ECOLOGIA GERAL FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DE ECOSSISTEMAS

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1 ECOLOGIA GERAL Aula 05 Aula de hoje: FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DE ECOSSISTEMAS Sabemos que todos os organismos necessitam de energia para se manterem vivos, crescerem, se reproduzirem e, no caso de muitas espécies, para se movimentarem. O Sol: é a principal fonte fornecedora de energia para a terra. A cada dia a Terra é bombardeada por kcal de energia solar, o que em termos comparativos equivale à energia de 100 milhões de bombas atômicas, semelhante a que explodiu em Hiroxima. Com relação ao aproveitamento de toda essa energia, a principal forma está associada a captação feita pelas plantas, que por sua vez, transforma energia luminosa em energia química através da fotossíntese. Essa energia química nutre os tecidos vegetais que servirão de fonte de energia para outros organismos. Pensando em energia... Raciocínio para engenheiros Heimmm!!! A evolução do conhecimento em física tem nos permitido explorar essa energia solar para conversão em outros tipos de energias que favorecem a nossa vida, como a energia térmica, elétrica, mecânica, entre outras... Missão dos engenheiros: Buscar o melhor aproveitamento e uso dessas energias, generosamente cedidas, sempre pensando em sustentabilidade.

2 Fluxo de energia entre os organismos O fluxo de energia entre os organismos se caracteriza em função da origem, conversão e trajetória energética. Esse fluxo pode ser entendido em função do beneficiamento energético por parte dos organismos envolvidos nessa dinâmica. - Organismos autotróficos são aqueles que sintetizam seu próprio alimento através da fotossíntese (processo pelo qual as plantas e alguns outros organismos transformam energia luminosa em energia química). - Organismos consumidores são aqueles que usam a energia química acumulada nas substâncias orgânicas na alimentação (animais). Devido a esse fluxo energético entre os organismos, onde a, alimentação propriamente dita, é o principal processo de obtenção energético após o primeiro nível trófico. Desta forma os níveis tróficos, ou a rota energética nos seres vivos, podem ser entendidos da seguinte maneira: Primeiro nível trófico Formado por organismos autotróficos (produtores). Os níveis seguintes são compostos por organismos heterotróficos, ou seja, aqueles que obtêm a energia de que precisam de substâncias orgânicas produzidas por outros organismos. Todos os animais e fungos são seres heterotróficos, e a este grupo inclui os herbívoros, os carnívoros e os decompositores. Segundo nível trófico Formado por organismos heterotróficos (consumidores). - Consumidores primários, formados por organismos que se alimentam dos produtores (herbívoros). - Consumidores secundários formados por organismos que se alimentam dos consumidores primários. - Consumidores terciários formados por organismos que se alimentam dos consumidores secundários. mais...

3 Nível trófico dos detritívoros - Decompositores formados por certas bactérias e fungos, que atacam os cadáveres, excrementos, restos de vegetais e, em geral, matéria orgânica dispersa no substrato, decompondo-a em sais minerais, água e dióxido de carbono, que são depois re-utilizados pelos produtores, num processo natural de reciclagem Esquema ilustrado dos níveis tróficos e da rota energética entre os organismos. Cadeia alimentar O termo cadeia alimentar refere-se à seqüência em que se alimentam os seres de uma comunidade. Ou seja é uma seqüência de organismos interligados por relações de alimentação. Desta forma, a posição em que cada ser vivo ocupa numa cadeia alimentar corresponde seu nível trófico. Autotróficos Heterotróficos Decompositores

4 Figura x A- Cadeia alimentar marinha. B- Cadeia alimentar terrestre. Teia alimentar (também conhecida como rede alimentar) A teia alimentar é caracterizada pelo conjunto de cadeias alimentares, ligadas entre si e geralmente representadas como um diagrama das relações tróficas (alimentares) entre os diversos organismos ou espécies de um ecossistema. As teias alimentares, em comparação com as cadeias, apresentam situações mais perto da realidade, onde cada espécie se alimenta em vários níveis hierárquicos diferentes e produz uma complexa teia de interações alimentares. Todas as cadeias alimentares começam com um único organismo produtor, mas uma teia alimentar pode ter vários produtores. A complexidade de teias alimentares limita o número de níveis hierárquicos, assim como na cadeia. As teias alimentares dão uma noção mais realista do que acontece nos diversos ecossistemas porque a relação entre dois organismos (o alimento e seu consumidor) não é sempre a mesma.

5 Figura y Teia alimentar. Pirâmides ecológicas As relações ecológicas entre seres vivos podem ser representadas graficamente por meio da construção das chamadas pirâmides ecológicas. Essas pirâmides representam as variações de número, massa e energia dentro de um ecossistema. Tipos de pirâmides Pirâmide de números Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses.

6 Em alguns casos, quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números passa a ter uma conformação diferente da usual, sendo denominada pirâmide invertida. Outro exemplo de pirâmide invertida é dada quando a pirâmide envolve parasitas, sendo assim os últimos níveis tróficos mais numerosos. Pirâmide de biomassa Pode-se também pensar em pirâmide de biomassa, em que é computada a massa corpórea (biomassa). O resultado será similar ao encontrado na pirâmide de números: os produtores terão a maior biomassa e constituem a base da pirâmide, decrescendo a biomassa nos níveis superiores.

7 Tal como no exemplo anterior, em alguns casos pode ser caracterizada como uma pirâmide invertida, já que há a possibilidade de haver, por exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico, alterando tais proporções. Pirâmide de energia Retrata, para cada nível trófico, a quantidade de energia acumulada, em uma determinada área ou volume, em um intervalo de tempo. Assim, representa a produtividade energética do ambiente em questão. OBS: Estima-se que cada nível trófico transfira apenas 10% da capacidade energética para o nível trófico seguinte, por isso, que uma pirâmide dificilmente apresentara mais que cinco níveis tróficos.

8 AGORA SIM, ASSUNTO PARA ENGENHEIROS AGRÍCOLAS E AGRÔNOMOS HEIM!!!!! Vamos raciocinar juntos, ok? Vejamos a seguinte situação: Sob condições adequadas, uma área de m 2 pode produzir uma determinada quantidade de arroz suficiente para alimentar 24 pessoas durante um ano. Se esse arroz, em vez de servir de alimento ao Homem, fosse utilizado para a criação de gado, a carne produzida alimentaria apenas uma pessoa nesse mesmo período. Quanto mais curta for uma cadeia alimentar, maior será, portanto, o aproveitamento da energia. O que quer dizer isso? Ex1: Cadeia mais curta (Arroz Homem) Ex2: Cadeia mais longa (Arroz gado Homem) Diante deste conhecimento, podemos afirmar que em locais (países, estados, municípios, etc.) que convivem com problemas associados à falta de alimentos, o Homem deve optar por obtê-los através de cadeias curtas. Desta forma, podemos utilizar o cálculo da eficiência nas transferências de energia de um nível para o outro, a necessidade de avaliar a quantidade de matéria orgânica ou de energia existente em cada nível trófico, ou seja, é necessário conhecer a produtividade ao longo de todo o ecossistema.

9 A Produtividade do Ecossistema A produtividade de um ecossistema depende de diversos fatores, dentre os quais os mais importantes são a luz, a água, o gás carbônico e a disponibilidade de nutrientes. A produtividade de um ecossistema pode ser avaliada pela: PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA - corresponde à quantidade de matéria orgânica produzida pelos autotróficos durante determinado tempo, em determinada área. PRODUTIVIDADE SECUNDÁRIA - corresponde à quantidade de matéria orgânica incorporada aos consumidores. Ainda podemos dividir essas categorias em outras duas: PRODUTIVIDADE BRUTA - corresponde ao total de matéria orgânica acumulada. PRODUTIVIDADE LÍQUIDA - corresponde ao total de matéria orgânica acumulada depois de descontados os gastos referentes a atividade metabólica. Em ecossistemas estáveis, com freqüência a PRODUÇÃO de (P) iguala o CONSUMO de (R). Nesse caso, vale a relação P/R = 1. Eficiência Ecológica Eficiência ecológica é a porcentagem de energia transferida de um nível trófico para o outro, em uma cadeia alimentar. De modo geral, essa eficiência é, aproximadamente, de apenas 10%, ou seja, cerca de 90% da energia total disponível em um determinado nível trófico não são transferidos para a

10 seguinte, sendo consumidos na atividade metabólica dos organismos do próprio nível ou perdidos como restos. Em certas comunidades, porém a eficiência pode chegar a 20%.

11 Discussão MOMENTO BATE BOCA 1 Em se tratando de aproveitamento energético e conversão de biomassa, o que vale mais a pena para nós. Comer carne de boi ou frango? Carne de frango, pois esta questão está diretamente ligada a maior conversão de biomassa, o que pode ser explicado devido ao menor tempo de desenvolvimento associado ao uma maior densidade de animais por m 2..