso, o ecossistema precisa, constantemente, receber energia de fora e há um fluxo unidirecional de energia, que vai dos produtores para os consumidores. É o Sol é que fornece a energia para o funcionamento das cadeias alimentares.

23 ATIVIDADES p. 188 a 190 1) O que é cadeia alimentar? (4) 2) Diferencie autotróficos de heterotróficos e exemplifique. (4) 3) Diferencie fotossíntese e quimiossíntese. (4) 4) Quem são os produtores de um ecossistema? (1) 5) O que é nível trófico? (1) 6) Esquematizes duas cadeias alimentares em que você participe como consumidor primário e terciário. (2) 7) Qual a importância dos decompositores em um ecossistema? Quem são eles? (3)

24 8) O que significa ser um animal onívoro? Exemplifique.(2) 9) Explique o que significa teia ou rede alimentar. (2) 10)Explique fitoplâncton e zooplâncton. Exemplifique. (4) 11)Por que uma cadeia alimentar nunca tem mais que 4 ou 5 níveis tróficos? (3) 12)Explique: fluxo unidirecional de energia. ***

25 PROBLEMATIZAÇÃO Para que serve uma pirâmide ecológica? Quais os tipos de pirâmides ecológicas existem? Em uma lagoa são lançados inseticidas quais dos organismos irão apresentar, após algum tempo, maior concentração desses inseticidas: os caramujos, peixes, microcrustáceos ou as garças? O homem estará ocupando o nível trófico em que há maior aproveitamento da energia quando come arroz com feijão ou frango com toucinho? O que são poluentes biodegradável, não biodegradável e persistentes? O que é Magnificação Trófica? Já ouviu falar na doença de Minamata?

26 Produtividade dos Ecossistemas p. 191 Produtividade Primária Bruta (PPB): é a quantidade de matéria orgânica produzida pelas plantas de um ecossistema em certo intervalo de tempo e por determinada área ou determinado volume. Produtividade Primária Líquida (PPL): se descontarmos a parte consumida pela própria planta na respiração (R), a parte q sobra é PPL. PPB R=PPL Produtividade Secundária: corresponde à quantidade de matéria orgânica (bruta ou líquida) acumulada pelos consumidores em certo intervalo de tempo e por área ou volume. A produtividade pode ser expressa em gramas ou quilogramas de matéria orgânica seca por metro quadrado por ano ou por dia (kg/m 2 /ano). Ela pode ser medida também em função da energia absorvida ou transferida para determinado nível da cadeia e expressa em quilocalorias por metro quadrado por ano ou dia (Kcal/m 2 /ano).

27 2 3. Pirâmides Ecológicas São representações gráficas das transferências de matéria e energia nos ecossistemas. Os decompositores não são incluídos nas pirâmides. Há 3 tipos de pirâmides: de Número, de Biomassa ou de Energia. Nas pirâmides ecológicas cada nível trófico é representado por um retângulo, cujo comprimento é proporcional à quantidade do que está sendo representado. A altura é sempre a mesma.

28 Pirâmide de Número Indica a quantidade de indivíduos que há em cada nível trófico. Como há perda da energia e da matéria disponível em cada nível da cadeia, apenas uma pequena fração da metéria e da energia chega aos últimos níveis. Por isso, em algumas cadeias o nº de consumidores mantidos por essa energia e por essa matéria diminui ao longo da cadeia. Ex: milhares de pés de capim sustentam centenas de gafanhotos, que alimentam apenas dezenas de pássaros. Dezenas de pássaros Centenas de gafanhotos Milhares de pés de capim

29 Pirâmide de n o direta No mar, grande nº de algas micriscópicas alimenta um nº menor de pequenos crustáceos, que sustentam um nº ainda menor de peixes. Peixes Crustáceos Algas microscópicas

30 Pirâmide de n o invertida Em alguns casos, como em uma cadeia de parasitas ocorre o inverso. Ex: uma árvore que sustenta vários pulgões, que são parasitados por um grande nº de protozoários. Nesses casos a protozoários pirâmide é 500 pulgões invertida, ou seja, 1 árvores a base é menor que o ápice. Outras vezes, a pirâmide começa invertida e depois assume o aspecto tradicional.

31 Pirâmide de número direta Pirâmide de número invertida OBS.: Em Ecologia as pirâmides mais utilizadas são as de Biomassa e de Energia.

32 Pirâmide de Biomassa Biomassa: é a quantidade de matéria orgânica presente no corpo dos seres vivos de determinado nível trófico, em determinado momento. Com frequência ela é expressa em peso seco por unidade de área (g/m 2 ) ou volume (g/m 3 ). No exemplo calculado pelo ecologista Eugene Odum: ele calculou que cerca de 8 toneladas de alfafa sustentam 1 tonelada de bezerros em um ano e estes alimentam nesse período um adolescente de 47 kg. Bezerros (1 t) Alfafa (8 toneladas) Adolescente (47 kg)

33 produtores Pirâmide de biomassa BIOMASSA (g/m 2 ) NÍVEL TRÓFICO 10 consumidores terciários 100 consumidores secundários consumidores primários

34 Nesse caso, também pode aparecer uma pirâmide invertida. Por exemplo, em dado momento, a biomassa de algas microscópicas (fitoplâncton) pode ser menor que a de consumidores primários (zooplâncton). A inversão aparece porque a medição da biomassa é relativa apena àquele momento e não considera a taxa de renovação da matéria orgânica. Se considerarmos o ano inteiro, veremos que a quantidade média de fitoplâncton foi maior que a de zooplâncton. Zooplâncton (20g/m 3 ) Fitoplâncton 4 g/m 3 Na construção da pirâmide de energia o TEMPO é considerado e a pirâmide nunca fica invertida.

35 Pirâmide de Energia Nesse caso, representamos em cada nível trófico a quantidade de energia acumulada por unidade de área ou de volume e por unidade de tempo (kcal / m 2 / ano ou kcal / m 3 / ano). Assim, a pirâmide de energia indica a produtividade de um ecossistema, pois considera o fator TEMPO. A pirâmide de energia permite compreender pq, ao ingerir um vegetal, aproveitamos cerca de 10% da energia fixada pela planta, e, quando comemos carne bovina, por ex., aproveitamos apenas 1% do alimento vegetal que nutriu o boi (10% dos 10% aproveitados pelo animal).

36 Mede a qtde de energia relativa em cada nível trófico. A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada como calor. Por considerar o fator TEMPO, a pirâmide de energia nunca é invertida. Essa pirâmide é a que melhor reflete o que se passa ao longo da cadeia alimentar, mas tb. não mostra o nível dos decompositores. Consumidor 2º (40 kcal/m 2 /ano) Zooplâncton Consumidor 1º (590 kcal/m 2 /ano) Fitoplâncton kcal/m 2 /ano

37 Exemplo de Pirâmide de Energia Suponhamos um campo onde seja produzido 3500 kcal de vegetal. Os insetos ao comerem esse vegetal receberão apenas 350 kcal. Isso porque grande parte da energia foi utilizada pelo vegetal em suas atividades. Do total dessas calorias recebidas pelos insetos, o pássaro receberá somente 35 kcal. Ao passar de um nível trófico a outro a energia vai sendo perdida em forma de calor e não é mais recuperada, por isso diz-se que o fluxo de energia é UNIDI- RECIONAL.

38 Cada nível trófico incorpora apenas 10% da energia do nível precedente Quanto maior o nível trófico do organismo menor a quantidade de energia disponível, isso limita o n o de níveis tróficos a 4 ou no máximo 5. 10% 10% 10% Produtores 1000 Consumidores primários 100 Consumidores secundários 10 Consumidores terciários

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40 4. POLUIÇÃO E DESEQUILÍBRIO NAS CADEIAS Poluição é o acréscimo ao ambiente de produtos que ameaçam a saúde ou a sobrevivência dos seres humanos e de outros organismos. Como os seres vivos de um ecossistema estão ligados entre si por teias alimentares, a poluição ou a morte de uma sp podem afetar muitas ssp. A eliminação de uma sp pode ter efeitos negativos sobre outras ssp da cadeia. Se pássaros, aranhas e outros animais que comem insetos herbívoros forem eliminados, esses insetos proliferarão e poderão destruir plantações. AGROTÓXICOS E A CADEIA ALIMENTAR Para combater insetos e outros organismos que se alimentam de plantas, é comum o uso de agrotóxicos (pesticidas ou defensivos agrícolas). Contra insetos, inseticidas, contra fungos, fungicidas, etc. Muitos não são específicos e afetam os polinizadores e outros que se alimentam de sp perniciosas.

41 TIPOS POLUENTES BIODEGRADÁVEL: A matéria orgânica presente no esgoto doméstico pode ser decomposta por microrganismos, como as bactérias e fungos. NÃO BIODEGRADÁVEL: Um dos + sérios problemas atuais é o acúmulo de poluentes no ambiente, como o chumbo, o arsênio e o mercúrio, que não podem ser decompostos pelos microrganismos ou por processos naturais. São poluentes não biodegradáveis. PERSISTENTES: Há também os poluentes persistentes, são degradados de forma muita lenta Ex. plásticos, detergentes e inseticidas como o DDT (demoram dezenas ou centenas de anos para se degradar).

42 MAGNIFICAÇÃO TRÓFICA Muitos poluentes, uma vez absorvidos por um organismo, demoram muito tempo para serem eliminados e se acumulam até atingir concentrações muito nocivas, podendo provocar doen-ças e até a morte. É o caso de metais como o mercúrio e o chumbo ou mesmo substâncias orgânicas como o DDT. Por causa da redução da biomassa na passagem de um nível trófico para outro, a concentração do produto tóxico aumenta ao longo da cadeia e os organismos dos últimos níveis tróficos acabam absorvendo doses altas dessas substâncias, prejudici-ais à saúde. Esse fenômeno conhecido como Magnificação tró-fica ou bioacumulação.

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44 UM CASO DE MAGNIFICAÇÃO TRÓFICA Um caso trágico de intoxicação por mercúrio ocorreu no Japão, quando uma indústria, instalada em 1932, começou a despejar mercúrio, na baía de Minamata. Esse metal foi absorvido pelo plâncton e, através da cadeia alimentar, atingiu peixes e moluscos, que serviam de alimentos p/ população local. Por volta de 1950 começaram a aparecer os problemas decorrentes do depósito de mercúrio no sistema nervoso, no fígado e nos rins: morte de cerca de mil pessoas, além de provocar surdez, paralisia e cegueira em mil pessoas o desastre ficou conhecido como doença de Minamata.

45 DDT no ser humano - 10 ppm DDT nos peixes - 1 ppm DDT no zooplâncton 0,1 ppm DDT no fitoplâncton 0,01 ppm O pontilhado representa a concentração do DDT em cada nível trófico; ppm (partes por milhão) é uma forma de expressar a concentração de um poluente. 1 ppm corresponde a 1 parte do poluente em 1 milhão de partes de uma mistura.

46 Leitura do texto: O perigo do mercúrio p. 193

47 ATIVIDADES p. 191 a 193 1) O que é produtividade primária bruta (PPB)? Qual a relação entre PPB e PPL? (5) 2) Caracterize os 3 tipos de pirâmides ecológicas e aponte vantagens e desvantagens de cada uma. (6) 3) O homem estará ocupando o nível trófico em que há maior aproveitamento da energia fixada pelos produtores, quando escolher como cardápio: arroz com feijão ou frango com toucinho? Comente. (2)

48 4) O que são poluentes não biodegradáveis? Exemplifique. (3) 5) Explique o que significa magnificação trófica. (5) 6) Comente sobre a doença de Minamata. (5) 7) Em uma lagoa são lançados inseticidas organoclorados. Dos organismos: caramujos, peixes, microcrustáceos e garças, quais os que irão apresentar, após algum tempo, maior concentração desses inseticidas? (1) 8) Você aprendeu que a quantidade de energia diminui ao longo da cadeia, pois parte dessa energia se perde na forma de calor. Explique, então por que a energia de um ecossistema não acaba. ***

49 Aplique seus conhecimentos RESPONDER as questões 1 a 20 (exceto 18) - p.194 a 197