IC II - Lab.Geo.Fis Aula 3 Turma: 2015/1 Profª. Larissa Bertoldi larabertoldi@gmail.com
Aula de hoje.. Sistemas Teoria Geral dos Sistemas Relações entre os elementos dos Ecossistemas
Biogeografia e Sistemas Biogeografia Histórica Ecológica Avanços nos estudos sistêmicos Teoria Geral dos Sistemas - TGS proposta pelo biólogo Ludwig Von Bertalanffy. Criticou a visão de que o mundo é dividido em diferentes áreas, como física, química, biologia, psicologia. Necessidade de estudar sistemas globalmente, de forma a envolver todas as suas interdependências desenvolvem qualidades que não se encontram em seus componentes isolados.
Biogeografia e Sistemas O princípio básico do estudo de sistemas é o da CONECTIVIDADE Sistemas conjunto de elementos interligados entre si e com uma inter-relação direta com o ambiente. Estrutura do sistema e seu comportamento transferência de energia, limites, ambiente, estado (transição ou equilíbrio). Necessidade de avaliar o maior número de variáveis (internas e externas) influenciam o processo de organização.
Biogeografia e Sistemas A TGS pressupõe que eventos de natureza completamente diferentes podem se relacionar se forem analisados com uma abordagem global. A TGS trabalha seguindo dois modelos: Reducionismo Holismo ou Sistêmico
Biogeografia e Sistemas Reducionismo Procura identificar cada peça isolada em um sistema e sua respectiva função. A soma desses elementos posteriormente desempenhará um resultado no sistema maior. Holismo ou Sistêmico Não existem elementos isolados, mas sim subsistemas interrelacionados, fazendo com que o sistema em si não consiga ser explicado de forma fragmentada, somente de maneira globalizada. O todo é maior que a soma das partes.
Características dos Sistemas Todo sistema possui quatro características básicas: Elementos Relações entre estes elementos Objetivo Meio ambiente onde está inserido. Os elementos são subsistemas de um sistema maior e interagem entre si para atingir o objetivo comum. O meio ambiente é o que não pode ser controlado pelo sistema. Porém, o sistema pode permutar elementos com o meio, havendo influência mútua entre estes.
Características dos Sistemas Essa interação pode ser tão grande que torna-se difícil distinguir o que é elemento do meio e o que elemento do sistema. Por exemplo: os alunos da universidade são elementos do sistema universidade ou são meio-ambiente?? Uma forma de diferenciá-los é verificando se o sistema pode controlar este elemento. Se sim, ele será um elemento do sistema, caso contrário será do meio ambiente. No exemplo: a universidade não pode controlar que o aluno venha à aula, portanto os alunos são parte do meioambiente.
Tipos de Sistemas 1. Concretos e Abstratos: Concretos aqueles que existem fisicamente, através de equipamentos, maquinaria, objetos e coisas reais. Abstratos modelos, conceitos, representações do mundo real, por exemplo, planos e ideias. Há uma complementariedade entre esses sistemas: Sistemas físicos precisam de um sistema abstrato para funcionar. Sistemas abstratos somente se realizam quando aplicados a algum sistema concreto.
Tipos de Sistemas 2. Naturais ou Artificiais: Os sistemas naturais são aqueles que existem na natureza, já os artificiais foram criados ou inventados pelo homem. 3. Abertos ou Fechados: Sistemas abertos apresentam relações de intercâmbio com o meio ambiente por meio de entradas e saídas, trocam matéria e energia regularmente e para sobreviver devem ajustar-se as condições do meio. Sistemas fechados não recebem e nem fornecem influência sobre o meio.
Abordagem Sistêmica A abordagem sistêmica maneira de resolver problemas sob o ponto de vista da Teoria Geral de Sistemas. Muitas soluções surgem quando observamos um problema como um sistema e, desta foram, sendo formado por elementos, com relações, objetivos e um meio-ambiente. Este tipo de enfoque propõe que é necessário dividir o problema em partes menores, assim a solução de uma pequena parte pode mostrar o caminho para a dos maiores.
Parâmetros do Sistema Os parâmetros de um sistema são entrada, saída e controle por feedback. A função de entrada é a primeira informação a ser processada, o ponto de partida do sistema. Os resultados de um processo são as saídas. Feedback é o processo de avaliar, informar ou corrigir o desempenho precisa ser rápido para ser eficiente.
TGS na Geografia Início do século XX Geografia fragmentada: Física Humana Segunda Guerra Mundial desenvolvimento tecnológico, político e econômico = impossível não haver interações entre as duas partes. A organização do espaço é o objeto de estudo da geografia. união do Geossistema natural com o sistema antrópico e as suas relações
TGS na Geografia A análise dos diversos fenômenos da natureza: 1. Econômica 2. Ambiental 3. Cultural 4. Social 5. Política focadas nas suas inter-relações para o conhecimento da realidade de uma sociedade Conhecimentos globais e históricos são importantes para a análise de um local específico.
TGS na Geografia Para a perspectiva ambiental os conceitos de Ecossistema e Geossistema constituem derivações da influência da TGS. Surgem outras definições Agroecossistemas e Sistemas Urbanos.
TGS na Geografia Ecologia é responsável pelo estudo detalhado dos seres vivos em seus ambientes Biogeografia se encarrega de estudar a distribuição temporal e espacial da ocupação desses seres vivos no ambiente Ecossistema e Geossistema responsáveis pelo estudo integrado das ligações existentes entre os elementos de um ambiente delimitado e da participação antrópica nos mesmos.
TGS na Geografia Ecossistema conjunto formado por todas as comunidades que vivem e interagem em determinada região e pelos fatores abióticos que atuam sobre essas comunidades.
TGS na Geografia Símbolos dos elementos do fluxo de energia
TGS na Geografia Símbolos dos elementos do fluxo de energia
TGS na Geografia Ecossistema hipotético Biomassa dos herbívoros Fonte de energia Consumidores primários Interação Produtor Biomassa dos produtores
TGS na Geografia Ecossistema Estuário
TGS na Geografia Geossistema Análise integrada entre natureza e sociedade.
TGS na Geografia Geossistema Além de fenômenos naturais, inclui também os econômicos e os sociais. Homogeneidade de seus componentes estrutura e dinâmica resultam da interação entre o potencial ecológico, a exploração biológica e a ação antrópica. Geossistema em estado de clímax potencial ecológico e exploração biológica encontrassem equilíbrio. Intervenções humanas rompimento do equilíbrio.
TGS na Geografia Geossistema
TGS na Geografia Agroecossistema Ecossistemas alterados, manejados pelo homem a fim de aumentar a produtividade de um grupo seleto de produtores e/ou consumidores.
TGS na Geografia Agroecossistema Equivalente a Sistema de produção, Sistema agrícola ou Unidade de produção. A ação humana modifica o ecossistema natural, procurando direcionar a produção do ecossistema para a obtenção de produtos que atendam suas necessidades. Ecossistema natural Agroecossistema
TGS na Geografia Agroecossistema As principais diferenças entre Ecossistemas e Agroecossistemas: Fluxo de energia mais aberto; Ciclagem de nutrientes mais aberta; Menor diversidade; Pressão de seleção artificial; Diminuição dos níveis tróficos.
TGS na Geografia Agroecossistema Em geral, os agroecossistemas usam a aração intensiva: Degradação da estrutura do solo; Redução da matéria orgânica; Compactação do solo; Redução da infiltração de água no solo; Menor capacidade de armazenamento de água perfil do solo; Maior suscetibilidade ao déficit hídrico; Maior taxa do escoamento superficial; Intensificação da erosão. no
TGS na Geografia Agroecossistema Baseados em monocultivos: Permitem ganhos de escala de produção; Maior eficiência utilização de equipamentos, fertilizantes, agrotóxicos; Suscetibilidade a pragas e doenças; Contaminação do solo, alimentos, aquíferos e áreas costeiras adjacentes. Elevam os custos da produção; Irrigação em larga escala consumo excessivo de água.
TGS na Geografia Agroecossistema
TGS na Geografia Sistema Urbano cidades, metrópoles, megalópoles.
TGS na Geografia Sistema Urbano As cidades apresentam muitas características dos ecossistemas naturais, por exemplo: produção, consumo, concentração de energia, decomposição e ciclo de materiais. O consumo de bens, energia e matérias primas são muito maiores nas cidades, enquanto que a produção de alimentos é mais encontrada nas áreas rurais vizinhas. Antigamente as cidades eram pequenas e dependiam das terras agrícolas dos arredores para se abastecer de alimentos.
TGS na Geografia Sistema Urbano O lixo era reciclado para prover nutrientes para a agricultura. Este procedimento era muito importante no passado, antes da disponibilidade de fertilizantes. Com a chegada dos fertilizantes esta prática foi abandonada. Com o aumento da população e o uso de energia, as cidades cresceram, e as terras vizinhas foram utilizadas para crescimento urbano. A reciclagem dos nutrientes no solo não continuou.
TGS na Geografia Sistema Urbano Dois dos mais sérios problemas associados ao desenvolvimento urbano: Perda de terras naturais convertidas em ruas e construções. Poluição dos rios, lagoas e lagos lançamento de efluentes e resíduos sólidos. Na maioria das vezes, não são reciclados/tratados.
TGS na Geografia Sistema Urbano Cidade
TGS na Geografia Sistema Urbano Outro fluxo que chega à cidade e que tem um grande efeito, é o da migração de pessoas; Muitas cidades têm tido um aumento na população; Quando a cidade se torna muito grande, as pessoas começam a buscar outros lugares e se mudam a procura de impostos mais baixos e uma "melhor qualidade de vida".
Paisagem na Geografia Paisagem mosaico constituído por elementos concretos e abstratos, visíveis ou invisíveis, que materializam as relações existentes entre o homem e o meio. É a expressão da organização de todos os elementos do espaço geográfico. Produto concreto da ação da sociedade, construída pelo trabalho social, com a dinâmica comandada pelo homem, em conjunto com a dinâmica da natureza.
Paisagem na Geografia O conceito de Sistema passa a ser incorporado ao estudo das Paisagens, sendo entendido como um sistema aberto. Todas as entidades físicas e biológicas formam um único sistema unificado e qualquer sistema completo é maior do que a soma das partes componentes. Integração da Paisagem!!!
Paisagem na Geografia Atividades Humanas a paisagem natural vai sofrendo múltiplas modificações no decorrer do tempo, transformando-se em uma paisagem humanizada. Incorporação de elementos culturais (artesanato, culinária, etc). Dinâmica: Clima / Relevo / Localização geográfica / Aspectos urbanos (turismo, obras, etc.) Necessidade de investigar e estudar relações que regem em todo o sistema
Relações Ecológicas Em um ecossistema, os seres vivos relacionam-se com o ambiente físico e também entre si. As relações ecológicas ocorrem dentro da mesma população (isto é, entre indivíduos da mesma espécie Intraespecífica), ou entre populações diferentes (entre indivíduos de espécies diferentes Interespecífica). Essas relações se estabelecem na busca por: Alimento Água Espaço Abrigo Luz Parceiros para reprodução Harmônica ou Desarmônica
Relações Ecológicas Relações Intraespecíficas: Harmônicas: Colônias Sociedades Desarmônicas: Canibalismo Competição Relações Interespecíficas: Harmônicas: Comensalismo Protocooperação Inquilinismo Mimetismo Mutualismo Desarmônicas: Amensalismo Competição Esclavagismo Herbivorismo Parasitismo Predatismo
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas SOCIEDADE União permanente entre indivíduos em que há divisão de trabalho. Ex.: insetos sociais (abelhas, formigas e cupins) Uma sociedade é composta por indivíduos da mesma espécie que vivem juntos e cooperando entre si. Entre os mamíferos também encontramos vários exemplos de sociedades, como os castores, os gorilas, os babuínos e a própria espécie humana.
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas SOCIEDADE Exemplo formigas. As formigas criam grandes formigueiros onde cada indivíduo já nasce com uma função estabelecida para o desenvolvimento geral do formigueiro. Em um formigueiro de saúvas, existe uma Rainha, as Jardineiras, Cortadeiras, Soldados, Generalistas e as Enfermeiras, que auxiliam no desenvolvimento das novas formigas que estão nascendo.
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas COLÔNIA Associação anatômica formando uma unidade estrutural e funcional. Ex.: coral-cérebro, caravela. Grupo de organismos da mesma espécie que formam uma entidade diferente dos organismos individuais. As abelhas e formigas diferenciam-se em rainha, zangão e operárias, mas cada indivíduo pode sobreviver separadamente. Por isso, estas espécies são chamadas eusociais, ou seja, formam uma sociedade e não uma colônia.
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas COLÔNIA Neste tipo de interação, todos indivíduas levam vantagem, e eles são dependentes uns dos outros. Exemplo Coral cérebro. Eles são formados por milhões de pequenos animais (pólipos) que secretam um esqueleto rígido criando uma forte proteção externa.
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas CANIBALISMO Interação desarmônica onde um indivíduo mata e se alimenta do outro da mesma espécie. Exemplo: O louva-a-deus, as aranhas e os escorpiões são os mais frequentes canibais do mundo animal. É comum em alguns insetos, geralmente após o ato sexual, quando as fêmeas matam o macho. Em animais superiores o canibalismo é raro, acontecendo geralmente em casos de controle da população dentro do ecossistema que ela está inserida.
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas COMPETIÇÃO Ocorre quando indivíduos da mesma espécie disputam recursos que estão em falta no ecossistema onde vivem. Recursos como: disputa por território, alimento e companheiro sexual. Exemplo: Veados, leões, ursos, etc. A superpopulação de uma determinada espécie também pode acarretar disputas entre seus indivíduos. Regula o tamanho da população
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas COMPETIÇÃO A competição também pode ocorrer entre espécies diferentes; isso acontece quando dois nichos se sobrepõem e os animais passam a disputar recursos. Exemplo: Elefantes e antílopes, raposas e gaviões, etc. Esta relação ecológica pode acontecer com praticamente todos os seres vivos e está diretamente ligada à seleção natural, porque levará vantagem aquele que for mais apto, embora seja um relação desarmônica.
Relações Intraespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas COMPETIÇÃO A disputa pelo mesmo fator ambiental é um importante fator no controle do tamanho das duas populações. Quando a competição é muito severa, uma das espécies pode ser extinta ou obrigada a migrar. A introdução de espécies exóticas tem causado graves impactos ambientais pelo fato dessas espécies competirem pelos mesmos recursos que as espécies nativas.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas COMENSALISMO Quando uma espécie aproveita restos de alimento de outra espécie sem prejudicá-la. Exemplo: leões e hienas, homem e urubu, etc. A hiena não vai necessariamente à caça; elas ficam rodeando grupos de leões e comem as sobras de alimento que os leões não quiseram comer. O animal que se beneficia na relação é chamado de comensal do outro.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas COMENSALISMO O exemplo mais clássico é entre o tubarão e o peixe rêmora. Esse pequenos peixes aderem à pele do tubarão com ventosas e se alimenta das partículas de alimento que o tubarão libera quando está comendo sua refeição. Para a rêmora a relação é benéfica, já para o tubarão é totalmente neutra.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas PROTOCOOPERAÇÃO Associação facultativa entre indivíduos, em que ambos se beneficiam. Os animais que fazem cooperação podem viver sozinhos, mas eles se unem para obter mais vantagens. Exemplo: anu e boi. A ave se alimenta de insetos e pequenos parasitas dos bois. O anu se alimenta e auxilia o boi capturando insetos parasitas de sua pele.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas PROTOCOOPERAÇÃO Outros exemplos são: anêmona e paguro, crocodilo e ave palito, insetos polinizadores e angiospermas.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas INQUILINISMO É uma associação entre duas espécies diferentes, em que apenas uma espécie é beneficiada em termos de suporte e proteção, mas a outra não é prejudicada. Neste caso a espécie beneficiada obtém abrigo (proteção) ou suporte no corpo da espécie hospedeira. Exemplo: espécies de peixes, que habitam recifes de corais.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas INQUILINISMO EPIFITISMO (vegetais) Orquídeas, que se "hospedam" no alto de árvores onde possa receber mais luz e se proteger de animais do solo. Plantas conhecidas como trepadeiras se envolvem sobre troncos e galhos de árvores para obter proteção e luminosidade. Porém as árvores não são prejudicadas nesta relação.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MIMETISMO Forma de adaptação na qual uma espécie se beneficia por assemelhar-se a outras espécies. Mimetismo: Defensivo Quando um organismo (inofensivo ou não) mimetiza um organismo perigoso.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MIMETISMO Mimetismo: Agressivo Tem como alvo a presa do mímico. Alguns organismos imitam organismos inofensivos. Reprodutivo Plantas que mimetizam a fêmea de algumas espécies de insetos e se aproveitam da tentativa de acasalamento para sua polinização.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MIMETISMO CAMUFLAGEM Camuflagem Forma de adaptação na qual um organismo se parece com o ambiente, confundindo-se com ele, na cor e/ou forma.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MIMETISMO CAMUFLAGEM Camuflagem Homocromia o organismo possui a mesma cor do ambiente em que vive.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MIMETISMO CAMUFLAGEM Camuflagem Homotipia o organismo possui a mesma forma de objetos que compõem o meio em que vive.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MUTUALISMO Os participantes se beneficiam e mantêm relações de dependência tão íntimas a ponto de não poderem sobreviver separados. Exemplo: líquens associação de fungos e algas. A alga, que é clorofilada, oferece alimento para o fungo, e o fungo oferece umidade e sais minerais para a alga. Estabelecem uma relação de dependência.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Harmônicas MUTUALISMO Outro exemplo: bois e microorganismos do sistema digestório Micorrizas associação entre fungos e vegetais. O cupim e o protozoário que vivem em seu sistema digestivo. O cupim necessita deste protozoário para fazer a digestão da celulose. Por outro lado, este protozoário necessita da celulose consumida pelo cupim para pode se alimentar e viver.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas AMENSALISMO Relação em que indivíduos de uma espécie produzem ou secretam substâncias que inibem ou impedem o desenvolvimento de outras. Exemplo: Pinus (Florianópolis) O Pinus é uma espécie de árvore originária do hemisfério norte. Desde que foi introduzida, ela se adaptou muito bem tornando-se uma praga. Suas folhas são duras e resistentes e quando caem no solo elas o cobrem, impedindo o brotamento de outras espécies e prejudicando as espécies nativas.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas AMENSALISMO O exemplo mais comum Maré Vermelha. A Maré Vermelha acontece devido à proliferação de microalgas dinoflageladas tóxicas no ambiente marinho. Como essas microalgas são predominantemente vermelhas, a água adquire uma tonalidade avermelhada característica. Algas provenientes do fundo do mar. Em situações como mudanças de temperatura, alteração na salinidade e despejo de esgoto nas águas do mar, elas se multiplicam e sobem à superfície. As toxinas dessas algas matam diversas outras espécies como peixe, crustáceos, mariscos e outros seres da fauna marinha.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas ESCLAVAGISMO OU SINFILIA Relação ecológica que ocorre entre indivíduos de uma espécie que se beneficiam explorando as atividades, o trabalho ou os produtos produzidos por outros animais (da mesma espécie ou não). Exemplo: pássaro Chupim. Ele coloca seus ovos nos ninhos de outros pássaros de modo que os outros pássaros cuidem dos ovos como se fossem seus.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas HERBIVORIA Relação onde animais herbívoros se alimentam de tecidos vegetais vivos. Esse processo é fundamental em praticamente todos os ecossistemas da Terra, sendo uma das mais importantes relações na natureza. A energia luminosa capturada pelas plantas é convertida em energia química pela fotossíntese e é passada para os níveis tróficos seguintes através dos animais herbívoros.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PARASITISMO Indivíduos de uma espécie vivem no corpo de outro, do qual retiram alimento. Exemplo: Gado/cachorro e carrapato, lombrigas e vermes parasitas do ser humano. A lombriga se instala no corpo de outro (o hospedeiro) para extrair alimento, provocando-lhes doenças.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PARASITISMO Endoparasitismo O parasita vive no interior do corpo do hospedeiro. Exemplo: Homem e lombriga. Ectoparasitismo Quando o parasita vive na superfície do hospedeiro. Exemplo: Carrapato e gado/cachorro.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PREDATISMO Relação em que um animal captura e mata indivíduos de outra espécie para se alimentar. Exemplo: cobra e rato, homem e gado. Todos os carnívoros são animais predadores. É o que acontece com o leão, o lobo, o tigre, a onça.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PREDATISMO Raros são os casos em que o predador é uma planta. As plantas carnívoras, no entanto, são excelentes exemplos, pois aprisionam e digerem principalmente insetos.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PREDATISMO O predatismo é uma forma de controle biológico natural sobre a população das presas. Embora o predatismo seja desfavorável à presa como indivíduo, pode favorecer a sua população, evitando que ocorra aumento exagerado do número de indivíduos, o que acabaria provocando competição devido à falta de espaço, parceiro reprodutivo e alimento.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PREDATISMO No entanto ao diminuir a população de presas é possível que ocorra a diminuição dos predadores por falta de comida. Em consequência, a falta de predadores pode provocar um aumento da população de presas. Essa regulação do controle populacional colabora para a manutenção do equilíbrio ecológico.
Relações Interespecíficas Relações Ecológicas Relações Desarmônicas PREDATISMO
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