Portfólio de Licenciatura em Ciências Naturais e Matemática: Biologia Geral

25. Organismos, fatores limitantes e nicho ecológico

Nesta aula, introduzimos a Ciência Ecologia e focamos no nível de organização organismo. Tratamos dos conceitos de fator limitante e nicho ecológico, relacionado a tal nível de organização.

Profª. Drª. Ana Lúcia Brandimarte

ECOLOGIA

Ernest Haeckel (1869) = oikos (casa) + logos (estudo)

Estudo das interações entre os organismos e o ambiente (“casa”) onde vivem
ciência que estuda a distribuição e abundância dos organismos e as interações
que as determinam.

ECOLOGIA

Ecologia(ciência) diferente de  Ecologismo(uma ideologia política (esgotamento dos recursos naturais e a continuidade da vida na Terra)

Um ecólogo pode ser um ecologista ou “verde”, mas nem todo ecologista é um ecólogo

Escopo da Ecologia:

Molécula - organela - célula - tecido - órgão - sistema de órgãos - organismo - população - comunidade - ecossistema - biosfera

FATORES LIMITANTES

Tudo o que afeta o desempenho biológico do organismo:

condições(fatores abióticos como temperatura);

recursos(alimentos, espaço);

interações intra e interespecíficas.

Lei do Mínimo (Justus von Liebig, 1843)

Sob condições de estado constante, o nutriente presente em menor quantidade

(concentração próxima à mínima necessária) tende a ter efeito limitante sobre a planta.

Lei da Tolerância (Victor Ernest Shelford)

Cada espécie apresenta amplitudes de tolerância aos fatores ecológicos,
com um valor mínimo e um máximo, dentro das quais consegue existir.

NICHO ECOLÓGICO

Conjunto de relações que cada espécie mantém com o ambiente.

Conjunto de limites de tolerância da espécie.

Papel funcional da espécie dentro de uma cadeia alimentar e seu impacto sobre o

ambiente (o que ela come?) (Charles Sutherland Elton, 1927)

George Evelyn Hutchinson (1957)

Representação espacial do nicho utilizando os fatores limitantes.

Definição de nicho ecológico para ensino fundamental: Requerimentos de uma espécie para viver em um dado ambiente e seus efeitos sobre o ambiente (Jonathan Chase e Mathew Leibold, 2003)

26. Populações e comunidades

População e comunidade são só dois níveis de organização abordados na presente aula. Quanto ao primeiro, estudamos seus atributos principais, bem como modelos de desenvolvimento populacional. Já quanto à comunidade, também focaremos seus principais atributos. Além disso, estudaremos diferentes tipos de relações ecológicas interespecíficas.

Profª. Drª. Ana Lúcia Brandimarte

POPULAÇÃO

Conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que vivem em uma dada área geográfica

Sujeitos aos mesmo conjunto de fatores ambientais;

Desempenho biológico dos indivíduos

ATRIBUTOS DA POPULAÇÃO

Tamanho da população: número de indivíduos que compõem a população em um determinado momento;
Densidade populacional ou demográfica: número de indivíduos existentes / área (ou volume)

Natalidade ou taxa de nascimentos:

número de nascimentos em determinado período / número de indivíduos da população;
natalidade bruta – usa número total de indivíduos (numerador)
natalidade específica – usa número total de indivíduos de uma fração da população (ex.:sexo, faixa etária, região)(denominador)

Mortalidade ou taxa de mortes

número de mortes em determinado período /número de indivíduos da população;
mortalidade bruta – usa número total de indivíduos;
mortalidade específica – usa número total de indivíduos de uma fração da população (ex.:sexo, faixa etária, região)

Fecundidade:

número médio de descendentes por fêmea em um determinado período de tempo
fecundidade específica – uso de uma faixa etária determinada

Taxa de crescimento populacional: variação do número de indivíduos da população em um

determinado período

Estrutura etária: distribuição dos indivíduos nas diferentes faixas etárias.

Potencial biótico: capacidade reprodutiva máxima de uma população.

condição ideal - ambiente não oferece nenhuma limitação aos indivíduos - população atinge potencial biótico - cresce indefinidamente

COMUNIDADE

Conjunto de populações de diferentes espécies que vivem em um determinado local e que interagem entre si.

ATRIBUTOS DA COMUNIDADE

Riqueza de espécies ou biodiversidade (S): número de espécies presentes

Equitatividade de espécies: contribuição de cada espécie para o total de indivíduos da comunidade

pi = no. de indivíduos da espécie i / total de indivíduos

Diversidade de espécies: análise conjunta da riqueza e da equitatividade de espécies

diversidade ≠ biodiversidade

Amensalismo - Uma espécie não é afetada e a outra é prejudicada.(aumento populacional de algas vermelhas);
Competição - Ambas as espécies são afetadas (escassez de recursos, espaço, alimentação,etc);
Predação - A espécie que preda é beneficiada.
Parasitismo - Uma espécie é beneficiada é a outra não. A diferença é que na predação o indivíduo morre é que o parasitismo o hospedeiro é prejudicado.
Comensalismo - Uma espécie é favorecida e a outra nem ganha e nem perde nada.(Plantas epífitas que somente se apoiam);
Mutualismo - Ambas as espécies são beneficiadas (peixe palhaço e anêmonas).

27. Ecossistemas

A presente aula é voltada ao estudo do nível de organização ecossistema. Estudamos sua definição e alguns atributos importante. Focamos na questão do fluxo de energia, bem como das cadeias e teias alimentares e níveis tróficos.

ECOSSISTEMA

Sistema aberto cujos componentes abióticos(não vivos) e bióticos(vivos) interagem por meio de fluxo de energia e ciclagem de materiais

Sir Arthur George Tansley, 1935

FLUXO DE ENERGIA

Obtenção de energia
organismos autótrofos x heterótrofos

Autótrofos

Fotossíntese oxigênica: síntese de glicose na presença de luz, CO2 e água (doadora de elétrons) e liberação de oxigênio como subproduto das reações envolvidas no processo; produtores primários;

Fotossíntese anoxigênica: bactérias fixam o carbono presente no CO2 em matéria orgânica, na presença de luz, mas os doadores de elétrons são compostos como o H2ou o H2S e, portanto, não há produção de oxigênio;

Quimiossíntese: bactérias obtêm a energia necessária para a fixação de CO2 na matéria orgânica a partir da oxidação de compostos inorgânicos reduzidos, como NH4+(amônio), CH4(metano), H2S (gás sulfídrico)e Fe2+(íon ferroso).

Heterótrofos

Eles não produzem seu próprio alimento, são consumidores.

Detritívoros - se alimentam de matéria orgânica morta, detritos;
Decompositores - utilizam detritos mas provem a decomposição do material morto transformando em sais minerais(fungos e bactérias).

Cadeia alimentar de PASTEJO - produtor primário(planta) - herbívoro (caracol) - carnívoro(peixe piranha) - 2º carnívoro (garça) .
Cadeia alimentar de DETRITOS OU DETRÍTICA - detritos em pântanos - camarão - lontra.
Cadeia alimentar MICROBIANA OU ALÇA MICROBIANA -

Ecossistema - importação e exportação de energia e matérias

Limites do ecossistema escala X delimitação

28. Causas e mitigação de impactos ecológicos

Na última aula de nossa disciplina, estudamos um dos temas mais atuais e que merece profundas reflexões, os impactos ecológicos antrópicos, suas causa e formas de mitigação. Abordamos: aquecimento global, diminuição na camada de ozônio e degradação da qualidade da água.

HUMANIDADE X ENERGIA

Primeiros Homo sapiens

Impactos comparáveis aos das demais espécies

MAS: uso do fogo (herança dos ancestrais) - fogo - energia extrassomática (tecnologia)

IMPACTOS ANTROPOGÊNICOS

Uso do fogo - primeira forma deliberada de alteração da natureza - impacto

Impactos antropogênicos - capacidade de carga - população humana - impactos antropogênicos que podem ser locais, regionais, globais

Aquecimento global - aumento de temperatura - precipitação (cheia e seca) - nível do mar - efeito na saúde, agricultura, florestas, recursos hídricos, áreas costeiras, áreas naturais, biodiversidade.

Aquecimento global é relacionada a atividades humanas como:suprimento de energia,Indústria, silvicultura e outras alterações do solo, agricultura, transporte, imóveis residenciais e comerciais, resíduos sólidos e esgotos.

Efeito estufa - parte da radiação solar ao atingir a superfície terrestre é refletida de volta para a atmosfera, mas parte dessa radiação é absorvida pela superfície da Terra que se aquece produzindo radiação infra vermelha que é refletida de volta para a atmosfera.

Gazes de efeito estufa: Dióxido de carbono, metano, ozônio, CFCs, óxido nitroso.

Mitigação - diminuição emissão antropogênica dos gases de efeito estufa, do uso de combustíveis fósseis alteração de processos industriais, do desmatamento e queimadas.

Redução da camada de ozônio

Estratosfera - raios UVB quebram:

Moléculas de O2 resultando em formação de O3;
Moléculas de CFCs resultando em liberação de CL que reage com O3

Mudança no ciclo da água

Eutrofização

Mitigação - controle do uso de fertilizantes e pesticidas, controle de emissão de efluentes - efeitos sobre água superficiais e subterrâneas.

Diminuir o desmatamento - erosão do solo e carregamento de material particulado, assoreamento de ambiente aquáticos.

Desertificação

Mitigação - melhoria das práticas da agricultura e pecuária diminuição das taxas de desmatamento e controle do aquecimento global.

Portfólio

Aquecimento global é o processo de aumento da temperatura média dos oceanos e do ar perto da superfície da Terra causado pelas emissões humanas de gases do efeito estufa (Dióxido de carbono, metano, ozônio, CFCs, óxido nitroso e vapor de água.

O efeito estufa potencializado pela queima de combustíveis fósseis tem colaborado com o aumento da temperatura no globo terrestre nas últimas décadas. Pesquisas recentes indicaram que o século XX foi o mais quente dos últimos 500 anos. Pesquisadores do clima afirmam que, num futuro próximo, o aumento da temperatura provocado pelo efeito estufa poderá ocasionar o derretimento das calotas polares e o aumento do nível dos mares. Como conseqüência, muitas cidades litorâneas poderão desaparecer do mapa.

Pesquisadores do meio ambiente já estão prevendo os problemas futuros que poderão atingir nosso planeta caso esta situação persista. Muitos ecossistemas poderão ser atingidos e espécies vegetais e animais poderão ser extintos. Derretimento de geleiras e alagamento de ilhas e regiões litorâneas. Tufões, furacões, maremotos e enchentes poderão ocorrer com mais intensidade. Estas alterações climáticas poderão influenciar negativamente na produção agrícola de vários países, reduzindo a quantidade de alimentos em nosso planeta. A elevação da temperatura nos mares poderia ocasionar o desvio de curso de correntes marítimas, ocasionando a extinção de vários animais marinhos e diminuir a quantidade de peixes nos mares.

Curiosidades:

Atualmente, são despejados no ar cerca de 5 bilhões de toneladas de dióxido de carbono (um dos principais gases causadores do efeito estufa) por ano. Só para termos uma base de comparação, há 100 anos atrás eram lançados cerca de 60 milhões de toneladas deste gás anualmente.
Estudos climáticos recentes demonstraram que a temperatura do planeta Terra aumentou cerca de 0,5°C nos últimos 170 anos. Este aquecimento está diretamente relacionado com o efeito estufa.
Um aumento de 4ºC na temperatura global, causado pelo efeito estufa e aquecimento global, poderá provocar a extinção de milhares de espécies animais no planeta. Os animais mais afetados serão aqueles que vivem nas regiões polares, pois este aumento de temperatura provocará derretimento de gelo em grandes proporções, afetando diretamente o habitat destas espécies. Os recifes de corais também serão muito afetados com o aumento da temperatura das águas oceânicas.(sua pesquisa)

Mitigar é intervir de alguma forma para remediar ou reduzir algum impacto ambiental detectado. A mitigação dos gases do Efeito Estufa está relacionada à redução dos impactos gerados pela emissão de gases na atmosfera. Segundo o Ministério do Meio Ambiente “mitigação é definida como a intervenção humana para reduzir as emissões por fontes de gases de efeito estufa e fortalecer as remoções por sumidouros de carbono, tais como florestas e oceanos.”

Uma método eficaz para mitigação dos gases do Efeito Estufa é o sequestro de carbono da atmosfera por meio do plantio de árvores (conheça oprojeto da Bio Jr. USP nas Olimpíadas USP do Conhecimento) que utilizam o CO2 e água para obtenção de energia enquanto liberam O2 para a atmosfera. Entenda este processo no esquema abaixo:

Sendo o CO2 o principal GEE, sua diminuição na atmosfera gera uma mudança significativa no impacto ambiental. Portanto, projetos que quantifiquem a emissão de gases nas atividades humanas, como queima de combustíveis para transporte, e converta este valor, por exemplo, em número de mudas necessárias para mitigar este impacto, serão de grande ajuda para manutenção do clima do planeta e de sua biodiversidade.

http://www.biojr.ib.usp.br/mitigacao-de-gases-do-efeito-estufa/mitigacao/

Fontes:

http://www.suapesquisa.com/efeitoestufa