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PARTE 1 : ECOLOGIA

DEFINIÇÕES:

Ecossistema: conjunto de seres vivos que interagem entre sie com o meio onde habitam, de forma equilibrada através dareciclagem de matéria e do uso eficiente da energia solar

Biótopo: meio natural que dá suporte aos seres vivos

Biocenose: conjunto de seres vivos

Ecossistema = biótopo + biocenose

(sistema estável, equilibrado e auto-suficiente, apresentandoas mesmas características topográficas, climáticas,botânicas, zoológicas, hidrológicas e geoquímicas).

Habitat: local ocupado pela espécie, endereço de umaespécie ou indivíduo

Nicho: profissão da espécie ou indivíduo (necessárioconhecer suas fontes de energia e alimento, suas taxas decrescimento e metabolismo, seus efeitos sobre os outrosorganismos e sua capacidade de modificar o meio em quevive)

Equivalente ecológico: espécies que ocupam nichossemelhantes em regiões distintas

Todo ecossistema procura um estado de equilíbrio dinâmicoou homeostase, através de mecanismos de autocontrole eauto-regulação que entram em ação assim que ocorraqualquer mudança.

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Entre a mudança e o acionamento dos mecanismos de auto-regulação existe um tempo de resposta.

Este mecanismo homeostático só é efetivo para modificaçõesnaturais. Em modificações artificiais impostas pelo homem,por serem relativamente violentas e continuadas, estemecanismo não é efetivo, não consegue absorver taismudanças e ocorre o impacto ecológico no meio.

Biomassa: quantidade total de matéria viva num ecossistema

RECICLAGEM DE MATÉRIA E FLUXO DE ENERGIA

Autótrofos: seres capazes de sintetizar seu próprio alimento.Subdivide-se em:

a) quimiossintetizantes – cuja fonte de energia é a oxidaçãode compostos inorgânicos e,

b) fotossintetizantes – utilizam a energia solar como fonte deenergia.

Reação de fotossíntese:

6 CO2 + 6 H2O ⇒ C6H12O6 + 6 O2

Heterótrofos: seres incapazes de sintetizar seu alimento eque, para obtenção de energia, utilizam-se do alimentosintetizado pelos autótrofos. Ex.: animais herbívoros.

O fluxo de energia no ecossistema dá-se por diversos níveisde seres vivos.

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Os vegetais fotossintetizantes absorvem a energia solar,armazenando-a como energia potencial na forma decompostos químicos altamente energéticos constituintes dosalimentos.

Os animais herbívoros consomem os vegetais absorvendo aenergia neles contida por meio do processo respiratório. Eassim por diante (carnívoros).

Reação de respiração:

C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O

ENERGIA SOLAR

Sol: gigantesco reator de fusão nuclear onde continuamentese processam reações de fusão entre átomos de hidrogêniooriginando átomos de hélio e liberando energia em forma deondas eletromagnéticas.

Essa radiação tem um espectro de comprimentos de ondaque abrange desde valores extremamente pequenos (raios Xe gama) até valores elevados (ondas de rádio).

Entretanto 99% da energia total encontra-se na região doespectro compreendida entre 0,2µ e 4µ (radiações visíveis).Efeitos conhecidos.

Os efeitos das radiações de ondas curtas ou muito curtasainda não são conhecidos. Acredita-se que tem efeitomutagênico e carcinogênico.

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REFLEXÃO E ABSORÇÃO

A superfície terrestre recebe radiações visíveis, pequenaquantidade de ultravioleta, infravermelho e ondas de rádio.

Dessa energia incidente uma pequena parcela é utilizadapelos vegetais e potencializada (por fotossíntese) emalimento. As radiações UV são absorvidas pela camada deozônio (letal quando incidido com grande intensidade). Asradiações visíveis e infravermelho são em grande parteabsorvidas nas camadas intermediárias da atmosfera pelapoeira e vapor d’ água, contribuindo para o aquecimento doar.

Uma outra parte da energia incidente é refletida pelas nuvense outras partículas no ar, volta ao espaço e torna-se perdidapara a Terra (albedo). Medida da capacidade de refletir a luzde um dado material.

A radiação remanescente chega à superfície terrestre emforma de luz direta ou difusa: 10% de radiação UV, 45% deradiação visível e 45% de infravermelho. A dispersão écausada pelas moléculas gasosas da atmosfera (conferindo acor azul ao céu) e pelas partículas sólidas em suspensão(conferindo à cor branca ao céu).

ENERGIA E VIDA NA TERRA

Incidência luminosa influi no clima da Terra econsequentemente na vida no globo.

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Influências indiretas da radiação solar:

- Divisão do ano em estações, ditada pela maior ou menorintensidade com que a energia solar alcança a superfícieda região estudada.

- Criação de regiões quentes e frias, de baixa e alta pressãorespectivamente. Esta diferença de pressão faz com queas massas de ar de regiões de alta pressão (áreas anti-ciclonais) desloquem-se para regiões de menor pressão(áreas ciclonais) ocasionando chuvas.

Influências diretas da luz solar:

Descontadas todas as perdas inerentes a qualquer processode transferência de energia, a energia absorvida da radiaçãosolar armazenada em forma de moléculas orgânicascomplexas que serão, quando necessário, transformadas emmoléculas mais simples liberando energia (respiração aeróbiaou anaeróbia).

CADEIAS ALIMENTARES

Definição: caminho seguido pela energia no ecossistemadesde os vegetais fotossintezantes, passando por uma sériede organismos que sucessivamente deles se alimentam eservem de alimento para os outros.

Nível trófico: composto por organismos que apresentam tiposemelhante de nutrição

Produtores: são os responsáveis pela produção de todo oalimento que mantém o ecossistema (algas e plantas).

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Consumidores primários: animais que se alimentam deplantas (herbívoros)

Consumidores secundários: carnívoros que se alimentamdiretamente de herbívoros

Consumidores terciários: carnívoros que se alimentam deconsumidores secundários e assim sucessivamente.

Seres onívoros: alimentação variada (homem)

Decompositores: microrganismos (bactérias e fungos) queobtém alimento decompondo a matéria orgânica contida emrestos de seres vivos.

O conhecimento das cadeias alimentares permitirá aoshumanos agir sobre elas em seu benefício de formaordenada. Levando ao combate mais efetivo de pragas,através da incorporação à cadeia alimentar de predadoresnaturais.

PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA

Produtividade bruta: quantidade de material produzido pelafotossíntese num período fixo de tempo

Produtividade líquida: produtividade bruta – energia potencialacumulada para auto-manutenção (para suas atividadesfísicas, crescimento, formação de elementos reprodutivos,etc)

Pesquisadores tem calculado que apenas 10% do alimentoconsumido por um herbívoro é aproveitado. Desses 10%,parte será degradada para a obtenção de energia e parte

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será incorporada como matéria constitutiva do corpo dosanimais.

SUCESSÃO ECOLÓGICA

É o desenvolvimento de um ecossistema desde sua faseinicial até a obtenção de sua estabilidade e do equilíbrio entreseus componentes.

A primeira comunidade que se instala é denominadacomunidade pioneira (ex.: liquens) e a comunidade com aqual termina a sucessão é denominada comunidade clímax.

À medida que se avança na sucessão ecológica a taxarespiratória aumenta, levando a uma redução naprodutividade líquida do ecossistema.

A produtividade bruta também cresce mas num ritmo menosacelerado. Por sua vez, os ciclos de nutrientes, comonitrogênio, fósforo e cálcio tendem a se fechar aumentando aindependência do ecossistema em relação ao meio externo,tendo os decompositores papel de grande importância emtais comunidades.

Essa sucessão de comunidades vai criando um ambientecom condições cada vez mais estáveis.

Ex.: Sucessão ecológica num campo de cultura abandonado,em uma região onde anteriormente havia uma floresta:

campo ⇒ arbustos ⇒ mata intermediária ⇒ mata original

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AMPLIFICAÇÃO BIOLÓGICA

Assimilação pelo organismo de compostos químicos(poluentes na água, p. ex.) através da síntese dos tecidos egorduras.

- é necessário um grande número de elementos do níveltrófico anterior para alimentar um determinado elemento donível trófico seguinte

- o poluente considerado deve ser recalcitrante ou de difícildegradação

- o poluente considerado deve ser lipossolúvel

Ex.: inseticida DDT e mercúrio

BIOMAS

Grandes comunidades climácicas (isto é, que atingiram oclímax), adaptadas a diferentes regiões do planeta.

Ecossistemas aquáticos:

Subdivididos em dois tipos: água doce e água salgada.- Água doce: concentração de sais dissolvidos até 0,5g/l- Água marinha: concentração de sais dissolvidos até 35g/l

Plâncton : são os organismos em suspensão na água semmeios de locomoção própria, acompanham as correntesaquáticas (algas)

Bentos : são os organismos que vivem na superfície sólidasubmersa, podendo ser fixos ou móveis

Nécton : são os organismos providos de meio de locomoçãoprópria (peixes).

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a) Ecossistemas de água doce:

- Lagos

Origem: vulcânica e tectônicaProdutividade decresce à medida que a profundidadeaumenta. Os lagos podem ser oligotróficos (de baixaprodutividade, profundos e geologicamente jovens) eeutróficos (lagos envelhecidos).

- Rios

Ecossistemas abertos.Fatores que influenciam o povoamento dos cursos d’água :velocidade da corrente, temperatura, oxigenação,composição química das águas.

b) Oceanos

Grande influência nas características climáticas eatmosféricas da Terra. Importante papel nos ciclos minerais,depositados próximos aos continentes.

Definição de duas zonas distintas: Eufótica e Afótica

Eufótica: a 200 m de profundidade em média, é onde ocorrea fotossíntese nos oceanos.

Afótica: profundidades maiores que 200 m, onde habitamanimais adaptados à ausência de claridade, possuindo olhossuper desenvolvidos em algumas espécies e atrofiados emoutras, sentidos mais aguçados e dotados de órgãosluminescentes para atrair as presas.

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c) Estuários

Corpo d’água litorâneo semi-fechado com livre acesso para omar, e onde as águas marinhas se misturam com a águadoce proveniente do continente em pontos dedesembocaduras de rios e baias costeiras, podendo serconsiderado zona de transição entre água doce e a salgadacom características próprias.

Ecossistemas Terrestres:

Presença de grandes vegetais providos de raízes que são osprincipais produtores do meio terrestre.

Fornecem abrigo a outras espécies e desempenham papelimportante na modificação do solo e clima. Organismosestritamente autótrofos (luz + nutrientes minerais).

Decompositores no meio terrestre são basicamenteconstituídos por fungos e bactérias.

As montanhas representam importante papel na distribuiçãode chuvas pelas diversas regiões (barramento de ventos).Caso típico do nordeste brasileiro.

Tundra: ausência de árvores e solo esponjoso e acidentado.Pouca profundidade, solo permanentemente congelado.

Floresta de coníferas: vegetação pouco diversificada,predominantemente pinheiros e coníferas. Clima frio.

Florestas temperadas: clima moderado com inverno bemdefinido, precipitação abundante e distribuída. Vegetaçãobaixa, do tipo arbustos.

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Florestas tropicais: precipitação elevada e distribuída aolongo de todo ano, associadas à altas temperaturas,resultando em umidade do ar bastante elevada.

Grande número de espécies: flora (caracterizada por árvoresde grande porte e espessa folhagem) e fauna (biocenoseantiga e ausência de mudanças climáticas). Abundância dealimentos e grande diversidade de habitats, permitindo aformação de diversos nichos ecológicos.

Campos: vegetação herbácea e rasteira. Subdivide-se em:estepe (gramíneas) e savana (arbustos e pequenas árvores).Herbívoros de grande porte e grandes carnívoros.

Desertos: vegetação rara e espaçada, solo nu. Regiões debaixas precipitações.

RELAÇÕES ECOLÓGICAS

As interações entre os seres vivos que ocorrem tanto entremembros de mesma espécie (interações intra-específicas)como entre membros de espécies distintas (interaçõesinterespecíficas) são denominadas de relações ecológicasna biocenose.

Duas espécies que habitam uma mesma região podem terinfluência, uma sobre a outra: negativa, positiva ou nula. Issoocorre em relações intra-específicas e interespecíficas.

Sendo:

Ø Negativas: quando resultam em prejuízos para algunsindivíduos que interagem;

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Ø Positivas: quando resultam em vantagens ao menos paraum dos participantes da relação

Ø Neutra: quando não trazem nem benefício e nem prejuízopara os indivíduos que dela participam.

a) Principais relações interações intra-específicas

a. 1.) Competição

A competição intra-específica manifesta-se nas mais diversasformas: plantas competem por água, por espaço, porluminosidade; animais competem por parceiros dereprodução, por espaço, por alimento, etc.Levando-se em conta a espécie como um todo, a competiçãopode ser considerada benéfica porque constitui a principalforça limitadora do tamanho das populações em umacomunidade.

a.2.) Associação

Em certos casos, os membros de uma colônia ou sociedadesão tão interdependentes que parecem constituir um únicoorganismo.

Ex.: As sociedades das formigas e das abelhas.

Uma sociedade de abelhas pode reunir cerca de 50 milindivíduos altamente socializados e que não conseguem viverisoladamente.

As funções dos indivíduos são bem definidas: certasoperárias localizam as flores, outras operárias fabricam os

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favos de cera e o mel, outras fazem a limpeza geral, outrasservem de guardiãs da colmeia.

A rainha é uma abelha fêmea cuja única função é reproduzir-se, dando origem a outros indivíduos na colmeia. E oszangões são machos que têm a função de fecundar a rainhadurante o vôo nupcial.

a.3) Canibalismo

Quando um ser se alimenta de outro da mesma espécie. Estefato pode ser observado entre determinadas espécies dearanhas. A fêmea, após a cópula, mata e devora o macho.Pode ser observado também quando existe um desequilíbriopopulacional (excesso de animais) provocando falta denutrientes ou alimento

b) Interações interespecíficas

Competição (-/-) : Gado e gafanhoto disputam o capim deum mesmo pasto.

Amensalismo (0/-) : Fungos liberam uma substância queataca bactérias que venham a competir com eles poralimento.

Cooperação (-/-) : Carangueijo Pagurus carrega uma conchapara proteger a sua cauda delicada e a anêmona do mar vivesobre a concha.

Mutualismo ou simbiose (+/+) : Cupim e certos protozoáriosmicroscópicos que habitam o seu intestino. Os cupinsalimentam-se de madeira mas são incapazes de digerir seuprincipal constituinte, a celulose.

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Comensalismo ou inquilinismo (+/0) : Associação darêmora e o tubarão. A rêmora possui uma ventosa com a qualse prende à região ventral dos tubarões.

Herbivorismo (+/-) : animais herbívoros e plantas.

Parasitismo (+/-) : Uma espécie parasita associa-se a outra(hospedeira) causando-lhe prejuízos por se alimentar à suacusta. Ex.: pulgões e plantas.

Predatismo (+/-) : Espécie animal (predador) que se alimentade membros de outra espécie animal (presa).

ALTERAÇÕES BIÓTICAS NA ESTRUTURA DOSECOSSISTEMAS

Introdução de novas espécies:

Figo da índia (da América do Sul) – Uma única planta foiintroduzida em 1839 na Austrália. No final do século seusdescendentes cobriram uma superfície estimada em 4milhões de hectares. Em 1920, a cactácea já ocupava umasuperfície 6 vezes maior. Então em 1925, uma pequenaborboleta Cactoblastis cactorium foi utilizada para o combateaos cactos. As larvas se alimentavam do caule destasplantas.

Aguapé (da América do Sul) – Foi introduzida em diversasregiões do mundo como planta ornamental de lagos e jardins.No entanto, a espécie escapou deste eio limitado onde foiintroduzida, colonizando ambientes selvagens.

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Coelho (de Regiões Mediterrâneas) – Em 1859, 24 casais decoelhos foram levados à Austrália e soltos na natureza. NaEuropa, o tamanho da população de coelhos é controlado porseus inúmeros predadores e parasitas. Na Austráliaencontraram um ambiente muito favorável e tornaram-sepraga causando prejuízos incalculáveis para a economialocal.

Em 1950, introduziram um vírus causador de uma doença decoelhos (mixomatose). E transmitido por mosquitossugadores de sangue. Como a população de coelhos eraenorme, o vírus espalhou-se rapidamente causando umamortalidade estimada em quase 99%. Com a diminuição dapopulação de coelhos, diminuiu a população de vírus e atransmissão da doença decaiu. Os coelhos não foramtotalmente eliminados pelos vírus mas entraram em equilíbriocom ele.

Assim como esses, existem dezenas de outros exemplos deintrodução de espécies alienígenas que causaram e temcausado gravíssimos problemas de desequilíbrio ecológicoem diversas regiões do mundo.

Extinção de espécies:

Assim como a introdução de novas espécies, a extinçãotambém pode causar sérios distúrbios no equilíbrio de umecossistema.

Espécies se extinguem por processos naturais. Isso vemacontecendo no planeta desde a origem dos primeiros seresvivos. Ex.: Dinossauros.

Mas ao praticar a caça indiscriminada, devastar florestas, ahumanidade tem causado a extinção de muitas espécies.

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ALTERAÇÕES ABIÓTICAS NA ESTRUTURA DOSECOSSISTEMAS: POLUIÇÃO

A poluição é resultante do lançamento de determinadassubstâncias no meio ambiente, por apresentar riscospotenciais à saúde e à sobrevivência dos organismos vivos.Essas substâncias podem existir naturalmente no meio,tornando-se prejudiciais quando em grande quantidade, ouserem sintéticas.

A poluição e seus métodos de controle são geralmentedivididos em três categorias: poluição da água, do ar e daterra.