UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS INTERDISCIPLINA FENÔMENOS DA NATUREZA II O Ecossistema Aquático Dr. Cleber Palma Silva Dra. Edélti Faria Albertoni Lab. Limnologia
O Pensamento Holístico A publicação do trabalho de Charles Darwin (evolução das espécies), Ernest Haeckel propôs em 1866 que uma nova disciplina abordasse o estudo do meio e a designou Ecologia. Este fato promoveu o desenvolvimento de vários conceitos que demonstrassem as interações entre os seres vivos e deles com o meio abiótico. Mobius, 1877 Alguns exemplos foram: Usou o termo biocenose para demonstrar a interação entre os organismos em recife de ostras Forbes, 1887 Usou o termo microcosmo para representar as fortes interações que ocorrem em um lago Charles Elton, 1925 Utilizou as relações alimentares para descrição a interação entre os organismos.
O termo Ecossistema surgiu em 1935 e foi proposto por Tansley, que o definiu como o local onde os Animais, plantas e fatores físicos são inseparáveis Em 1942, Raymond Lindeman, que estudava ecossistemas aquáticos, propôs uma inovação no estudo e compreensão dos ecossistemas. Este pesquisador adotou a visão de: Tansley => do ecossistema como unidade integradora fundamental Elton => os conceitos de relações alimentares e então, Desenvolveu o conceito trófico dinâmico, incluiu os nutrientes inorgânicos como base de recursos e as transformações energéticas nas relações alimentares.
Agora vamos entender o esquema idealizado por Lindeman
O que a figura apresenta? A radiação solar (solar radiation) mais os nutrientes minerais (dissolved nutrients) são utilizados na produção de biomassa pelo fitoplâncton (phytoplankter) ou pelas macrófitas aquáticas (pondweeds). O zooplâncton (zooplankter) se alimenta do fitoplâncton, e outros organismos maiores se alimentam das macrófitas aquáticas, que respectivamente serão alimento de predadores de plâncton (plankton predators) e predadores bentônicos (benthic predators), e ambos serão presa de predadores nadadores maiores (swimming predator). E todos os organismos em algum momento serão mortos e decompostos pelos decompositores (bactéria / ooze), que ao final liberam nutrientes dissolvidos na água. Como se trata de um ecossistema aquático também entram nutrientes de fontes externas (external). Alguns dos termos utilizados aqui serão definidos mais frente
Após as contribuições destes primeiros cientistas, vários pesquisadores mais modernos tem contribuído para o estudo dos ecossistemas, e atualmente considera-se que para entender a estrutura e função do ecossistema é preciso: Reconhecer o Ecossistema como um sistema transformador de energia e reciclador de matéria. Estudar as quantidades e taxas de matéria e energia que passam através de um ecossistema. Compreender o desenvolvimento do ecossistema baseado em princípios termodinâmicos e com controles internos complexos.
O que é um ecossistema? Analisem com atenção a próxima figura. Quantos componentes e processos é possível reconhecer?
http://geografiacef17.blogspot.com.br/p/6-ano.html
A partir das observações anteriores uma boa definição de ecossistema é: Qualquer unidade em que os organismos (comunidade biótica) interagem fortemente, influenciados pelo ambiente físico de tal forma que um fluxo de energia produza uma estrutura trófica claramente definida e uma ciclagem de materiais entre as partes vivas e não vivas.
Componentes e processos que tornam funcional um ecossistema Comunidade conjunto de organismos vivos. Fluxo de energia Principalmente a radiação solar que é convertida em Biomassa (Matéria orgânica) durante a fotossíntese, e flui em um só sentido nas relações alimentares. Ciclagem de Matéria Movimento dos elementos entre as parte vivas e não vivas, podendo assim ser reutilizados inúmeras vezes, graças a atividade dos organismos decompositores.
A Comunidade do Ecossistema Possui dois 2 estratos do ponto de vista trófico 1. Autotrófico: produtor, fixa energia através da fotossíntese e constrói substâncias orgânicas complexas. 2. Heterotrófico: utilização, rearranjo e decomposição de materiais complexos
Componentes dos Ecossistemas 1. Substâncias Inorgânicas: (C, N, CO 2, H 2 O, etc) participam dos ciclos de matéria. 2. Compostos Orgânicos: proteínas, carboidratos, lipídios, substâncias húmicas, etc. 3. Ambiente Físico e Químico: atmosférico, hidrológico, substrato, regime climático, etc.
Ecossistemas são Sistemas Complexos onde: A interação contínua entre os componentes fazem com que o todo seja mais do que a soma das partes cada componente pode existir em muitos estados diferentes Interações geram uma contínua mudança no tempo (persistência) Sistemas abertos com mecanismos internos de auto regulação Tendem ativamente à um estado de organização superior O controle normalmente é executado pelas interações entre os componentes internos e que atuam de forma positiva ou negativa uns sobre os outros.
Procure agora entender as relações ecossistêmicas apresentadas nesta figura. O sinal de adição significa as interações positivas e o de subtração as negativas. Como as espécies interagem?
Vejamos: Quando a população de peixes aumenta ela provoca um efeito de diminuição das larvas de libélulas, que diminuirão sua predação quando adultas sobre as abelhas polinizadoras, o que aumenta a população de erva de São João. Quando diminui a população de peixes aumenta a população de libélulas e o efeito é oposto.
Fluxo de energia nos ecossistemas é o comportamento da energia nos ecossistemas com as transformações energéticas ocorrendo em um sentido único, entrando como fontes de alta qualidade e dissipando como calor.
O fluxo de energia produz uma estrutura trófica formando as cadeias alimentares e os níveis tróficos onde: Autótrofos (produtores) (primeiro nível trófico), os herbívoros (consumidores primários) (o segundo nível trófico), os carnívoros primários (consumidores secundários) (terceiro nível trófico) os carnívoros secundários (o quarto nível trófico) Quando várias cadeias alimentares são conectadas elas são chamadas de redes alimentares.
Exemplo de relações alimentares em ecossistemas aquáticos http://biogilde.wordpress.com/2012/02/29
http://nossomeioporinteiro.wordpress.com/tag/comunid ades/
A cada transformação energética nas relações alimentares a quantidade de energia disponível diminui. Isto ocorre pois em qualquer transformação de energia uma parte é perdida como calor. A cada transformação energética nas cadeias alimentares perde-se 80 a 90% em forma de calor. Esta situação provoca uma diminuição na quantidade de energia disponível a cada nível trófico. Isto é representado pelas pirâmides de energia.
Pirâmide de energia Menos energia alcança sucessivamente cada nível trófico superior. cultumeioambienteramix.com/natureza/fluxo-de-energia-nos-ecossistemas
Os ciclos de nutrientes Para que o fluxo de energia ocorra os produtores utilizam vários elementos durante a fotossíntese, enquanto acumulam biomassa. Entre os mais comuns estão o carbono, o nitrogênio, o fósforo, etc. A partir deste momento os elementos entram e permanecem nas cadeias alimentares até serem novamente transformados em nutrientes inorgânicos pelos organismos decompositores. Vamos exemplificar com a figura do ciclo do carbono.
http://mediateca.cl/500/ciclos/ciclo%20del%20carbono.htm
Vamos ver agora qual a estrutura geral e as principais comunidades dos ecossistemas aquáticos
Ecossistemas Aquáticos Continentais, seus compartimentos e suas comunidades www.qualibio.ufba.br
Principais Compartimentos e suas Comunidades Os compartimentos são: Região litorânea Região Limnética ou Pelágica Região Profunda Interface água-ar Não estão isolados, mas em constante interação
Região Litorânea Está em contato direto com o ambiente terrestre adjacente Pode-se considerar um ecótono
Região Limnética ou Pelágica É encontrada em todos os ecossistemas aquáticos Comunidades características: Plâncton e Nécton Plâncton Nécton
Região Profunda Caracterizada pela ausência de organismos fotossintéticos Dependente da produção de Biomassa da região litorânea e limnética
Comunidade característica é a bentônica
Interface Água-ar Comunidades: Nêuston e Plêuston Nêuston Plêuston Bactérias, fungos e algas
Ecossistemas Marinhos
Ecossistemas Marinhos
Bibliografia consultada Cain, M.L., Bowman, W. D., Hacker, S. D. 2011. Ecologia. Editora Artmed, Porto Alegre, 640 p Esteves, F.A. (Coord.) 2011. Fundamentos de Limnologia. 3ª Ed. Interciência. Rio de Janeiro. 790p. Dajoz, R. 2003. Princípios de ecologia, 7º ED. Artmed Editora, Porto Alegre, 519p. Frontier, S. 2001. Os Ecossistemas. Instituto Piaget. Lisboa. 154p. Odum, E.P. 1988. Ecologia. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 434p. Odum, E. P. & Barrett, G. W. 2007. Fundamentos de Ecologia, Thomson Learning, São Paulo, 612p. Ricklefs, R.E. 2011. A Economia da Natureza. 6º Ed. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 546p. Tundisi, J.G. & T.M. Tundisi. 2008. Limnologia. Oficina de Textos. São Paulo. 631p