Ecologia 04 - Estrutura dos ecossistemas, fluxo de energia e ciclos da matéria

ECOLOGIA 04 - ESTRUTURA DOS ECOSSISTEMAS, FLUXO DE ENERGIA E CICLOS DA MATÉRIA:

Maximiliano Mendes

Os componentes de um ecossistema:

Podemos dividi-los em dois grupos principais:

Fatores abióticos: são os fatores físicos, como o grau de salinidade da água, intensidade da luminosidade, intensidade dos ventos, umidade do meio e etc.

Fatores bióticos: são os organismos, organizados de acordo com o tipo de nutrição que têm em níveis tróficos, tendo em vista que em qualquer ecossistema há um fluxo de energia potencial química e um ciclo da massa das moléculas constituintes dos organismos. Uma espécie pode se alimentar ou servir de alimento para outra e assim, transfere matéria (massa + energia) em um ecossistema.

Para os organismos de um ecossistema, há também os conceitos de habitat e nicho ecológico: o habitat é basicamente o local que uma espécie ocupa, com os seus componentes bióticos e abióticos. O nicho compreende uma descrição de quais funções esse organismo ocupa no ecossistema, por exemplo, como, quando e com quais outros organismos e fatores físicos uma determinada espécie interage. Muitas vezes se refere ao nicho de uma espécie como sendo a sua “profissão” (e, no geral, a analogia funciona bem).

Na imagem temos um urso polar e uma foca, cada espécie ocupa um determinado nicho no ecossistema. O urso, por exemplo, é o predador da foca, que, por sua vez, preda outras espécies de organismos.

Geralmente, em um mesmo ecossistema, admite-se que quando duas ou mais espécies ocupam o mesmo nicho há competição entre elas, o que poderia, inclusive, levar à exclusão de uma das espécies do ecossistema. Porém, sabe-se que em muitos ecossistemas os nichos são particionados, como por exemplo, vários herbívoros podem se alimentar da mesma espécie vegetal em períodos/estações diferentes do ano.

Na imagem vemos que essas várias espécies de pássaros habitam o mesmo lugar, mas ocupam nichos diferentes, então evitam a competição. Um mesmo ecossistema pode prover várias oportunidades de nichos diferentes.

Nessa imagem vemos que caso sejam cultivadas separadamente, as duas espécies de Paramecium, P. aurelia e P. caudatum, prosperam. Porém, como mostrado no gráfico da parte de baixo, se ambas as espécies forem cultivadas no mesmo recipiente, por conta de ocuparem o mesmo nicho, P. aurelia compete e elimina P. caudatum do sistema por conta de ambas as espécies ocupem o mesmo nicho.

Ainda no âmbito do nicho, podemos organizar os organismos em níveis hierárquicos de nutrição, os chamados níveis tróficos, onde um organismo pertencente ao nível de cima pode se alimentar dos que pertencem ao nível anterior:

1° nível trófico: são os organismos chamados de produtores. São os autótrofos, como os fotossintetizantes, que produzem a matéria orgânica que serve de alimento a eles e também aos organismos heterótrofos do ecossistema.

2° nível trófico: chamados de consumidores primários, são organismos herbívoros ou onívoros, heterótrofos, que se alimentam dos produtores.

3° nível trófico: chamados de consumidores secundários, são, geralmente, organismos heterótrofos, predadores dos consumidores primários. Os níveis tróficos seguintes seguem essa mesma lógica.

Além dos níveis tróficos mostrados em sequência, há também os decompositores: organismos heterótrofos, normalmente bactérias e fungos, capazes de se alimentar dos produtos da decomposição dos outros organismos do ecossistema, ou então, dos dejetos deles, e liberar para o ecossistema as substâncias e os sais minerais que podem ser utilizados pelos organismos produtores (1° nível trófico). Ou seja, atuam na reciclagem química em um ecossistema. É um processo que degrada as moléculas orgânicas complexas e gera CO₂, água e nutrientes inorgânicos como os sais.

OBS: o besouro mostrado na imagem, e também os animais como as minhocas, por exemplo, não são decompositores, são detritívoros.

O metabolismo dos organismos depende da energia potencial química armazenada na estrutura e nas ligações covalentes das substâncias orgânicas, que, como vimos, em grande parte são sintetizadas pelos organismos autótrofos. As relações alimentares entre os organismos dos diversos níveis tróficos em um ecossistema podem ser mostradas em esquemas chamados de cadeias e teias alimentares. Esses esquemas representam as relações alimentares entre os organismos que correspondem aos diferentes níveis tróficos de um ecossistema com o intuito de se mostrar o fluxo unidirecional da energia e o ciclo da massa (o material constituinte dos organismos). Tanto as cadeias quanto as teias são iniciadas pelos organismos produtores (o 1º nível trófico).

As cadeias representam uma sequência direta do fluxo material, ao passo que as teias representam as interações entre os organismos de cadeias diferentes, entrelaçando-as. É comum que uma mesma espécie participe de mais de uma cadeia alimentar e possa atuar em níveis tróficos distintos. Normalmente as teias são estabelecidas graças a muitos anos de co-evolução dos organismos participantes, de forma que podem vir a atingir o equilíbrio ecológico, a situação na qual todos os produtores, consumidores e decompositores se encontram nas proporções ideais, inclusive com os fatores abióticos. Os fatores capazes de alterar as composições das teias podem gerar desequilíbrios de magnitudes diversas.

Na imagem é mostrada uma cadeia alimentar terrestre simples. Não são mostrados os organismos decompositores.

Nessa outra imagem de cadeia alimentar são mostrados os organismos decompositores, note, porém, que a minhoca não é um deles, é um detritívoro! Imagem: http://clipart-library.com/decomposer-cliparts.html

Um exemplo de cadeia alimentar em um ambiente aquático. Perceba que, o homem não é aquático, mas a presença dele na imagem serve para lembrar que as cadeias alimentares não necessariamente precisam estar restritas apenas a um tipo de ambiente. Uma ave que pouse na água do mar pode ser predada por um tubarão, mas essas mesmas aves podem predar os peixes na água do mar. http://www.lakegastonguide.com/?q=node/31

Exemplo de teia alimentar simplificada. Nesse exemplo a raposa pode atuar como consumidor terciário ou secundário (quarto e terceiro níveis tróficos). Imagem: https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/food-web-concept-and-applications-84077181

Um exemplo interessante sobre o que os desequilíbrios nas interações entre os organismos podem causar é o fato de os mosquitos do gênero Aedes terem passado a se multiplicar com facilidade no ambiente urbano, transmitindo arbovírus e doenças, como a dengue, zika e chikungunya para os habitantes das cidades.

Um mesmo organismo pode pertencer a níveis tróficos distintos, dependendo de qual cadeia alimentar participa. Por exemplo, um onívoro pode participar como consumidor primário, caso se alimente de um produtor, mas também pode ser um consumidor secundário, quando se alimenta de um consumidor primário. Nós, por exemplo, podemos nos alimentar tanto de milho, quanto de galinhas, que também se alimentam de milho.

O número de níveis tróficos em um ecossistema é limitado e dificilmente passa do consumidor quaternário (5° nível trófico), pois a energia potencial química disponível no ecossistema diminui na medida em que vai sendo transferida de um nível trófico ao outro. A energia potencial química é armazenada na estrutura de uma molécula, a forma como os seus elementos estão ligados e dispostos, ou, de forma ainda mais simples, a energia potencial química é a energia armazenada nas ligações covalentes de uma molécula.

As pirâmides ecológicas são diagramas que consistem de retângulos empilhados e servem para mostrar como as quantidades de energia, biomassa e números de indivíduos variam nos níveis tróficos do ecossistema (além dos retângulos, outras figuras geométricas similares podem ser empregadas). Cada nível trófico é representado por um retângulo, sendo que o retângulo da base representa o primeiro nível trófico (os produtores). A largura da base de cada retângulo indica um valor, dependendo do tipo de pirâmide:

Pirâmide de números: os retângulos indicam os números de indivíduos em cada nível trófico. Como há casos nos quais, por exemplo, um grande produtor, como uma árvore, pode prover alimento a vários consumidores primários ou um mamífero grande pode prover alimento a vários animais parasitas, nem sempre as pirâmides de números têm o formato de pirâmide, elas podem ser invertidas.

Pirâmide de biomassa: os retângulos indicam a biomassa ou matéria orgânica presente em cada nível trófico. Normalmente essas pirâmides têm o formato convencional, porém, os ecossistemas aquáticos são uma exceção. As pirâmides de biomassa aquáticas são invertidas pois, os produtores, o fitoplâncton, são organismos que têm pouca biomassa, mas se multiplicam rápido. Além disso, a massa é aproveitada rapidamente pelo zooplâncton.

Pirâmide de energia: os retângulos indicam a energia disponível em um nível trófico (lembre-se: estamos falando da energia potencial química). Acredita-se que essas pirâmides sejam a melhor maneira de indicar a transferência de matéria (massa e energia) em um ecossistema. Essas pirâmides nunca são invertidas: o fluxo de energia é unidirecional e, de um nível trófico para o outro, a quantidade de energia transferida para o nível trófico seguinte sempre é menor, pois em um nível trófico há perdas na forma de calor, manutenção do próprio organismo, dejetos liberados e etc., que não podem ser reutilizadas pelos organismos. Acredita-se que a quantidade de energia que um organismo transfere para o próximo nível trófico na cadeia alimentar corresponda a 10 % daquilo que recebeu do nível trófico anterior. Lembre-se: de acordo com a 1ª lei da termodinâmica, a energia pode ser convertida de um tipo em outro, mas não pode ser criada ou destruída.

Fluxo energético no ecossistema:

Como vimos, a energia flui de maneira unidirecional no ecossistema, ao longo dos níveis tróficos. O primeiro nível trófico é o dos produtores, os organismos autótrofos, e os outros níveis tróficos correspondem aos organismos heterótrofos. Para os organismos autótrofos, há o conceito de produtividade. A produtividade é a quantidade de matéria orgânica produzida por unidade de tempo:

Produtividade primária bruta: é a quantidade total de biomassa produzida pelos autótrofos (os produtores, o primeiro nível trófico) via fotossíntese ou quimiossíntese. Parte dessa biomassa é utilizada na manutenção do próprio organismo (como no processo de respiração), parte é perdida e o que resta é incorporado ao organismo do autótrofo.

Produtividade primária líquida: é a parcela da produtividade primária bruta que foi incorporada ao organismo do autótrofo e está efetivamente disponível para o nível trófico seguinte, correspondente aos organismos heterótrofos. A PPL = PPB – respiração. A porção da PPL não consumida pelos herbívoros é decomposição. Podemos dizer que a produtividade líquida (sem ser a primária!) é aquela que se refere aos outros níveis tróficos e está disponível para os níveis seguintes.

Normalmente, a produtividade é expressa em kcal/m²/ano (unidade de energia/área/tempo).

Ao ingerir uma planta, por exemplo, um herbívoro não aproveita ou incorpora toda a biomassa da planta. Parte é perdida nas fezes e na urina e parte da energia é perdida na forma de calor, por conta da respiração e dos processos metabólicos. Assim, vemos que a quantidade de energia que um autótrofo armazenou em sua biomassa vai decaindo de um nível trófico para o próximo, explicitando como o fluxo de energia é unidirecional.

Imagem mostrando um diagrama da energia disponível em cada nível trófico. Estima-se que apenas 10 % da energia seja transferida de um nível para o próximo.

Damos o nome de produtividade secundária à quantidade de biomassa produzida pelos heterótrofos. Os heterótrofos não conseguem sintetizar todas as substâncias orgânicas que lhes servem de alimento, porém podem aumentar em biomassa ao sintetizarem, por exemplo, as proteínas que aumentam a massa muscular. 

REFERÊNCIAS:

As referências básicas dessa série sobre ecologia são:

Lopes, L. & Rosso, S. BIO: Volume Único. Saraiva. 3ª ed. 2013.
Thompson, M. & Rios, EP. Conexões com a Biologia. Vol. 1. Moderna. 2ª ed. 2016.
Townsend, CR., Begon, M., Harper, JL. Fundamentos em Ecologia. 3ª ed. Artmed. 2010.
Urry, LA. et al. Biology. 11th ed. Pearson. 2016. 

As restantes serão informadas na parte final sobre esse assunto.

Ecologia 03 - Os ecossistemas aquáticos

ECOLOGIA 03 - OS ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS

Maximiliano Mendes

Até agora só vimos os ecossistemas e os biomas terrestres, porém, claro, há ecossistemas aquáticos: os oceanos, os rios, os lagos e os manguezais.  Antes de oferecermos uma descrição breve desses ecossistemas, vejamos como podemos classificar os organismos nos ecossistemas aquáticos:

Plâncton: conjunto dos organismos pequenos, muitos microscópicos, que vivem em suspensão e são transportados passivamente, pois não têm força e tamanho para vencer as correntes de água. O plâncton pode ser classificado como fitoplâncton, os clorofilados fotossintetizantes, que são basicamente as algas, e zooplâncton, os não clorofilados e heterótrofos (por exemplo, pequenos artrópodes e protozoários). Apesar do nome “plâncton” lembrar “planta”, alguns organismos planctônicos são animais.

Nécton: animais que nadam ativamente, como os peixes. Como têm um tamanho um pouco maior, são capazes de vencer as correntes de água nadando.

Bentos: organismos que vivem no fundo, no substrato, podem ser fixos, como os corais, ou móveis, como os siris. Alguns vivem enterrados.

Segue uma descrição breve dos ecossistemas aquáticos:

Os manguezais são ecossistemas litorâneos nos locais onde os rios desembocam nos mares. No Brasil, fazem parte do domínio de mata atlântica. São ecossistemas de transição, com água salobra e constituem o “berçário” de vários animais marinhos, ou seja, os animais depositam os seus ovos nas águas do manguezal e lá as larvas se desenvolvem.

Além do componente aquático os mangues possuem um solo lodoso rico em massa orgânica. O fundo do rio também tem muitos nutrientes, pois, quando a maré sobe e as águas do mar, levemente alcalinas, encontram-se com as águas dos rios, que tendem a ser mais ácidas, há a precipitação do material orgânico.

Aos oceanos e rios dá-se o nome de ecossistemas lóticos, são os que possuem águas correntes. Já os lagos e lagoas são chamados ecossistemas lênticos, cujos fluxos de água são de baixa velocidade, tão baixa que também se pode dizer que são os ecossistemas de águas paradas. Os ecossistemas de água doce também são chamados de límnicos (do grego limne, que significa lago).

É comum que a diversidade biológica nos ecossistemas lóticos seja menor que a dos lênticos, por conta da dificuldade de se estabelecer na corrente de água. Por exemplo, os lóticos têm menos plâncton.

Os oceanos constituem os maiores ecossistemas do planeta, têm grande variação de latitude e profundidade das águas e muitos organismos fotossintéticos: as algas constituintes do fitoplâncton, responsáveis pela produção da maior parte do O₂ atmosférico. Atualmente, o O₂ constitui aproximadamente 21 % da composição de gases da atmosfera e isso se deve primordialmente à atividade fotossintética dos organismos marinhos.

No que diz respeito às profundidades das águas oceânicas dividimos as águas em zonas, sendo elas, de maneira simplificada:

Zona fótica: até 200 m de profundidade, o máximo que a luz consegue penetrar nas águas. É onde se concentram os organismos fotossintetizantes.

Zona afótica: além da zona fótica. A luz não chega nessa zona e muitos dos organismos dependem dos detritos provenientes da zona fótica. Há nesses locais as chamadas fontes hidrotermais, fontes que jorram águas vulcânicas de altas temperaturas onde vivem organismos procariontes quimiossintéticos. Nos locais afastados dessas fontes as águas são bem frias. É bom destacar que as regiões dessas fontes são ricas em metais preciosos, como o cobre, a prata e o ouro, o que tem despertado o interesse das mineradoras, mas também dos ativistas ambientais.

Antes de prosseguirmos, é bom destacar que os ecossistemas não são sistemas fechados, isolados uns dos outros. Além das regiões de transição, os organismos podem se mover e transportar substâncias entre diferentes ecossistemas, como é o caso dos animais migratórios. As correntes de ar e de água, componentes abióticos, também podem transportar substâncias entre os ecossistemas.

Tendo visto essa parte inicial, uma apresentação geral dos conceitos básicos e dos biomas, vamos em seguida  à parte referente ao fluxo de energia em um ecossistema.

REFERÊNCIAS:

As referências básicas dessa série sobre ecologia são:

Lopes, L. & Rosso, S. BIO: Volume Único. Saraiva. 3ª ed. 2013.Thompson, M. & Rios, EP. Conexões com a Biologia. Vol. 1. Moderna. 2ª ed. 2016.Townsend, CR., Begon, M., Harper, JL. Fundamentos em Ecologia. 3ª ed. Artmed. 2010.Urry, LA. et al. Biology. 11th ed. Pearson. 2016. 

As restantes serão informadas na parte final sobre esse assunto.

Ecologia 02 - Os grandes biomas terrestres

ECOLOGIA 02 - OS GRANDES BIOMAS TERRESTRES

Maximiliano Mendes

Um bioma é um ecossistema terrestre grande, com fisionomia vegetal característica e predominante. Essa fisionomia é influenciada pelo clima e os processos físicos, como exemplos: a movimentação das massas de ar e das águas oceânicas, movimentos do planeta e a quantidade de radiação recebida. O clima é grandemente determinado pela latitude, pois próximo ao equador a quantidade de energia proveniente da radiação solar é maior, ao passo que nas latitudes mais distantes a energia diminui. Em outras palavras, quanto mais próximo do equador, mais iluminada e mais quente é a região.

Classificação dos biomas com base na temperatura e na precipitação, de acordo com as definições originais de Whittaker (1975). Adaptado por Nadav Gazit/AMNH.

Tendo em vista esses detalhes, vejamos os grandes biomas do planeta e do Brasil:

Distribuição dos biomas terrestres.

Modificada de: http://www.hhmi.org/biointeractive/biomeviewer

Tundra: localiza-se no hemisfério norte em regiões próximas ao polo (latitudes 60° - 80° norte). É um bioma muito frio e seco.

Vegetação: plantas herbáceas, musgos e alguns arbustos.

Fauna: lemingues, lebres, lobos, renas, aves e insetos migratórios.

Floresta boreal: localiza-se em regiões frias, abaixo da tundra. Esse bioma também pode ser chamado de taiga ou floresta de coníferas.

Vegetação: primordialmente coníferas (pinheiros), plantas cujas folhas têm formato de agulha (aciculares) o que previne que acumulem neve e caiam durante os invernos rigorosos.

Fauna: lobos, ursos, lebres, alces, cervos e etc.

Floresta temperada: são florestas de regiões de clima temperado, onde as quatro estações do ano são bem definidas. Esses biomas têm solos ricos em matéria orgânica e as árvores normalmente são caducifólias, ou seja, perdem as folhas no outono e as recuperam na primavera. Por conta disso esse bioma também é chamado de floresta decídua temperada ou floresta caducifólia. Durante o inverno, as temperaturas podem ser negativas.

Vegetação: bem diversa, encontram-se os carvalhos, bordos, faias e etc.

Fauna: similar à da floresta boreal.

Floresta tropical: localizam-se na região equatorial, entre os trópicos, mais comuns no hemisfério sul (América do Sul, África e Ásia). Também são chamadas de florestas perenifólias, pois as árvores não perdem as folhas de uma só vez, em uma estação do ano. Têm temperaturas altas (21° – 32° C) e altos índices pluviométricos. O solo costuma ser pobre, pois a decomposição ocorre rapidamente, por conta das altas temperaturas e da umidade, então, os elementos costumam ser reabsorvidos pela vegetação.

Vegetação e fauna: muito diversas.

Campos: encontrados em regiões tropicais e temperadas. As quatro estações do ano são bem definidas. Geralmente são biomas abertos, com muitos arbustos e árvores de pequeno porte. Os índices pluviométricos tendem a ser baixos. Há dois tipos básicos de campos, as savanas e as estepes. Nas estepes predominam as gramíneas e há menos árvores do que nas savanas. O cerrado brasileiro é um tipo de savana e as pradarias dos Estados Unidos são um tipo de estepe.

Desertos: são biomas com baixos índices de pluviosidade e umidade. Encontram-se entre as latitudes 30° norte e sul. As temperaturas variam muito durante o dia, de muito quente a muito frio. As baixas temperaturas à noite se devem à baixa umidade. Lembrar que a água atua como moderadora da temperatura dos organismos e dos ambientes. Durante a noite, na medida em que a temperatura diminui, as moléculas de água no estado gasoso vão voltando ao estado líquido, formando ligações de hidrogênio e esse processo libera calor para o meio.

Vegetação: escassa. Presença de gramíneas e arbustos.

Fauna: pouco diversa. Encontram-se répteis, alguns mamíferos, escorpiões e lacraias.

Dentre os biomas brasileiros, podemos destacar:

Os biomas brasileiros também podem ser chamados de domínios morfoclimáticos. São seis:

Amazônia: a floresta amazônica é a maior floresta tropical do mundo e a que tem a maior diversidade biológica. Apresenta temperatura anual com média de 27 °C. Localiza-se na região norte do Brasil, mas estende-se para alguns países vizinhos. É um bioma (ou domínio morfoclimático) ameaçado pelo desmatamento e a expansão populacional e agrícola.

Apesar da grande diversidade de árvores, o solo amazônico é pobre, pois a matéria orgânica que cai é decomposta rapidamente graças às altas temperaturas e às grandes quantidades de organismos decompositores. Essa massa é rapidamente utilizada pelas próprias plantas.

A região amazônica já apresentava ocupantes humanos há 10000 anos. Inclusive, acredita-se que esses indivíduos originaram sociedades que cultivavam o solo (há 2500 anos) e que isso tenha gerado modificações relevantes no ambiente: os restos alimentares puderam aumentar a fertilidade do solo local, favorecendo o desenvolvimento da floresta.

Mata Atlântica: floresta tropical que se estende por toda a região litorânea brasileira. Sempre convém destacar que esse bioma foi grandemente desmatado desde o início da exploração do pau brasil no século XVI e seguindo durante a construção das cidades e os cultivos de cana de açúcar e café. Estima-se que atualmente só restam 7,0 - 8,5 % da vegetação nativa que também se encontra bem fragmentada. O problema dos fragmentos é que eles podem não ter as quantidades de recursos suficientes para manter uma certa população de organismos, logo, é importante desenvolver formas de se conectar os fragmentos com vistas a conservar as espécies e promover o desenvolvimento da diversidade biológica. Mesmo assim, a floresta ainda tem alta diversidade, é importante na regulação do fluxo hídrico, no controle do clima e protege as encostas das serras, prevenindo os desmoronamentos.

Fragmento de mata atlântica. Imagem: https://pensareco.blogspot.com/2015/05/hoje-e-dia-dela-que-tal-conhecer-mais.html

Em classificações mais recentes, a Mata de Araucárias, localizada no sul do país, caracterizada pela presença da Araucaria angustifolia ou pinheiro do paraná, uma gimnosperma, faz parte da Mata Atlântica. As sementes da araucária, os pinhões, são utilizados na alimentação humana (as pinhas são os estróbilos, as estruturas que abrigam os esporângios).

Caatinga: ocorre na região nordeste. Apresenta altas temperaturas, seca prolongada e baixos índices pluviométricos. As plantas apresentam adaptações pra prevenir a perda de água (adaptações xeromórficas), como o mandacaru (Cereus jamacaru), uma espécie de cacto brasileiro cujo caule armazena água e as folhas se tornaram espinhos, que, além da defesa, reduzem a perda de água por transpiração. Algumas plantas têm raízes superficiais para absorver a água das chuvas. A fauna desse domínio apresenta certa diversidade, porém, é ameaçada pela caça de subsistência, visto que as populações humanas que habitam a caatinga são de baixa renda. Caatinga é um termo derivado do tupi e significa “mata branca”, pois as plantas ficam com os galhos esbranquiçados no período da seca.

Cerrado: é o segundo maior bioma brasileiro, concentra-se na região centro oeste, no planalto central brasileiro e a fitofisionomia mais típica é similar às savanas. Apresenta altas temperaturas (média anual de 26 °C) e uma estação seca prolongada. Podemos dizer que o cerrado apresenta apenas duas estações anuais, uma seca e uma chuvosa. Durante a estação seca é comum haver incêndios naturais e esse é um fator importante, pois, para certas plantas, é necessário que o fogo rompa o tegumento impermeável das sementes e as permita germinar. Além, claro, de eliminar outras plantas competidoras e formigas que podem se alimentar das folhas da planta jovem.

As plantas do cerrado apresentam adaptações para dificultar as perdas de água, como as folhas com cutícula espessa e os caules com uma camada de cortiça que os protege durante os incêndios. Inclusive, às vezes se comenta que o cerrado é uma "floresta de cabeça para baixo", por conta de as raízes de muitas das espécies de árvores serem muito profundas e muito ramificadas, mais do que as copas, para aumentar a eficiência da absorção de água, permitindo que as árvores não percam as folhas até mesmo na estação seca.

O solo do cerrado é ácido e rico em alumínio, que pode ser tóxico. Pode ser cultivado desde que a acidez seja corrigida, por exemplo, com a adição de calcário. O solo também tem a característica de ser poroso, de maneira que as águas das chuvas, ao adentrarem, arrastam consigo alguns nutrientes importantes. Isso pode ser corrigido, em parte, pela adubação.

No cerrado estão presentes nascentes de água originam rios que irão compor várias das bacias hidrográficas brasileiras. O cerrado também é rico em reservarórios de água subterrâneos. Essas características lhe conferem outro apelido: "caixa d'água do Brasil".

Dentre as principais ameaças à conservação do cerrado estão a agricultura e a pecuária. Estima-se que desde 1970, 50 % do cerrado foi devastado e cerca de 20 % das espécies animais e vegetais exclusivas do cerrado já tenham sido extintas. O desmatamento gera problemas graves para a biodiversidade, para as comunidades tradicionais e também pode gerar problemas hidrológicos de grande magnitude ao eliminar nascentes, diminuir o volume dos rios, alterar o ciclo hidrológico e prejudicar a geração de energia hidroelétrica.

No que diz respeito ao aspecto, há regiões com fisionomias distintas, além daquilo que se chama cerrado sentido estrito, com as suas árvores mais baixas e de galhos retorcidos, no sentido amplo, há, por exemplo, mais próximos dos corpos d’água, fisionomias mais similares às florestas, como a mata ciliar, a mata de galeria, a mata seca e o cerradão.

http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia16/AG01/arvore/AG01_23_911200585232.html

Pampas: também denominado de campos do sul, por estar localizado na região sul do país, é caracterizado pela predominância de vegetação herbácea. Acredita-se que 58,7 % do bioma já foi modificado pela ação humana, como a criação de gado.

Pantanal: localizado nos estados do Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, mas também em países vizinhos. É uma planície e fica em grande parte inundada nos meses de cheia dos rios da Bacia do Paraguai. Apresenta alta biodiversidade.

REFERÊNCIAS:
As referências básicas dessa série sobre ecologia são:
Lopes, L. & Rosso, S. BIO: Volume Único. Saraiva. 3ª ed. 2013.Thompson, M. & Rios, EP. Conexões com a Biologia. Vol. 1. Moderna. 2ª ed. 2016.Townsend, CR., Begon, M., Harper, JL. Fundamentos em Ecologia. 3ª ed. Artmed. 2010.Urry, LA. et al. Biology. 11th ed. Pearson. 2016.
As restantes serão informadas na parte final sobre esse assunto.

Ecologia 01 - Introdução e conceitos básicos

ECOLOGIA 01 - INTRODUÇÃO E CONCEITOS BÁSICOS

Maximiliano Mendes

Inicialmente, analise as imagens a seguir, que mostram como os aumentos nos números de espécies animais extintas e as emissões de CO₂ aumentaram:

Gráfico mostrando uma estimativa conservadora do número de espécies extintas ao longo de vários anos. Considerando o total de vertebrados analisados, 59 % foram extintas.

Imagem: https://advances.sciencemag.org/content/1/5/e1400253.full

Gráfico mostrando uma estimativa do aumento na concentração de CO₂ atmosférico ao longo do tempo. Imagem: https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions

Essas imagens têm o objetivo de mostrar a relação possível entre a ação do homem (antrópica) e os problemas ambientais pelos quais estamos passando.

Considerando a escala de tempo geológico, estamos oficialmente no Holoceno há 11700 anos, época iniciada após o final da última glaciação. Mas tendo em vista a grande capacidade da nossa espécie em alterar o ambiente e a magnitude dos impactos causados pelos humanos desde o início da revolução industrial nos anos 1800 d.C., alguns pesquisadores sugerem que, iniciando em 1800 ou nos 1950s (início da era atômica), estejamos em uma nova época chamada de antropoceno. Também se acredita que estamos observando mais um evento de extinção em massa na história do planeta, a sexta extinção, com causas primordialmente antropogênicas.

Atividade industrial típica do nosso tempo. Liberando gases poluentes na atmosfera. Imagem: Pnglfy.

A ecologia é o estudo (logos) da casa (oikós). Esse estudo é multidisciplinar, abrange vários tópicos e, como podemos perceber, tendo em vista as informações acima sobre o que tem acontecido com a “casa”, essa disciplina tem grande importância no tocante à preservação e à qualidade da vida no planeta, inclusive a nossa. Por exemplo, no âmbito da ecologia, estudam-se as diversas relações entre os organismos, uns com os outros e com o ambiente físico, e os padrões de distribuição e abundância das espécies. Mas além disso, buscam-se desenvolver formas de prevenir e lidar com os distúrbios, como preservar o ambiente e as espécies, o gerenciamento dos recursos naturais e etc. Nossa espécie não vive isolada e independente das outras, logo, deve haver harmonia com os outros organismos e com os elementos abióticos constituintes do ambiente.

Indivíduos pertencentes à uma tribo de caçadores-coletores.

Imagem: https://qz.com/1025222/a-paleo-hunter-gatherer-diet-can-improve-your-gut-health/

Ainda sobre a “casa” e o estudo da ecologia, podemos dizer que esse estudo pode abranger níveis distintos de organização e complexidade, do indivíduo à chamada biosfera, sendo que um nível superior engloba os inferiores. Em geral os estudos podem focar em um desses níveis de complexidade, mas é comum que abranjam outros.

Os níveis de organização biológica estudados na ecologia.

Definindo brevemente esses níveis de organização, a população é um grupo de indivíduos de uma mesma espécie que habita uma determinada região em um certo momento. Normalmente, em uma determinada região, dificilmente haverá apenas uma espécie de organismo, então, ao conjunto de populações que habita essa região chamamos comunidade. Os organismos da comunidade interagem de diversas maneiras uns com os outros, como é o caso das interações entre um predador e a sua presa.

Podemos dizer que a unidade de estudo da ecologia é o ecossistema: um sistema que consiste em um conjunto de organismos, fatores físicos ambientais e das interações entre os organismos e deles com o ambiente físico. Dessas interações emergem outras propriedades, que estão além da simples soma dos componentes do sistema. Nem sempre é simples delimitar exatamente onde está um ecossistema, mas é possível utilizar o termo “paisagem”, que se refere a um “ecossistema” delimitado não necessariamente pela área, mas pela perspectiva do cientista (ou do exercício/questão que você está fazendo). Por exemplo, uma paisagem poderia ser a região que corresponde a todo o espaço percorrido por uma espécie migratória.

Ao se pensar nas questões ecológicas em termos de sistemas (os ecossistemas), muitas vezes é mais fácil perceber as soluções para os problemas. Por exemplo, se em um ecossistema os números de uma certa espécie de herbívoro diminuíram muito, normalmente para entender melhor os motivos, pensar pura e simplesmente apenas em qual espécie está predando-a não é o bastante, pois dificilmente os eventos ocorrem isoladamente. O pensamento baseado em sistemas irá abranger questões como, o que levou uma espécie a predar em maiores quantidades? O número de indivíduos aumentou? Como? Há escassez de outro tipo de presa? Outras espécies foram afetadas? Houve algum evento natural que pode estar relacionado? Esse padrão se repete de tempos em tempos? E etc. É recomendável que o pensamento baseado em sistemas use o modelo visual do iceberg:

O modelo do iceberg, útil para se fazer análises em nível de ecossistemas. Baseado em Ponto & Linder (2011).

Acima do ecossistema, o último nível de organização é a biosfera: a camada superficial ou a “esfera” do planeta que abriga a vida. De maneira simplificada podemos dizer que ela se estende das profundezas oceânicas até as partes elevadas das montanhas. Logo, não é uniforme, há regiões com características distintas. Isso se deve, pelo menos parcialmente, às movimentações das massas de ar, das águas oceânicas, do planeta terra (rotação e translação) e também da quantidade de energia solar recebida por uma determinada região. Esses fatores físicos contribuem para gerar as zonas climáticas: polar, temperada e tropical, que influenciam no padrão de distribuição dos organismos, como por exemplo, das espécies vegetais que caracterizam os biomas. Os biomas são grandes ecossistemas com características relativamente bem definidas.

REFERÊNCIAS:

As referências básicas dessa série sobre ecologia são:

Lopes, L. & Rosso, S. BIO: Volume Único. Saraiva. 3ª ed. 2013.

Thompson, M. & Rios, EP. Conexões com a Biologia. Vol. 1. Moderna. 2ª ed. 2016.

Townsend, CR., Begon, M., Harper, JL. Fundamentos em Ecologia. 3ª ed. Artmed. 2010.

Urry, LA. et al. Biology. 11th ed. Pearson. 2016.

As restantes serão informadas na parte final sobre esse assunto.

ITENS DE BIOLOGIA COM AS RESPOSTAS COMENTADAS/EXPLICADAS

Aqui eu disponibilizarei aos poucos e ao longo do tempo alguns links para os itens de biologia com as respostas comentadas de algumas provas: enem, vestibular tradicional da UnB e o PAS etapa 01  da UnB. Caso haja links quebrados, favor avisar. Tudo no 4shared: cuidado com as propagandas perigosas...

ENEM:

2019: https://mega.nz/#!BR82ESAb!DdoB6W9JXZg1qkOvH1ynZuaEQHlm8P6e-EShMC1b6Xo
2018: https://www.4shared.com/office/VYO4cjDxda/ENEM_2018_-_Itens_de_biologia_.html

Vestibular tradicional da UnB:

2019: https://mega.nz/#!AYsjFSSb!GVeQ8IU7AsOGQLvIUyAOd3rpjXKiMI-a0OukbWtayj8
2018: https://www.4shared.com/office/PYlJTXhIfi/Vestibular_UnB_2018_-_itens_de.html

PAS 1 UnB:

2018: https://mega.nz/#!4Q0DySxK!LQTn9TVgi0O6ArpD5o7Us9n-962CXVXSl38KIbTvJjo