BIOLOGIA Prof. Fred ECOLOGIA - CONCEITOS ECOLÓGICOS Ecologia: definição e importância Ecologia é o estudo das relações entre os seres vivos e entre estes e o ambiente em que vivem. Envolve aspectos do comportamento das espécies e a relação destas com o clima e outros aspectos físicos e químicos do ambiente (luz, água, solo, etc.). Envolve também outros ramos do conhecimento, como ciências econômicas e sociais. O termo foi empregado por Haeckel em 1866, mas foi principalmente nas últimas duas décadas que a disciplina se tornou um dos mais importantes ramos das ciências naturais, especialmente devido aos danos ambientais causados pelo aumento da população humana, pela escassez dos recursos naturais e pela poluição ambiental. Níveis de organização A ecologia tem como foco de estudo desde a Biosfera até o nível das populações. Biosfera é o conjunto de regiões da Terra onde existe vida, sendo constituída por vários ecossistemas (florestas, cerrados, desertos, mares, rios, etc.). Cada ecossistema é formado pelo componente não vivo: biótopo (solo e atmosfera) e pelos seres vivos: comunidade ou biocenose ou biota. Cada comunidade é formada por diferentes populações (conjunto de indivíduos da mesma espécie que vivem ao mesmo tempo em um mesmo lugar). Ecossistema = Biótopo + Biocenose Hábitat Hábitat é o lugar onde um organismo (ou população) vive. Ex.: o hábitat de uma seringueira é a floresta Amazônica. Nicho ecológico Nicho ecológico é o papel de um organismo (ou população) em seu ecossistema. Refere-se a como este ser vive (alimentação, moradia, estratégias de reprodução e de defesa, etc.). Portanto, uma seringueira e um macaco possuem o mesmo habitat (floresta Amazônica), mas possuem nichos ecológicos diferentes. CADEIAS ALIMENTARES Cadeia alimentar ou cadeia trófica É a relação alimentar entre os seres vivos de um ecossistema. Níveis alimentares ou níveis tróficos Uma cadeia alimentar é composta por 3 categorias de indivíduos ou 3 níveis tróficos: a) produtores: seres autótrofos, pois produzem seu próprio alimento (glicose) a partir da fotossíntese. Desta forma, sustentam todos os demais níveis tróficos, sendo a base da cadeia alimentar. b) consumidores: primários ou de primeira ordem (animais herbívoros):seres heterótrofos, se alimentam dos produtores. secundários ou de segunda ordem (animais carnívoros): seres heterótrofos, se alimentam dos consumidores primários. terciários ou de terceira ordem (animais carnívoros):seres heterótrofos, se alimentam dos consumidores secundários. e assim por diante c) decompositores (fungos e bactérias): microrganismos saprófitas que se alimentam de animais e plantas mortos (todos os níveis tróficos), decompondo-os. São muito importantes, visto que realizam a reciclagem da matéria orgânica, devolvendo os elementos químicos ao meio ambiente. 1
Nível trófico do Homem O Homem é considerado onívoro, já que possuímos uma alimentação variada, desempenhando papéis de consumidores primários (quando comemos vegetais), consumidores secundários (quando comemos animais herbívoros), etc. Teia Alimentar Um ecossistema não possui somente uma cadeia alimentar e sim várias cadeias alimentares interligadas, formando uma teia alimentar. Um mesmo indivíduo pode ser um consumidor primário e secundário, por exemplo. Esquema geral de uma cadeia alimentar Exemplos de cadeias alimentares Exemplo de teia alimentar Fluxo de Energia na Cadeia Alimentar Produtores Os produtores (seres fotossintetizantes) captam a energia luminosa e a convertem em energia química (guardada na molécula de glicose) a partir da fotossíntese. Parte dessa energia é utilizada pelos próprios produtores para sua sobrevivência. O excedente é aproveitado pelos consumidores primários quando estes se alimentam dos produtores. Os consumidores primários também não utilizam toda a energia obtida através da 2
alimentação e esse novo excedente é consumido pelos consumidores secundários, e assim por diante. Portanto, a transferência de energia em uma cadeia alimentar é unidirecional, começando nos produtores e finalizando nos decompositores. Pirâmide de energia Representa a quantidade de energia disponível em cada nível trófico. A largura de cada nível é diretamente proporcional à quantidade de energia. Observe que a quantidade de energia disponível vai diminuindo de um nível para outro Pirâmide de biomassa Representa a quantidade de matéria orgânica (biomassa) presente em cada nível trófico. A largura de cada nível é diretamente proporcional à quantidade de biomassa. Perceba que a pirâmide é semelhante à anterior porque a biomassa também é dissipada de um nível para outro. Em medições de biomassa que envolvam um intervalo de tempo muito curto e que não levem em conta taxas de reprodução das espécies, é possível que haja inversões passageiras desta pirâmide. Pirâmide de números Representa o número de indivíduos presentes em cada nível trófico. Esta pirâmide pode ser invertida em relação às duas anteriores, mas geralmente são necessárias muitas plantas para alimentar um só herbívoro e alguns herbívoros para alimentar um só carnívoro. RELAÇÕES SIMBIÓTICAS Simbiose Simbiose é qualquer relação de convivência entre seres vivos, seja ela benéfica ou não. Relações intra-específicas e interespecíficas Relação intra-específica é aquela que ocorre entre indivíduos de uma mesma espécie. Por outro lado, uma relação interespecífica é aquela estabelecida entre indivíduos de espécies diferentes. 3
Relações harmônicas e não harmônicas Uma relação é harmônica (ou positiva) quando um ou os dois organismos se beneficiam e não há prejuízo para nenhuma das partes. Uma relação não harmônica (ou negativa) é aquela em que há prejuízo para uma ou ambas as partes envolvidas. Resumo das relações simbióticas entre seres vivos intra- Relações específicas Harmônicas positivas) (ou Colônias: indivíduos unidos, atuando em conjunto; podendo repartir funções. Ex.: corais. Sociedades: indivíduos independentes, organizados cooperativamente. Ex.: abelhas. Desarmônicas harmônicas) negativas) (não (ou Competição intra-específica: indivíduos competem pelosmesmosrecursosdo meio. Esse tipo de relação existe em praticamente todas as espécies. Protocooperação: indivíduos associados se beneficiam e a associação não éobrigatória. Ex.: caranguejo eremita e anêmona-do-mar. Harmônicas (ou positivas) Inquilinismo: indivíduo usa outro como moradia, sem prejudicálo. Ex.: plantas epífitas sobre árvores. Comensalismo: indivíduo usa restos da alimentação de outro, sem prejudicá-lo. Ex.: hienas, que aproveitam restos das presas dos leões. Mutualismo: indivíduos associados se beneficiam e a associação é fundamental à sobrevivência de ambos. Ex.: algas e fungos que formam liquens. Relações interespecíficas Competição interespecífica: indivíduos com nichos ecológicos similares competem por recursos do meio. Ex.: animais que se alimentam do mesmo tipo de planta. Amensalismo: indivíduo libera substâncias que inibem o crescimento de outro. Ex.: fungos que liberam antibióticos contra bactérias. Desarmônicas harmônicas negativas) (não ou Herbivorismo: animais (herbívoros) devoram plantas inteiras ou partes delas. Ex.: gado, que se alimenta de capim. Predatismo: animais (carnívoros) matam e devoram outros animais. Ex.: gavião, que devora outros pássaros eroedores. Parasitismo: indivíduo vive à custa de outro, causando prejuízos, geralmente sem levar à morte. Ex.: lombrigas que parasitam o intestino humano. EXERCÍCIOS 1. Em Ecologia: a) comunidade é um grupamento de indivíduos de uma dada espécie. b) população é a reunião de todos os indivíduos de uma mesma área, pertencentes ou não a diversas espécies. c) ecossistema é uma porção da Terra biologicamente habitada. d) o nicho ecológico tem valor dinâmico e funcional em relação ao hábitat, cujo valor é puramente físico. e) os fluxos de matéria e de energia num ecossistema são cíclicos, pois a matéria e a energia são continuamente reprocessadas nas cadeias alimentares. 4
2. Em Ecologia costuma-se empregar freqüentemente a expressão nicho ecológico. No que se refere a essa expressão, podemos dizer que: a) as preás e os coelhos, que vivem em um campo e se alimentam de capim, ocupam o mesmo nicho ecológico. a) as lombrigas e o ancilóstoma, por viverem no intestino do homem, ocupam o mesmo nicho ecológico. b) hábitat é o mesmo que nicho ecológico. c) a coexistência de duas espécies próximas em um mesmo lugar significa que cada espécie ocupa um nicho ecológico específico. d) entre espécies que ocupam nichos ecológicos diferentes, a competição é muito acentuada. 3. (F.C.Chagas) O esquema abaixo representa as relações tróficas de um campo. Um gavião que se alimenta de roedores e de cobras é um consumidor de: a) segunda ordem, apenas. b) terceira ordem, apenas. c) quarta ordem, apenas. d) segunda, terceira e quarta ordens. e) terceira e quarta ordens, apenas. 4. (FATEC-SP) Dada a teia ou rede alimentar abaixo, aponte a alternativa errada. a) I, II e III comportam-se exclusivamente como consumidores de primeira ordem. b) IV e V comportam-se exclusivamente como consumidores de segunda ordem. c) VI comporta-se como consumidor de segunda e terceira ordem. d) O aumento do número de consumidores IV e V provocará certamente um aumento no número de todos os outros animais da teia alimentar. e) Os seres autótrofos são representados pelos produtores. 5. Num ecossistema de água doce completo, a interdependência entre os membros da comunidade de um para outro, diretamente, é observada do seguinte modo: a) Os peixes carnívoros dependem do fitoplâncton. b) Os hospedeiros dependem dos seus parasitas. c) O zooplâncton depende do fitoplâncton. d) As plantas clorofiladas dependem do zooplâncton. e) Os microcrustáceos dependem dos peixes. 6. (PUC) Um ecologista construiu uma pirâmide de massa para uma comunidade de campo, pesando os seguintes componentes de uma área determinada: capim, gafanhotos, ratos e corujas. Sabendo-se que foram pesadas 5.000 toneladas de capim, que número você espera tenha sido atribuído para as corujas? a) 10.000 toneladas. b) 1 tonelada. c) 5.500 toneladas. d) 4.900 toneladas. 7. (UF-RN) Considere a seguinte cadeia alimentar: e) 5.000 toneladas. Qual das seguintes pirâmides de números corresponde à cadeia considerada? 5
8. Na análise das relações tróficas num determinado ecossistema, o pesquisador poderá chegar à organização de uma pirâmide de números, de biomassa ou de energia. Quanto à última, baseados em princípios termodinâmicos, os resultados experimentais obtidos mostram que: a) a pirâmide de energia sempre se apresenta invertida. b) como os vegetais acumulam energia nos processos fotossintéticos e passam-na para os herbívoros através da nutrição, a energia interna total do ecosssistema é sempre maior que a quantidade de energia absorvida. c) a quantidade de energia presente no ecossistema sob as mais diferentes formas ao longo de um determinado período é igual à quantidade de energia absorvida durante este período. d) a pirâmide de energia nunca se apresenta invertida. e) toda a energia que entra no ecossistema fica retida ao nível dos produtores, considerando que os consumidores obtêm energia unicamente por processos internos como a oxidação de glicídios. 9. (CESGRASNRIO) O esquema abaixo representa uma pirâmide de energia, na qual os algarismos arábicos correspondem aos níveis tróficos de um ecossistema terrestre. Abaixo são feitas três afirmativas sobre a pirâmide. Analise-as e assinale a opção correta. I. A representação de uma pirâmide de biomassa corresponderia à mesma pirâmide esquematizada, porém invertida. II. A energia captada pelos produtores circula na pirâmide energética, podendo ser aproveitada pelos níveis tróficos inferiores. III. A quantidade de energia bem como a biomassa diminuem na passagem de um nível trófico para o seguinte. a) I, II e III estão corretas. b) SomenteIeII estão corretas. c) Somente II e III estão corretas. d) Somente I está correta. e) Somente III está correta. 10. (Sta. Casa) O fluxo de energia que atravessa determinado nível trófico constitui a produtividade bruta, que é a soma da produtividade líquida e da energia das substâncias perdidas para a respiração. Assim, se considerarmos os produtores, a produtividade bruta corresponderá ao total de energia: a) assimilado por elas na fotossíntese. b) incorporado à sua biomassa. c) disponível para os herbívoros e decompositores. d) consumido pelos herbívoros e decompositores. e) incorporado à biomassa de herbívoros e decompositores. GABARITO 1. Alternativa d. Habitat refere-se apenas ao espaço ocupado. Nicho engloba fatores relacionados à interação com o meio físico (ex: limites de temperatura e umidade) e biótico (ex.: disponibilidade de alimento e par sexual). 2. Alternativa d. Mesmo aparentadas, duas espécies apresentam preferências, tolerâncias e necessidades diferentes em relação a fatores bióticos e abióticos, i.e. nichos distintos. 3. Alternativa d. Segundo o esquema, poderíamos ter as seguintes cadeias lineares: P>R>G, onde o gavião seria consumidor secundário; P>R>C>G, onde o gavião seria consumidor terciário; P>I>S>C>G, onde o seria consumidor quaternário. 4. Alternativa d. Um aumento de IV pode promover redução emieum aumento de V pode promover redução em III. 5. Alternativa c. Em geral, um determinado nível trófico depende do nível trófico imediatamente inferior, ou seja, de seu alimento. A maioria dos microcrustáceos do zooplâncton depende das microalgas do fitoplâncton. 6
6. Alternativa b. Nas pirâmides ocorre uma redução de massa da ordem de dez vezes a cada nível trófico avançado. 7. Alternativa b. Uma pirâmide de número de parasitas é caracterizada pela base estreita e topo largo. 8. 08. Alternativa d. A cada nível trófico da cadeia ocorre redução de dez vezes na energia disponível, em função de perdas pela respiração. 9. Alternativa e. Em geral, a pirâmide de biomassa corresponde à de energia. O fluxo energético é Unidirecional: parte dos autótrofos para os níveis tróficos superiores. 10. Alternativa a. O material incorporado à biomassa (e portanto, disponível ao nível trófico seguinte) corresponde à produtividade líquida, ou seja, o que restou daquilo que foi assimilado após o consumo pela respiração. 7