Gestão Ambiental Profa. Lígia Rodrigues Morales Ciclo do nitrogênio, Relações Ecológicas, Sucessão Ecológica, Introdução à Conservação (Biodiversidade) Objetivos Entender o processo básico de ciclagem do nitrogênio; Compreender o efeito da interferência humana nesse ciclo; Conhecer as principais relações ecológicas existentes entre os seres vivos, compreendendo a sua relevância para o equilíbrio e evolução das populações; Objetivos Compreender o processo de formação de um novo ecossistema, através da sucessão ecológica, e suas transformações em seus diversos fatores; Entender a importância da biodiversidade e conhecer como ocorre a sua distribuição dentro dos ecossistemas. Compreender as principais causas da extinção de espécies.
Ciclo do Nitrogênio O Nitrogênio (N2) é o gás mais abundante da atmosfera e representa 78% dos gases nela existentes. A atmosfera é o maior reservatório deste elemento e também a válvula de segurança deste ciclo. O passaporte de saída e volta do nitrogênio para a atmosfera são as bactérias. As bactérias nitrificantes fixam o nitrogênio no solo em forma de sais de nitrogênio. Já as bactérias desnitrificantes, devolvem o nitrogênio para a atmosfera na forma gasosa. Ciclo do Nitrogênio
Existe também um ciclo curto do nitrogênio, no qual os organismos heterotróficos degradam as proteínas e excretam o nitrogênio excedente, normalmente pela urina, na forma de amônia, uréia ou ácido úrico. O nitrogênio, naturalmente, sempre foi escasso e sua fixação e liberação são reguladas por bactérias, muitas simbiontes de plantas. São elas que fazem com que nitritos, nitratos e amônia sejam rapidamente absorvidos. Ciclo do Nitrogênio O uso indiscriminado de adubos pelo homem está alterando o ciclo natural do nitrogênio. O adubo usado na agricultura acaba dissolvido pela água e assim atinge o lençol freático, os rios e mares. A liberação de esgotos em corpos d água também libera grande quantidade de compostos nitrogenados.
Esse excesso de nitrogênio, presente nos adubos e esgotos, acaba favorecendo a floração de algas (tapete de algas) e de outros organismos oportunistas. Essas florações podem ser tão grandes que consomem todo o oxigênio do corpo d água e provocam a morte de organismos aeróbicos, como os peixes. Processo de Eutrofização Proliferação excessiva de algas em um lago devido à introdução de nutrientes Interações ou Relações Ecológicas Acontecem quando duas ou mais espécies que convivem em um mesmo habitat podem desenvolver relações mútuas favoráveis ou desfavoráveis para uma ou para todas as espécies participantes da relação.
As relações ecológicas podem ser classificadas como: Relações intra-específicas Relações interespecíficas Relações Harmônicas ou positivas Relações Desarmônicas ou negativas Colônia: é formado por indivíduos iguais entre si, da mesma espécie, e que os indivíduos associados se acham unidos por um substrato comum. Sociedade: neste tipo de relação, os indivíduos cooperam uns com os outros, apresentando profundo grau de interdependência e divisão de trabalho entre si. Podem existir castas.
Mutualismo: é uma relação em que uma espécie ajuda a outra, numa relação íntima, não podendo uma viver sem a outra. Se houver separação, ambas morrem. Protocooperação: ocorre quando uma espécie ajuda a outra e ambas tiram igual benefício da associação, porém uma espécie pode viver separadamente da outra. Comensalismo: ocorre quando uma espécie (comensal) se alimenta dos restos alimentares de outra espécie.
Inquilinismo: ocorre quando uma espécie usa a outra apenas como moradia. O inquilino obtém abrigo (proteção) ou suporte no corpo da hospedeira. Amensalismo ou Antibiose: é quando existe competição entre espécies e uma delas inibe o crescimento da outra. Predatismo: é quando uma espécie (predador) se beneficia da outra (presa), usando-a como alimento.
Parasitismo: parasita aloja-se externa ou internamente no hospedeiro, causando-lhes lesões, deformações, intoxicações e eventualmente a morte. Competição: ocorre quando dois indivíduos disputam por algum fator ambiental, como alimento, território, luminosidade, parceiros. A competição pode ser intra-específica ou interespecífica, ou seja, entre indivíduos da mesma espécie ou de espécies diferentes, respectivamente. A competição, assim como o predatismo, o parasitismo e outras relações desarmônicas, favorece o processo seletivo, que culmina na preservação de formas de vida mais bem adaptadas ao ambiente e com extinção dos indivíduos com baixo poder adaptativo. Além de controlar o número de indivíduos das populações.
Canibalismo: ocorre quando um indivíduo captura e destrói fisicamente outro da mesma espécie para se alimentar. Intervalo Sucessão Ecológica Os ecossistemas naturais estão em constante modificação. A sucessão ecológica ocorre em um ecossistema desde sua fase inicial até atingir o seu equilíbrio e estabilidade. Ou seja, durante o processo de sucessão, o ecossistema passa por vários estágios, desde a juventude até a maturidade.
Quando a sucessão ecológica começa em um ambiente totalmente abiótico ou que sofreu um distúrbio cataclísmico, ela é dita Sucessão Primária. Neste caso, podem ser exemplos: uma área que sofreu um período de vulcanismo; um campo de lava; uma superfície de rocha ou areia recém exposta. Sucessão Ecológica Primária Sucessão Ecológica Primária
Sucessão Ecológica Primária Já, quando a sucessão se inicia a partir de um grande distúrbio, mas nem todas as formas de vida foram destruídas do ambiente, ela é chamada de Sucessão Secundária. Nesse caso, a área já possui uma camada de solo e resquícios de vegetação. Sucessão Ecológica Secundária
Sucessão Ecológica Secundária A sucessão também pode ser classificada como: Sucessão autogênica: Ocorre quando as mudanças sucessionais são determinadas, em grande parte, por interações internas entre espécies e/ou com o ambiente físico; Sucessão alogênica: Ocorre quando forças externas ao ambiente afetam, controlam e determinam regularmente as mudanças por exemplo: tempestades, incêndios e inundações.
Na sucessão ecológica, a comunidade age sobre o meio físico, tornando-o propício para o aparecimento e desenvolvimento de novas espécies. Também ocorre competição entre as espécies que se desenvolvem, o que culmina numa coexistência de populações. Uma substituição contínua de espécies ocorre ao longo da sucessão, que pode ser dividida em estágios ou séries (sere): inicial, intermediária, tardia e clímax. No estágio inicial surgem seres vivos tipicamente pequenos, com ciclos de vida curtos (anuais) e com rápida dispersão de sementes. Esses seres, considerados estabilizadores ambientais, constituem a comunidade pioneira ou ecese. Exemplos de seres vivos pioneiros são: cianobactérias, liquens, musgos, insetos diversos, aranhas, gramíneas, ervas pequenas e outros vegetais rasteiros. Figura seres pioneiros
No estágio intermediário, as espécies de vida curta são substituídas por espécies de ciclo de vida um pouco mais longo, com lenta dispersão de sementes e de maior porte (herbáceas e arbustivas), no caso de vegetais. Já na comunidade tardia, surgem plantas e animais associados a ecossistemas maduros com maior diversidade de nichos. A comunidade é considerada clímax quando a sua estabilidade e sua biodiversidade chegam ao seu ponto máximo. Comunidade Clímax
Com relação à bioenergética, ocorrem as seguintes transformações durante a sucessão ecológica autogênica: A biomassa (B) e os detritos orgânicos tendem a aumentar; A produção primária bruta (P) e a respiração (R) tendem a aumentar, assim como a eficiência na utilização da energia; A produção primária líquida tende a diminuir; A razão P/R tende a diminuir, aproximando-se de 1 (um); A razão B/P tende a aumentar; A composição de espécies tende a mudar; A diversidade aumenta e tende a ficar uniforme; Seres vivos instáveis tendem a ser substituídos por seres estáveis; O ciclo de vida dos seres vivos tende a aumentar, inclusive sua complexidade; O tamanho dos organismos e/ou seus propágulos tende a aumentar; As relações de simbiose tendem a ter maior freqüência; As cadeias alimentares tendem a ficar mais longas; Os nichos ecológicos tendem a ser mais estreitos;
O ecossistema tende a ficar mais estável e resistente, porém com uma elasticidade menor; Os ciclos biogeoquímicos tendem a ficar mais fechados; O índice de ciclagem dos elementos tende a aumentar, assim como a taxa de armazenamento e reposição; Aumentam a retenção e conservação de nutrientes, cuja utilização se torna mais eficiente; As taxas de mortalidade, natalidade, imigração e emigração fazem variar o número de indivíduos e, conseqüentemente, a densidade de uma população. Esses fatores ecológicos, bióticos e abióticos que interferem no sucesso de uma espécie em ocupar um ambiente são conhecidos como fatores limitantes. O número de indivíduos de uma população pode ser controlado pelas interações ecológicas que a espécie possui com os outros organismos da comunidade. Além disso, a limitação de outros componentes ambientais, como luminosidade, temperatura, água, fósforo, nitrogênio, oxigênio e salinidade, pode impedir que uma população cresça com o seu potencial máximo.
O potencial biótico é a capacidade máxima de crescimento de uma população. Dificilmente uma espécie atinge seu potencial biótico, pois os fatores limitantes raramente estão em condições ótimas, desfavorecendo, assim, seu crescimento. A diferença entre o potencial biótico e o crescimento real de uma espécie é chamada de resistência ambiental ou resistência do meio. Tamanho da população Potencial Biótico Resistência do meio Tamanho máximo da população para um certo ambiente Curva de crescimento real da população tempo A capacidade suporte é o potencial de um meio em suprir todas as necessidades de uma comunidade. Os fatores limitantes, o potencial biótico, a capacidade suporte e também as relações ecológicas são fundamentais para se compreender e estudar a dinâmica da população de uma espécie e também o processo da sucessão ecológica.
Intervalo Biodiversidade A diversidade biológica é a riqueza de vida do Planeta, os milhões de espécies de plantas, de animais e outros organismos, os genes que eles possuem e o emaranhado de ecossistemas que estes seres vivos contribuem para formar no meio ambiente. O termo diversidade biológica, então, pode ser analisado sob enfoques diferentes: a variedade genética dentro de uma espécie; a diversidade de espécies e a variedade de comunidades biológicas ou ecossistemas.
Biodiversidade Existe uma tendência geral de distribuição da biodiversidade segundo alguns fatores. A biodiversidade tende a aumentar: com o tempo evolutivo e de sucessão ecológica; dos pólos para o Equador, ou seja, com a diminuição da latitude; com a menor freqüência de distúrbios e ambientes menos severos, ou seja, menor variação climática; com a diminuição da altitude; com a menor profundidade, em ambientes aquáticos; com o tamanho da área; A biodiversidade tende a aumentar:
A biodiversidade tende a aumentar: com a heterogeneidade ambiental; com a variedade de nichos; com a produtividade, ou seja, disponibilidade de recursos. Riqueza é considerada como o número total de espécies de uma área, ou seja, a densidade de espécies. Já a uniformidade está relacionada ao grau de dominância de uma espécie numa determinada área, ou seja, a abundância relativa de espécies. Quando uma determinada espécie é importante para a persistência de muitas outras espécies em uma comunidade e conseqüentemente para o equilíbrio de um ecossistema, ela é chamada de espécie-chave. Uma espécie é considerada endêmica quando sua ocorrência se restringe a uma certa área geográfica.
Através das atividades tecnológicas e do aumento da demanda das populações humanas que cresce rapidamente, tem ocorrido uma intensa modificação do ambiente natural e com isso a perda de um número significativo de espécies. A extinção de espécies faz parte do processo evolutivo. O que traz preocupação sobre a extinção nos dias atuais são suas taxas. Devido à ação predatória do homem sobre o meio ambiente, as taxas de extinção de espécies nunca foram tão altas. Uma espécie édita extinta quando já não existe nenhum exemplar vivo, ou quando os indivíduos restantes encontram-se apenas em cativeiro. Muitas características determinam que uma espécie esteja mais vulnerável à extinção, dentre elas estão: ocorrência em área limitada; ocorrência de apenas uma ou poucas populações; necessidade de grandes habitats (com grande área dinâmica mínima - ADM); populações pequenas ou com baixa densidade populacional;
Muitas características determinam que uma espécie esteja mais vulnerável à extinção, dentre elas estão: baixa capacidade de dispersão; ter grande porte; ser migrante sazonal; ter pouca variabilidade genética; requerer nicho especial; Muitas características determinam que uma espécie esteja mais vulnerável à extinção, dentre elas estão: ser espécie de ambiente estável (clímax); ocorrer em formações permanentes ou temporárias (grupos, bandos); ser caçada ou consumida por humanos. Dependendo da sua origem, a extinção pode ser classificada como de fundo, maciça ou antrópica. A extinção de fundo ocorre quando uma espécie desaparece sutilmente devido às mudanças ambientais e sua incapacidade de adaptação. Já a extinção maciça ocorre quando uma variedade de espécies desaparece de uma só vez, devido a catástrofes naturais, como grande erupções vulcânicas, furacões e até quedas de meteoros.
A extinção antrópica ocorre quando o desaparecimento de espécies acontece em conseqüência de ações humanas diversas, como: destruição e fragmentação de habitats; degradação de habitats através da poluição atmosférica, das águas e do solo; introdução de espécies exóticas; dispersão de doenças; exploração excessiva de espécies de interesse humano. A população humana está crescendo numa velocidade muito grande desde último século. Isso fez com que o uso dos recursos naturais aumentasse para sustentar toda essa gente e, conseqüentemente, a destruição, degradação e fragmentação de habitats naturais. E isto tem sido a principal causa da extinção de espécies. Boa semana! Profa. Lígia Rodrigues Morales Referência de imagens Todas as imagens pertencem ao banco de imagens.