Energia e Matéria nos Ecossistemas

Os principais produtores da Terra são os organismos fotossintetizantes.

A energia luminosa do Sol é fixada pelo autótrofo e transmitida, sob a forma de energia química, aos demais seres vivos. Essa energia, no entanto, diminui á medida que passa pelos consumidores, pois parte dela é utilizada para a realização dos processos vitais do organismo e a outra é liberada sob a forma de calor. Sempre restará, portanto, uma parcela menos de energia disponível para o nível seguinte. Como na transferência de energia entre os seres vivos não há reaproveitamento da energia liberada, diz-se que essa transferência é unidirecional e se dá como um fluxo de energia. A matéria, no entanto, pode ser reciclada; por isso, fala-se em ciclo da matéria ou ciclo biogeoquímico.

Pirâmides de Energia-

Pirâmides são formas de demonstrar através de gráficos a hierarquia de cadeias.

Biomassa

Corresponde a matéria orgânica de cada nível trófico (sua pirâmide é igual a de energia já que a energia está na biomassa, assim quanto maior a biomassa, maior a energia).

Energia

Corresponde a energia contida na biomassa de cada nível trófico, assim cada parte da pirâmide terá indicada a energia de um nível trófico.

Números

A largura dos níveis representam o número de representantes de cada espécie naquela cadeia alimentar; é a mais variada.

Ciclos Biogeoquímicos-

Com a morte dos organismos ou perda de partes de seu corpo, a matéria orgânica é degradada, e os átomos que a constituíam retornam ao ambiente, onde poderão ser incorporados por outros seres vivos. Uma vez que os átomos dos diversos elementos químicos que faziam parte de seres vivos voltam ao ambiente não vivo, fala-se em ciclos biogeoquímicos, para se ressaltar o fato de que os elementos químicos circulam entre os seres vivos (biosfera) e o planeta (atmosfera, hidrosfera e litosfera).

Se não houvesse esse reaproveitamento dos componentes da matéria dos cadáveres, átomos de alguns dos elementos químicos fundamentais para a constituição de novos seres vivos poderiam se esgotar.O processo de reciclagem na natureza é realizado principalmente por certos fungos e bactérias decompositores. 

Ciclo da Água -

O ciclo da água é importante porque essa substância está associada aos processos metabólicos de todos os seres vivos. O ciclo da água pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo, ou ciclo curto, e o grande ciclo, ou ciclo longo.

O pequeno ciclo da água é aquele em que a água dos oceanos, lagos, rios, geleiras e mesmo a embebida no solo evapora, passando à forma gasosa. Nas camadas mais altas da atmosfera, o vapor d'água condensa-se e origina nuvens, a partir das quais retorna à crosta terrestre na forma de chuva. O ciclo das chuvas contribuiu no passado e ainda contribui para tornar o clima da Terra favorável à vida.

O grande ciclo da água é aquele do qual participam os seres vivos. A água além de ser solvente e reagente de inúmeras reações químicas intracelulares, é uma das matérias primas da fotossíntese. Os seres vivos também perdem, continuamente água por transpiração, na respiração, na urina e nas fezes. Parte da água que as plantas e os animais absorvem é utilizada na síntese de outras substâncias, ficando incorporada nos tecidos animais e vegetais até sua morte, quando é devolvida ao ambiente pela ação dos decompositores.

Ciclo do Carbono- 

Consiste na passagem de átomos de carbono (C) presentes nas moléculas de gás carbônico (CO2) disponíveis no ecossistema para moléculas que constituem as substâncias orgânicas dos seres vivos (proteínas, glicídios, lipídios etc.), e vice-versa.

O carbono captado na fotossíntese vai passando de um nível trófico para outro e, ao mesmo tempo, retornando aos poucos à atmosfera, como resultado da respiração dos próprios organismos e da ação dos decompositores, que atuam em todos os níveis tróficos.

A queima de combustíveis fósseis, como o carvão mineral, o gás natural e o petróleo liberam carbono,na forma de CO2 à atmosfera. Devido à queima desses combustíveis, a concentração de gás carbônico na atmosfera aumentou, nos últimos 100 anos. De acordo com muitos cientistas esse aumento está provocando a elevação da temperatura média da Terra, em decorrência do aumento do efeito estufa.

Ciclo do Nitrogênio -

O ciclo do nitrogênio consiste na passagem de átomos de nitrogênio de substâncias inorgânicas do meio físico para moléculas orgânicas constituintes dos seres vivos, e vice-versa. Átomos de nitrogênio fazem parte de diversas substâncias orgânicas, sendo as mais importantes as proteínas e os ácidos nucléicos.

O maior reservatório de nitrogênio do planeta é a atmosfera (79% do vol. do ar atmosférico). A grande maioria dos seres vivos, não consegue utilizar nitrogênio na forma molecular (N2) e, por isso, depende das bactérias fixadoras de nitrogênio, capazes de utilizar diretamente o N2.

Fixação do nitrogênio e nitrificação

Algumas plantas conseguem aproveitar diretamente a amônia (NH3), mas o composto nitrogenado mais empregado pelos vegetais é o nitrato (NO3). O processo de formação de nitratos no solo é denominado nitrificação, e sua ocorrência dá-se pela ação de dois grupos de bactérias quiossintetizantes, as bactérias nitrificantes.

O primeiro grupo (Nitrossomonas) oxidam a amônia (essa substância combina com moléculas de gás oxigênio) produzindo o nitrito (NO2). O nitrito é tóxico e raramente se acumula no solo por muito tempo, pois é imediatamente oxidado por bactérias do gênero Nitrobacter, que se transformam em nitratos. O nitrogênio que compõe o nitrato passa a fazer parte de moléculas orgânicas vegetais. Quando as plantas são comidas por herbívoros, as substâncias orgânicas nitrogenadas são utilizadas para a constituição das moléculas animais. O mesmo ocorre nos níveis tróficos superiores das cadeias alimentares.

A ação de decompositores em excretas, liberadas pelos seres vivos, e plantas e animais mortos garante o retorno ao solo, na forma de amônia, do nitrogênio constituinte das moléculas orgânicas e pode passar novamente por processos de nitrificação.

Desnitrificação

Enquanto uma parte dos compostos nitrogenados presentes no solo sofre nitrificação, outra sofre desnitrificação, processo realizado por bactérias do solo, denominadas genericamente bactérias desnitrificantes. Estas, para obter energia, degradam compostos nitrogenados liberando gás nitrogênio (N2), que retorna à atmosfera.

-
Postagem: Taís Tavares

Fundamentos da Ecologia

Ecologia -

 A palavra Ecologia deriva de duas palavras gregas: oikós = casa e logos = estudo. Podemos dizer que, literalmente, Ecologia significa o estudo da casa. Considerando, entretanto, o termo casa, como todo o ambiente terrestre, a palavra Ecologia passa a se referir ao estudo do ambiente.

Mas, para termos uma definição histórica: “Pela palavra ecologia, queremos designar o conjunto de conhecimentos relacionados com a economia da natureza - a investigação de todas as relações entre o animal e seu ambiente orgânico e inorgânico, incluindo suas relações, amistosas ou não, com as plantas e animais que tenham com ele contato direto ou indireto, - numa palavra, ecologia é o estudo das complexas inter-relações, chamadas por Darwin de condições da luta pela vida”. Foi assim que Ernest Haeckel, em 1870, definiu ecologia.

Ecologia é um conceito que a maioria das pessoas já possui intuitivamente, ou seja, sabemos que nenhum organismo, sendo ele uma bactéria, um fungo, uma alga, uma árvore, um verme, um inseto, uma ave ou o próprio homem, pode existir autonomamente sem interagir com outros ou mesmo com ambiente físico no qual ele se encontra. Ao estudo dessas inter-relações entre organismos e o seu meio físico chama-se Ecologia.

Biosfera - 

Os seres vivos encontram-se disseminados pelas três partes fundamentais da Terra: a atmosfera; a litosfera, integrada pela crosta terrestre e pelo manto que a recobre; e a hidrosfera, conjunto das águas superficiais do planeta.

A biosfera, portanto, compreende as porções de terra, mar e águas continentais habitadas pelos seres vivos. Não coincide com a atmosfera, a litosfera ou a hidrosfera isoladamente, pois abrange as três.

Populações, Comunidades e Biótopos -

A biosfera é formada por milhões de espécies de seres vivos. As diferentes espécies distribuem-se em grupos de indivíduos, chamados populações biológicas. Uma população é um conjunto de seres de mesma espécie que vive em determinada área geográfica.

O conjunto de populações de diferentes espécies que vivem em uma mesma região constitui uma comunidade biológica, também chamada de biota, ou biocenose. O termo "biocenose" (do grego bios, vida, e koinos, comum,público) foi criado em 1877 pelo zoólogo alemão Karl August Möbius (1825~1908) para ressaltar a relação de vida em comum dos seres que habitam determinado local. A comunidade de uma floresta por exemplo, compõe-se de populações de várias espécies de arbustos, árvores, pássaros, formigas, microorganismos etc., que convivem e se inter-relacionam.

Além de se inter-relacionar, os seres vivos de uma comunidade biológica, ou seja, os componentes bióticos da comunidade, interagem com os componentes não vivos 

Hábitat e nicho ecológico -

O ambiente em que vive determinada espécie ou comunidade, caracterizado por suas propriedades físicas e bióticas, é seu hábitat. Quando dizemos que certa espécie vive na praia e que outra vive na copa das árvores, estamos nos referindo aos hábitats dessas espécies.

Cada espécie de ser vivo está adaptada a seu hábitat. Essa adaptação refere-se a um conjunto de relações e de atividades características da espécie no local, desde os tipos de alimento utilizados até as condições de reprodução, tipo de moradia, hábitos, inimigos naturais, estratégias de sobrevivência etc. Esse conjunto de interações adaptativas da espécie constitui seu nicho ecológico.

A palavra "nicho" (do italiano antigo nicchio) significa, originalmente, uma cavidade ou vão na parede onde se coloca uma estátua ou imagem. Por extensão o termo "nicho" transmite a noção de um "ambiente restrito", que inspirou o conceito de nicho ecológico, desenvolvido em 1927 pelo zoólogo inglês Charles Sutherland Elton (1900~1991). Elton definiu nicho ecológico nos seguintes termos: "é o conjunto de relações e atividades próprias de uma espécie, ou seja, o modo de vida único e particular que cada espécie explora no hábitat".

do ambiente, denominados componentes abióticos. Estes compreendem aspectos físicos e geoquímicos do meio, constituindo o biótopo (do grego bios, vida, e topos, lugar), termo que significa "região ambiental em que vive a biocenose". No exemplo da floresta, o biótopo é a área que contém o solo (com seus minerais e água) e a atmosfera (com seus gases, umidade, temperatura, grau de luminosidade etc.)

Ecossistema -

Conjunto de seres vivos e do meio ambiente em que eles vivem, e todas as interações desses organismos com o meio e entre si. São exemplos de ecossistema uma floresta, um rio, um lago ou um jardim. A própria camada ao redor da Terra onde vivem todos os organismos vivos, chamada de biosfera, é considerada por alguns cientistas um único e enorme ecossistema.

Os ecossistemas apresentam dois componentes básicos: as comunidades vivas (biótico) e os elementos físicos e químicos do meio (abiótico). A parte biótica é formada por plantas, animais e microrganismos. A porção abiótica é o conjunto de nutrientes, água, ar, gases, energia e substâncias orgânicas e inorgânicas do meio ambiente. Os ecossistemas são subdivididos em pequenas unidades bióticas, conhecidas como comunidades biológicas. São compostas de duas ou mais populações de espécies interdependentes, como, por exemplo, o conjunto da flora e fauna de um lago. As grandes comunidades biológicas do planeta, como a floresta Amazônica e a tundra ártica, são também chamadas de biomas.

Cadeias e Teias Alimentares-

A cadeia alimentar é uma sequência de seres vivos que dependem uns dos outros para se alimentar. É a maneira de expressar as relações de alimentação entre os organismos de uma comunidade/ecossistema, iniciando-se nos produtores e passando para os consumidores (herbívoros, predadores) e decompositores, por esta ordem. Ao longo da cadeia alimentar há uma transferência de energia e de nutrientes, sempre no sentido dos produtores para os consumidores. A transferência de nutrientes fecha-se com o retorno dos nutrientes aos produtores, possibilitado pelos decompositores que transformam a matéria orgânica dos cadáveres e excrementos em compostos mais simples, pelo que falamos de um ciclo de transferência de nutrientes. A energia, por outro lado, é utilizada por todos os seres que se inserem na cadeia alimentar para sustentar as suas funções, diminuindo ao longo da cadeia alimentar (perde-se na forma de calor),não sendo reaproveitável. A Energia tem portanto um percurso acíclico. Esse processo é conhecido pelos ecologistas como fluxo de energia. 

Organismos autotrófos– São assim chamados todos os organismos que têm a capacidade de transformar a matéria inorgânica em matéria orgânica, normalmente, utilizando a luz solar e produzindo o oxigênio. Têm essa capacidade todos os fotossintetizantes e quimiossintetizantes (que ao invés da luz solar, utilizam substâncias químicas oxidadas).

Organismos heterótrofos – São assim considerados todos os organismos que não são capazes de produzir o seu próprio alimento, tendo assim, que utilizar a energia produzida pelos autótrofos ou mesmo por outros heterótrofos (dependendo de sua dieta).

Produtores – São sempre autótrofos, produzem alimento que será usado na cadeia, e por isso estão obrigatoriamente no início de qualquer cadeia alimentar. A energia transformada a partir da luz solar e do gás carbônico será repassada a todos os outros componentes restantes da cadeia ecológica. Os principais produtores conhecidos são plantas e algas microscópicas (fitoplâncton).

Consumidores – São os organismos que necessitam alimentar-se de outros organismos para obter a energia que eles não podem produzir para si próprios. Vão-se alimentar dos autótrofos e de outros heterótrofos podendo ser consumidores primários, consumidores secundários, consumidores terciários e assim por diante. Na alimentação, nem toda a energia obtida será integralmente usada, isto é, parte dessa energia não será absorvida e será eliminada com as fezes; outra parte será dissipada em forma de calor. Assim, grande parte da energia será “perdida” no decorrer de uma cadeia alimentar, diminuindo sempre a cada nível. Podemos, então, dizer que o fluxo de energia num ecossistema é unidirecional começando sempre com a luz solar incidindo sobre os produtores, e diminuindo a cada nível alimentar dos consumidores.

Decompositores – São organismos que atuam exatamente em papel contrário ao dos produtores. Eles transformam matéria orgânica em matéria inorgânica, reduzindo compostos complexos em moléculas simples, fazendo que estes compostos retornem ao solo para serem utilizados novamente por outro produtor, gerando uma nova cadeia alimentar. Os decompositores mais importantes são bactérias e fungos. Por se alimentarem de matéria em decomposição são considerados saprófitos.

O conjunto de uma série de ecossistemas é chamado de teia alimentar. Nesse caso, várias teias se entrelaçam, fazendo que as relações ecológicas sejam múltiplas e o alimento disponível possa ser utilizado por vários indivíduos, realmente compondo um ecossistema.

Teia alimentar é um conjunto de cadeias alimentares ligadas entre si, geralmente representado como um diagrama das relações tróficas (alimentares) entre os diversos organismos ou espécies de um ecossistema.

As teias alimentares, em comparação com as cadeias, apresentam situações mais perto da realidade, onde cada espécie se alimenta em vários níveis hierárquicos diferentes e produz uma complexa teia de interações alimentares. Todas as cadeias alimentares começam com um único organismo produtor, mas uma teia alimentar pode ter vários produtores. A complexidade de teias alimentares limita o número de níveis hierárquicos, assim como na cadeia.

As teias alimentares dão uma noção mais realista do que acontece nos diversos ecossistemas porque a relação entre dois organismos (o alimento e seu consumidor) não é sempre a mesma.

Os consumidores variam de alimento conforme sua disponibilidade no ambiente.

-
Postagem: Taís Tavares

Escola Estadual de Ensino Médio e Profissionalizante 
Dr. Elpídio de Almeida- PRATA -3º C - Manhã

Professor: Fabrício Cavalcante

Postagens dos conteúdos vistos em sala!

Email: biologia3prata@gmail.com

-

Postagem: Taís Tavares