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Ecologia

 

Ecologia - O que é

Ecologia é a análise e estudo das interações entre os organismos e seu ambiente.

É um campo interdisciplinar que inclui biologia e ciência da terra.

A Ecologia inclui o estudo das interações organismos têm uns com os outros, de outros organismos, e com componentes abióticos de seu ambiente.

Temas de interesse para os ecologistas incluem a diversidade, distribuição, quantidade (biomassa) e número (população) de organismos particulares, bem como a cooperação e a concorrência entre os organismos, tanto dentro como entre os ecossistemas. Ecossistemas são compostos de interagir dinamicamente partes, incluindo os organismos, as comunidades que compõem, e os componentes não vivos do seu ambiente.

Processos ecossistêmicos, tais como a produção primária, pedogênese, ciclagem de nutrientes, e vários nicho de construção de atividades, regular o fluxo de energia e matéria através de um ambiente.

Estes processos são sustentadas por organismos com características de história de vida específicos, e a variedade de organismos é chamado de biodiversidade.

Biodiversidade, que se refere às variedades de espécies, genes e os ecossistemas, aumenta a certos serviços dos ecossistemas.

Ecologia não é sinônimo de ambiente, ambientalismo, história natural, ou ciência ambiental. Ele está intimamente relacionado com a biologia evolutiva, genética, e etologia. Um foco importante para os ecologistas é melhorar a compreensão de como a biodiversidade afeta a função ecológica.

Ecologistas procuram explicar:

Processos de vida, interações e adaptações
O movimento de materiais e energia através de comunidades de vida
O sucessional desenvolvimento de ecossistemas
A abundância e distribuição dos organismos e da biodiversidade no contexto do ambiente.

A ecologia é uma ciência humana também. Existem muitas aplicações práticas da ecologia em biologia da conservação, gestão de zonas húmidas, gestão de recursos naturais (agroecologia, agricultura, silvicultura, agrossilvicultura, a pesca), urbanismo (ecologia urbana), a saúde da comunidade, economia, básica e ciência aplicada, e interação social humana (ecologia humana).

Por exemplo, os Círculos de Sustentabilidade abordagem trata a ecologia como mais do que o meio ambiente "lá fora". Não é tratada como algo separado de seres humanos.

Organismos (incluindo os humanos) e recursos compor ecossistemas que, por sua vez, mantêm biofísicos mecanismos de feedback que moderam os processos que atuam sobre vida (bióticos) e não vivos (abióticos componentes do planeta).

Ecossistemas sustentar as funções de apoio à vida e produzir capital natural como a produção de biomassa (alimentos, combustíveis, fibras e medicamentos), a regulação do clima, global ciclos biogeoquímicos, filtração de água, formação de solos, controle de erosão, proteção contra enchentes e muitos outros recursos naturais científica , ou valor intrínseco histórico, econômico.

A palavra "ecologia" ("Ökologie") foi cunhado em 1866 pelo cientista alemão Ernst Haeckel (1834-1919). Pensamento ecológico é derivado de correntes estabelecidas em filosofia, em particular da ética e da política. Antigos filósofos gregos, como Hipócrates e Aristóteles lançou as bases da ecologia em seus estudos sobre história natural.

A ecologia moderna tornou-se um muito mais rigorosa ciência no final do século 19. Evolutivos conceitos relativos à adaptação e seleção natural tornou-se a pedra angular da moderna teoria ecológica.

Ecologia - Meio Ambiente

O termo Ecologia foi empregado pela primeira vez pelo biólogo alemão Ernest Haeckel, em 1869, em seu livro "Morfologia geral dos organismos".

Deriva da palavra grega oikos, que significa casa, e logos, que significa estudo. É portanto a ciência que estuda o ambiente, com todos os seus habitantes, bem como as diversas interações e ligações existentes entre eles.

A ecologia sempre acompanhou a humanidade, desde os primórdios de seu desenvolvimento. As tribos precisavam conhecer o ambiente para conseguir alimento e abrigo.

Precisavam conhecer os hábitos dos animais, onde viviam, tinham de lidar com as dificuldades impostas pela natureza, mesmo depois de dominarem o fogo.

Desde os tempos da pré-história, grande quantidade de conhecimento "ecológico" começou a ser adquirida e transmitida através das gerações.

A ecologia de cunho científico já era abordada por filósofos da Grécia antiga como Hipócrates e Aristóteles, mas foi apenas a partir de 1900, que se desenvolveu como um campo específico da biologia.

Não se pode deixar de mencionar Darwin, como um dos pioneiros da ecologia (principalmente devido a seu trabalho "A origem das Espécies" de 1859).

Atualmente a ecologia é uma ciência em pleno desenvolvimento, tendo adquirido importante 'status' na sociedade. Está vinculada não só ao estudo do meio ambiente mas também à preservação dos ecossistemas em uma era pontilhada pelos mais diversos estresses e impactos ambientais.

O objeto de estudo da ecologia tem como unidade o indivíduo, a partir do qual vários níveis de organização se seguem. Indivíduos formam populações, que constituem comunidades, que formam biocenoses. biocenoses podem compor os biomas, os quais constituem a Biosfera.

Dentro deste amplo contexto, o ecólogo tem liberdade para investigar desde detalhes sobre uma população específica, (por exemplo seus hábitos alimentares, taxas de crescimento, mortalidade, estratégias reprodutivas, defesa de território, etc) até aspectos complexos dos ecossistemas, como suas características funcionais (produtividade primária, respiração, exportação de matéria, etc) e estruturais (diversidade, densidade, dominância, entre outros). Esta última representa um ramo avançado da ecologia denominado de Ecologia de Sistemas.

A ecologia é uma ciência essencialmente interdisciplinar, ou seja, necessita de informações integradas das mais diversas áreas das ciências, como matemática, física, química, estatística, zoologia, botânica, bioquímica, entre outras.

Pode-se subdividir portanto a Ecologia em duas linhas básicas de trabalho: a autoecologia investiga os processos adaptativos dos organismos ao meio em que vivem. Concentra-se no estudo das relações de uma única espécie como o meio em que vive. Procura explicar o funcionamento dos indivíduos quanto às adaptações a tensores ambientais. A sinecologia trabalha a nível de comunidade, descrevendo as interações entre as populações e entre elas e o ambiente.

Atualmente novos ramos da ecologia estão surgindo como a dinâmica de populações, ecologia humana, ecologia social, ecologia comportamental, ecologia matemática, entre outras. Dezenas de livros, jornais, periódicos, congressos e simpósios especializados em ecologia são lançados todos os anos, em todos os países do mundo.

A abordagem política da ecologia tem crescido muito na última década, principalmente devido ao fato de que esta ciência é a que possibilita o entendimento das transformações causadas pelo homem no ambiente, e das suas conseqüências para a humanidade. O congresso mundial de meio ambiente, a ECO-92, a AGENDA 21, são exemplos de transformações políticas impulsionadas pela ecologia e pelas ciências ambientais.

Biosfera

É o termo dado ao espaço ocupado por todos os seres vivos existentes no planeta, tanto na água, como na terra e no ar. Na realidade este termo engloba todos os ecossistemas do planeta, podendo ser traduzido como a sua parte viva. Assim, a Biosfera engloba tanto os seres vivos presentes nas mais altas montanhas da Terra, como a fauna vivente nas fossas abissais marinhas, há mais de 11.000 metros de profundidade.

Considera tanto os organismos microscópicos presentes em uma gota d'água, como os maiores animais terrestres e marinhos. O estudo da Biosfera, representa uma área muito abrangente, assim como a própria definição do termo.

Esta área de pesquisa envolve aspectos globais dos seres vivos, como a evolução das espécies, a biodiversidade planetária, as modificações que os organismos são capazes de fazer no meio ambiente, e principalmente as alterações causadas pelas atividades humanas no planeta.

A Biosfera, como é vistas hoje, é na verdade fruto de 3,5 bilhões de anos de evolução biológica na Terra, a qual surgiu no mar com os primeiros organismos unicelulares, no mar. Suas características, ou seja, as espécies que a compõem, mudam constantemente ao longo do tempo geológico, com a extinção e aparecimento de novas espécies.

Na realidade atualmente não se conhece a biosfera na sua totalidade, uma vez que centenas de novas espécies ainda não foram identificadas, presentes principalmente nas regiões mais inóspitas e inacessíveis.

Todos os anos centenas de cientistas em todo o mundo reúnem-se em grandes congressos e convenções internacionais, nas quais discutem novos aspectos e descobertas sobre a Biosfera de nosso mundo. Uma das mais importantes reuniões científicas já realizadas sobre este tema foi o Simpósio Internacional sobre a Biosfera de Miami, realizado durante a primeira Assembléia Geral do Conselho Mundial da Biosfera (1994).

Biocenose

A biocenose representa a parte viva do ecossistema, ou seja, os organismos que vivem em um ambiente específico, interagindo entre si e também com a parte não viva deste (biótopo). Na realidade as biocenoses são grupos e associações de espécies mais ou menos típicas, as quais, em conjunto, contribuem para a formação da Biosfera.

Dentro deste contexto, as biocenoses, podem ser classificadas de acordo com a extensão do ambiente considerado. Assim, as maiores biocenoses são definidas como as comunidades terrestres, de água doce e marinhas. A biocenose, em sua função mais elementar é aplicada a ecossistemas individualizados, como por exemplo, as espécies animais e vegetais presentes em um lago.

As biocenoses apresentam várias parâmetros capazes de determinar as suas dimensões e características básicas.

As principais são:

Riqueza;
Número de espécies presentes;
Composição de espécies;
Quais as espécies que habitam o ecossistema;
Abundância;
Quantidade de indivíduos presentes por uma determinada área ou volume;
Freqüência;
Porcentagem de indivíduos de uma espécie em relação ao total de indivíduos da comunidade;
Dominância ou equitabilidade;

Significa a forma com que todos os indivíduos presentes em uma comunidade se distribuem nas espécies presentes. Esta distribuição pode ser mais ou menos homogênea.

No entanto, comumente as biocenoses naturais tem elevada dominância, com muitos indivíduos pertencentes a poucas espécies dominantes, acompanhadas por várias espécies raras ou pouco freqüentes. A medida da diversidade de uma biocenose é feita conjugando-se a riqueza e a dominância em uma mesma análise (como na fórmula de Shannon).

Biótopo

Entende-se como Biótopo o espaço ocupado por um grupo de espécies constituintes de um ecossistema. Segundo definições propostas por diversos ecólogos, o biótopo pode ser considerado como uma área geográfica de superfície e volume variáveis, submetida a características ambientais homogêneas, e capaz de oferecer as condições mínimas para o desenvolvimento de uma comunidade biológica a ele associada.

As características ambientais do biótopo, fração não viva de um ecossistema, são muito variadas, incluindo parâmetros físicos, químicos, bioquímicos e geológicos. Todos estes fatores contribuem para estabelecer as características particulares de cada ambiente. Estes parâmetros irão determinar as espécies que vão ocupar o ambiente, as quais deverão estar adaptadas para enfrentar os fatores limitantes e estressantes presentes.

Parâmetros importantes dos Biótopos são quantidade de oxigênio, luz, matéria orgânica, salinidade, umidade relativa, tipo de substrato (arenoso, argila, silte, rocha), temperatura, entre outros. Ecólogos desenvolveram equipamentos e metodologias específicos para medir muitos dos parâmetros dos Biótopos, a fim de entender melhor a sua influência na distribuição e comportamento das espécies.

Muitas variáveis ambientais podem flutuar ao longo do tempo, por exemplo, de acordo com a época do ano. Estas mudanças ambientais cíclicas são denominadas variações sazonais e são seguidas por alterações nas comunidades.

Habitat e Nicho Ecológico

O habitat de um organismo é o lugar onde ele vive, o ambiente ocupado por ele. O habitat representa então o espaço físico mais provável de se encontrar determinada espécie. Assim, o habitat dos macacos são as árvores da floresta; dos cupins é o interior da madeira; dos corais são as águas claras, rasas e quentes dos trópicos; das cracas são os costões rochosos, e assim por diante.

O conceito de nicho ecológico é mais abrangente que o de habitat, pois considera não apenas o espaço utilizado pela espécie (habitat) mas também a sua posição na teia trófica da comunidade ( nicho trófico) e a sua relação com os fatores ambientais, ou seja, a área ideal para a ocorrência da espécie dentro do gradiente ambiental de temperatura, umidade, luminosidade, etc. (hipervolume).

O nicho ecológico é portanto o local onde vive o organismo, suas exigências ambientais e sua relação com seus predadores e presas. É considerado portanto a identidade ecológica da espécie, como ela é e tudo o que ela faz.

Uma espécie qualquer tem seu nicho teórico, ou mais tecnicamente nicho ideal, como a área de ação possível sem a presença de qualquer interferência externa, como a competição com outras espécies. No entanto, normalmente existem mais de uma espécie com hábitos e habitats semelhantes no mesmo ambiente, o que gera uma sobreposição de nichos, o que pode ser traduzido por competição.

Este fato faz com que o nicho ideal, seja reduzido ao chamado nicho real, ou nicho realizado. Grupos de espécies com nichos semelhantes em uma mesma comunidade são chamados Guildas e em comunidades diferentes são denominados Equivalentes ecológicos.

O tamanho dos nichos reais (realizados) varia muito de acordo com a espécie. Pode ser muito extenso, como por exemplo o dos animais migratórios, de vida longa e generalistas (têm variada dieta alimentar), ou extremamente reduzidos, como no caso de espécies parasitas internos de animais.

Em muitos casos, quando ocorre sobreposição de nichos e competição, há uma tendência das populações se especializarem no uso e aproveitamento de recursos diferentes, ou ocuparem espaços distintos de um mesmo ambiente. Por exemplo, várias aves insetívoras (comedoras de insetos) podem coexistir em uma mesma floresta desde que cada uma se alimente em um estrato diferente da mesma (nas copas, nos troncos, no solo, etc), e isso realmente ocorre.

A especialização gera uma redução no nicho ecológico das espécies mas por outro lado propicia a continuidade da sua sobrevivência no ecossistema. Os efeitos negativos e indesejáveis da competição entre espécies ecologicamente similares são evitados a todo o custo.

Ecossistema

Um ecossistema é representado por um conjunto de organismos vivendo e interagindo em uma área definida, com características ambientais típicas. Portanto, um ecossistema é uma unidade ecológica composta por uma fração viva, denominada biocenose, e uma fração não viva, o ambiente propriamente dito, denominada biótopo.

Internamente o ecossistema é controlado por três grandes componentes fundamentais; a comunidade biológica presente, que se desenvolve e mantém através do fluxo de energia através dos diferentes níveis tróficos. A ciclagem de nutrientes proporciona a reposição dos minerais utilizados pela comunidade, através da decomposição.

Todos os ecossistemas são sistemas abertos, ou seja, apresentam portas de entrada e saída de energia, essenciais para o seu equilíbrio. A energia entra no ecossistema sob a forma de luz solar, materiais, organismos., entre outras fontes. Pela porta de saída, energia e materiais processados são exportados para outros ecossistemas. A emigração de organismos também representa uma forma de saída de energia.

O ecossistema é uma unidade ecológica extremamente complexa devido às numerosas interações existentes entre os organismos e entre eles e o ambiente. Basicamente as características do ecossistema podem ser classificadas como funcionais ou estruturais.

Algumas características funcionais são as taxas de respiração, fotossíntese, produtividade e decomposição, enquanto que aspectos estruturais são a composição de espécies, diversidade, dominância, biomassa e densidade, entre outros.

Toda a fauna e flora que compõe a biocenose do ecossistema é controlada biologicamente através das interações bióticas, principalmente predação e competição. Por outro lado, a abundância de espécies também é controlada pelos parâmetros ambientais como disponibilidade de nutrientes, oxigênio, luz, etc.

Através destas interações e vínculos o ecossistema tende a atingir um estado de equilíbrio dinâmico, uma situação mais ou menos estável, denominada estado contínuo (steady state).

O equilíbrio do ecossistema não representa uma situação estática, mas sim uma estabilidade dinâmica a qual reflete flutuações e variações em muitos parâmetros, por exemplo, ao longo do ano, de acordo com as estações (primavera, verão, outono e inverno). Assim, um ecossistema equilibrado pode perfeitamente apresentar diferenças cíclicas estruturais e funcionais ao longo do tempo.

Atividades humanas destrutivas como a poluição, desmatamento, caça predatória, exploração industrial e comercial têm causado perturbações graves nos ecossistemas em todo o planeta. Uma vez que todos os compartimentos de um ecossistema estão interligados, qualquer perturbação em um deles afetará muitos outros. Isto significa que perturbações aparentemente pequenas podem ter conseqüências desastrosas e imprevisíveis para o ecossistema.

Campos, praias, manguezais, costões rochosos, cavernas, regiões abissais, rios, lagos, estuários, bosques, florestas, desertos, recifes de coral e pântanos, são alguns exemplos de ecossistemas.

Biodiversidade

Cientificamente, o conceito de diversidade é um indicador ecológico relacionado com a quantidade de espécies e indivíduos presentes nos ecossistemas.

Este parâmetro é constituído basicamente por dois componentes distintos: riqueza e dominância.

A riqueza é a quantidade de espécies presentes no ambiente, enquanto que a dominância é um indicador da distribuição dos indivíduos em cada espécie.

Diversidades elevadas ocorrem quando há grande numero de espécies (riqueza) e os indivíduos estão distribuídos em quantidades mais ou menos similares entre as espécies.

Assim, um ambiente com 10 espécies, cada uma delas composta por uma população de 5 indivíduos, tem maior diversidade que um ambiente com as mesmas 10 espécies, mas tendo duas populações com 100 indivíduos cada e as outras oito populações com 7 indivíduos.

A diversidade pode ser medida através de índices ecológicos, como os de Shannon, Margalef, entre outros, e são características fundamentais dos ecossistemas.

O termo biodiversidade tem sido muito utilizado na última década, especialmente nos foros de discussões científicas e políticas envolvidos com a preservação do meio ambiente a nível global. Um bom exemplo disso é a convenção Eco-92, feita no Rio de Janeiro.

Nessa ocasião, os diversos segmentos da sociedade a nível mundial consideraram a biodiversidade um ponto chave para o equilíbrio ecológico do planeta. Nesse contexto, ela é entendida como todos os organismos vivos presentes no planeta, distribuídos em espécies as quais povoam os mais diversos ecossistemas naturais na terra e nos oceanos. É portanto um termo mais geral, o qual não está vinculado a medidas ecológicas populacionais de cunho científico.

Ainda não foi possível avaliar cientificamente se a biodiversidade é maior na terra (nos continentes, inclusive nos rios e lagos) ou no mar. Sabe-se por exemplo que em termos de grandes grupos, os oceanos comportam pelo menos 43 dos 70 Filos de organismos vivos presentes hoje no planeta.

Em termos de ecossistema, pode-se dizer que manguezais, recifes de coral, florestas tropicais úmidas e a zona costeira dos oceanos são redutos especiais do planeta por possuírem a mais alta biodiversidade.

A nível global a biodiversidade está sendo seriamente ameaçada pelas mais variadas ações antrópicas em todos os ambientes do planeta. A poluição do ar, oceanos, lagos rios e solo; a devastação das florestas como a Amazônia e a Mata Atlântica; a exploração descontrolada dos recursos naturais; a expansão imobiliária e a caça predatória são alguns exemplos das muitas causas da redução progressiva da Biodiversidade do planeta.

Calcula-se que dezenas de espécies são extintas por ano em todo o mundo, muitas delas sem terem sido sequer descobertas, descritas e estudadas. O numero de espécies de peixes já descobertos no planeta é hoje de cerca de 21.000, mas todos os anos dezenas de novas espécies são encontradas, acreditando-se que este número seja superior a 28.000 espécies. Na Amazônia e nas regiões abissais dos oceanos residem centenas ou mesmo milhares de espécies ainda não descobertas.

Cadeia Alimentar e Teia Alimentar

Este termo ecológico representa o vínculo existente entre um grupo de organismos presentes em um ecossistema, os quais são regulados pela relação predador-presa. É através da cadeia alimentar, ou cadeia trófica, que é possível a transferência de energia entre os seres vivos. É a unidade fundamental da teia trófica.

Existem basicamente dois tipos de cadeia alimentar, as que começam a partir das plantas fotossintetizantes e as originadas através da matéria orgânica animal e vegetal morta. As plantas são consumidas por animais herbívoros enquanto que a matéria orgânica morta é consumida pelos animais detritívoros.

A cadeia alimentar é constituída pelos seguintes níveis:

Produtores

São os organismos capazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias terrestres e aquáticas.

Consumidores Primários

São os animais que se alimentam dos produtores, ou seja, são as espécies herbívoras. Milhares de espécies presentes em terra ou na água, se adaptaram para consumir vegetais, sem dúvida a maior fonte de alimento do planeta. Os consumidores primários podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados bentônicos (de fundo) pastadores, até grandes mamíferos terrestres como a girafa e o elefante.

Consumidores Secundários

São os animais que se alimentam dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros.

Consumidores Terciários

São os grandes predadores como os tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo considerados os predadores de topo de cadeia. Tem como característica, normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais.

ANIMAIS CARNÍVOROS GRANDES PREDADORES
CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS ANIMAIS CARNÍVOROS
CONSUMIDORES PRIMÁRIOS ANIMAIS HERBÍVOROS
PRODUTORES ALGAS E VEGETAIS FOTOSSINTETIZANTES
LUZ E NUTRIENTES TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA PELA TEIA TRÓFICA

Decompositores ou Bioredutores

São os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores, representados pelas bactérias e fungos, são o último elo da cadeia trófica, fechando o ciclo.

A sequência de organismos relacionados pela predação constitui uma cadeia alimentar, cuja estrutura é simples, unidirecional e não ramificada, por exemplo:

ALGA Produtor
MOLUSCO Herbívoro
PEIXE Carnívoro
GOLFINHO Carnívoro

No entanto, na natureza as espécies podem consumir muitos tipos de presas, podendo inclusive alimentar-se tanto de vegetais como de animais (espécies omnívoras). Isto faz com que as relações presa-predador se estabeleçam em teias alimentares, ou teias tróficas, que são constituídas por diversas cadeias alimentares interligadas. Normalmente as cadeias tróficas não possuem mais que 4 a 5 níveis tróficos devido a problemas relacionados à transferência de energia disponível de um nível a outro.

Pirâmides Ecológicas

Uma forma útil de se visualizar a estrutura de um ecossistema em termos de transferência de energia, densidade das populações e quantidade de matéria viva ao longo dos níveis tróficos é através das pirâmides ecológicas, as quais podem ser de vários tipos:

Pirâmides de Número

Cada bloco da pirâmide representa um nível trófico de uma cadeia alimentar, ou do próprio ecossistema (produtores, consumidores primários, secundários, terciários...). A largura no plano horizontal, de cada nível, é diretamente proporcional ao número de indivíduos presentes.

Neste caso, é importante notar que o número de indivíduos não leva em conta o seu tamanho, volume, ou peso, sendo portanto uma medida que não avalia a quantidade total de matéria viva de cada nível trófico.

Pirâmides de Biomassa

Substitui-se o número dos indivíduos da pirâmide de número pela quantidade de matéria viva presente em cada nível trófico. Esta medida é dada em g/m2 ou g/m3.

Pirâmides de Energia

Forma mais sofisticada de representação. Neste caso a largura de cada nível trófico (no plano horizontal) é proporcional não ao número de indivíduos ou quantidade de matéria viva, mas à quantidade de energia acumulada, sendo dada em calorias (Kcal).

O formato final de uma pirâmide ecológica pode ser muito variado, dependendo da situação existente no ecossistema. Apesar de se esperar que as dimensões dos níveis tróficos inferiores sejam sempre maiores, isso nem sempre ocorre.

Em outras palavras, nem sempre existem mais vegetais do que herbívoros, e assim por diante. No mar, por exemplo, é comum haver menos produtores ( fitoplâncton) do que seus consumidores (o zooplâncton herbívoro). isto ocorre porque o ciclo de vida destas microalgas é muito curto, e a dinâmica de predação é muito intensa.

Apesar de não ser possível visualizar nas pirâmides ecológicas, uma maior quantidade de fitoplâncton é efetivamente produzida para que a massa de zooplâncton possa ser sustentada.

O fluxo de energia é unidirecional

A energia luminosa proveniente do sol entra no mundo vivo através da fotossíntese. As algas e plantas captam a energia da luz e a convertem em energia química, que fica armazenada nas moléculas orgânicas.

Ao comerem seres fotossintetizantes, os consumidores primários aproveitam a energia das moléculas orgânicas ingeridas, usando-a em seus processos vitais e para fabricar suas próprias moléculaas. Os consumidores secundários, por sua vez, ao comerem os consumidores primários, usam as moléculas ingeridas como fonte de energia, e assim por diante. Portanto a transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecional, isto é, sempre tem início com a captação de energia luminosa pelos produtores e termina pela ação dos decompositores.

Dinâmica das Populações

Populações são grupos de indivíduos da mesma espécie ocupando um determinado espaço.

Ecologicamente, são a unidade por onde ocorre a transferência de energia dentro das cadeias e teias alimentares. Características básicas da população são a taxa de natalidade, a curva de crescimento, a taxa de mortalidade, distribuição etária, densidade e dispersão numérica no tempo e espaço.

Densidade

É a relação entre o tamanho da população (quantidade de indivíduos) e a área ocupada por eles, por exemplo, 2.000 árvores por hectare de manguezal, ou 500 animais por metro quadrado de costão rochoso. Se levamos em conta a área total disponível, tem-se a densidade absoluta, enquanto que se levamos em conta a área efetivamente habitável pela população tem-se a densidade ecológica, esta última sempre maior que a primeira.

Os fatores que afetam a densidade são principalmente a predação, competição intra e interespecífica, e variações sazonais ambientais (temperatura, umidade, luminosidade, etc).

A densidade de uma população normalmente é dada em número de indivíduos, mas pode também ser expressa através de área ocupada pela espécie ou pela biomassa (por exemplo, 100 quilos por km2). Para avaliar a densidade das populações diversos métodos quantitativos são utilizados atualmente pelos pesquisadores.

Estes podem ser destrutivos (onde os animais são recolhidos do ambiente durante as amostragens), ou não destrutivos (neste caso os organismos são contados no próprio ambiente). Cada uma destas categorias apresenta uma série de metodologias de amostragens, cada uma ajustando-se a objetivos específicos do pesquisador.

Mortalidade

Esta é uma característica da população a qual indica em que nível ocorre a mortalidade dos seus indivíduos. A taxa de mortalidade é calculada através do número de indivíduos mortos dividido pelo número de vivos no início de um período de tempo.

M = m / Vi

A probabilidade de vida, ou índice de sobrevivência, cálculo complementar à taxa de mortalidade é o número de sobreviventes dividido pelo número inicial de indivíduos, e muitas vezes é usado em substituição à mesma.

Diversos cálculos e planilhas extremamente importantes para o entendimento da dinâmica de populações são utilizadas com informações de mortalidade, entre elas, as tabelas de vida (life tables), tabelas de tempo específico (expectativa de vida, ou longevidade), tabelas de vida dinâmicas, curvas de mortalidade, curvas de sobrevivência, etc. A explicação de cada uma delas não cabe nos objetivos deste trabalho.

Finalmente é importante a diferenciação dos dois tipos de longevidade: a longevidade fisiológica é o tempo de vida esperado para um indivíduo sem qualquer intervenção externa negativa como predação, competição, doenças, ou estresse ambiental.

Neste caso o indivíduo morre de velhice. Na longevidade ecológica, a expectativa de vida leva em conta a situação real encontrada pelos indivíduos de uma população no ambiente em que vivem. Logicamente a longevidade ecológica é consideravelmente menor.

Natalidade

Este parâmetro refere-se à capacidade de aumento numérico de uma população. A natalidade máxima (também chamada absoluta ou fisiológica) é a quantidade máxima de indivíduos novos possível de ser produzida na ausência de quaisquer fatores limitantes.

A natalidade ecológica é a situação real do crescimento da população levando-se em conta todo o contexto ecológico onde vive a população. A natalidade é calculada dividindo-se o número de indivíduos novos pelo tempo.

Uma forma mais precisa de se calcular a taxa de nascimento é dividindo-se o número de nascimentos por fêmea em cada faixa de idade, por unidade de tempo, uma vez que a capacidade reprodutiva varia com a idade.

Estrutura Etária

Este parâmetro informa como a população se encontra em termos de idade. como se dividem os organismos jovens, adultos e velhos.

As populações dividem-se em três períodos do ponto de vista ecológico: préreprodutivo, reprodutivo e pósreprodutivo. O comprimento de cada uma destas fases depende das características de cada espécie, como velocidade de desenvolvimento dos indivíduos, longevidade, capacidade reprodutiva, período de fertilidade, etc..

Algumas espécies são capazes de reproduzir várias vezes por ano, outras reproduzem uma vez por ano em épocas bem definidas, e outras ainda podem reproduzir em períodos mais longos (por exemplo, bianualmente). Para se conhecer o potencial de produção de novos indivíduos, é necessário não só conhecer a proporção de indivíduos em fase reprodutiva, mas também como é o ciclo reprodutivo da espécie.

A forma mais comum de se visualizar a estrutura etária de uma população é através da construção de uma pirâmide de idade, na qual todos os indivíduos são inseridos em categorias pré-determinadas (escala de idade). Populações em formação são caracterizadas por grande número de indivíduos jovens, na base da pirâmide, e poucos indivíduos velhos.

Populações estabilizadas, sem crescimento e sem declínio, tendem a ter números similares em cada categoria de idade (jovem e adulto). Populações em declínio tem poucos indivíduos jovens e muitos adultos e velhos.

Crescimento das Populações

O crescimento das populações é resultante da taxa da natalidade, mortalidade, emigração e imigração. Se uma população se instala em um ambiente ideal, ilimitado e despovoado, ela tende a crescer geometricamente e infinitamente. O que refreia este crescimento são os fatores limitantes ambientais e as interações ecológicas com outras espécies, o que é definido como a resistência do meio.

O potencial biótico é a capacidade de crescimento da população na ausência de tensores como competição, predação, falta de recursos como alimento e espaço. O crescimento sigmóide apresenta uma redução e estabilização no crescimento da população como reflexo destes fatores, denominados resistência do meio.

Como resultante tem-se uma população em equilíbrio dinâmico. Isto é o que de fato acontece na natureza. O termo equilíbrio dinâmico significa que a população não permanece constante ao longo do tempo, mas sempre acompanhando as variações do próprio ambiente.

Fatores Limitantes

O pleno desenvolvimento de uma população no ecossistema depende principalmente das características do ambiente (biótopo). Para se desenvolver com sucesso em um ecossistema, as espécies buscam condições ambientais ótimas, ideais às necessidades de cada uma delas. Estas necessidades variam bastante de espécie para espécie, o que favorece a ocupação e uso dos diferentes habitats e nichos ecológicos disponíveis no ecossistema.

Quando um fator ambiental qualquer apresenta-se em condições desfavoráveis (não ideais) a uma população, pode interferir na sua abundância e distribuição.

Quando a condição deste fator ambiental atinge ou excede os limites de tolerância da espécie, torna-se um fator limitante. Neste caso a espécie tem duas opções possíveis, ou se adapta ou desaparece na área em questão.

Nos ecossistemas aquáticos o oxigênio dissolvido pode ser considerado um bom exemplo de fator limitante. Muitas regiões são muito bem oxigenadas, enquanto que outras são pobres neste recurso. A água de alguns lagos e represas, rica em matéria orgânica (por exemplo originada dos despejos de esgotos), tem pouco OD (oxigênio dissolvido), o qual é absorvido pelas bactérias na decomposição dos resíduos orgânicos. Portanto, neste caso o oxigênio torna-se um fator limitante para os animais aquáticos como peixes e moluscos, os quais não conseguem sobreviver em condições de hipoxia (pouco oxigênio).

Os sedimentos lodosos , como os presentes nos manguezais, também são pobres em oxigênio, ou mesmo anóxicos, com ausência total deste gás. Esta condição limita ou mesmo impede a ocorrência de espécies não adaptadas no ambiente.

Nos ecossistemas terrestres, por outro lado, o oxigênio não é um fator limitante, uma vez que é um gás abundante na atmosfera. Por outro lado, a quantidade de luz pode ser insuficiente em determinados locais, bem como a disponibilidade de nutrientes, fatores estes que podem limitar a ocorrência de uma determinada espécie.

Alguns exemplos de fatores limitantes mais comuns nos ecossistemas são:

Quantidade de oxigênio
Incidência de luz solar
Disponibilidade de alimento e água
Disponibilidade de refúgios
Salinidade
Temperatura
Umidade do ar
Profundidade

Os fatores limitantes são a base do conceito criado pelo ecólogo Justus Liebig (1840), denominado LEI DE LIEBIG, ou LEI DO MÍNIMO. Ela postula que o desenvolvimento de um organismo depende da disponibilidade de quantidades mínimas necessárias de macro e micro nutrientes presentes no ambiente.

Existe um mínimo em relação a qualquer fator ambiental, o qual controla a distribuição e área de abrangência de uma espécie. Por outro lado, o excesso de algum fator ambiental, igualmente torna-o um limitante, como por exemplo excesso de água, luz ou calor.

Portanto, as criaturas viventes apresentam limites de tolerância aos diversos fatores ambientais aos quais estão sujeitas. A amplitude destes limites depende das espécie e do parâmetro ambiental considerado.

Ciclo da Água

A água está distribuída no planeta da seguinte forma:

Distribuição de água no planeta (Km³)

OCEANOS E MARES 1.370.000.000
GELO 24.000.000
ÁGUA EM ROCHAS E SEDIMENTOS 4.000.000
LAGOS E RIOS 230.000
ATMOSFERA (VAPOR) 140.000
TOTAL 1.400.000.000

O ciclo da água, ou ciclo hidrológico do planeta é movido pela energia solar. De toda a energia solar que chega à Terra, cerca de 1/3 é gasta na movimentação deste ciclo.

Basicamente a água líquida evapora a partir da superfície da terra (rios, lagos, terra e oceano) formando as nuvens de vapor e em seguida precipitando-se novamente sob a forma líquida. Parte desta água penetra no solo formando reservatórios subterrâneos.

No entanto, a quantidade de água sob a forma de vapor, ou seja, presente na atmosfera é muito pequena em relação aos outros compartimentos do ciclo hidrológico. 98% de toda a água do planeta encontram-se nos oceanos, e 90 % da água doce encontra-se sob a forma de gelo nos pólos.

A evaporação é maior na área dos oceanos do que nos continentes. Por outro lado, chove menos nos oceanos do que evapora. Nos continentes a situação se inverte, ou seja, a quantidade de água das chuvas é maior que a da evaporação. O excesso de água das chuvas nos continentes é transportado pelos rios para o mar, suprindo então o déficit existente.

O ciclo da água está intimamente relacionado com a temperatura global. Isto significa que alterações neste parâmetro tendem a alterar a quantidade de evaporação e o regime de chuvas no planeta.

Pesquisadores de todo o mundo estão alertando para o aumento da temperatura média da Terra, devido ao efeito estufa. A longo prazo este aquecimento global pode ter como conseqüência o degelo das calotas polares, aumentando o nível dos mares. Atualmente, o nível do mar está aumentando a uma velocidade de alguns milímetros por década.

Ciclo do Carbono

O carbono é uma das dezenas de compostos essenciais para os seres vivos. Ele é o precursor das moléculas orgânicas, que constituem os tecidos dos animais e plantas. Originalmente este elemento encontra-se abundantemente na atmosfera terrestre sob a forma de gás carbônico (CO2).

Constante troca de CO2 ocorre entre o mar e o ar, em um sistema equilibrado e tamponado. Este carbono é utilizado pelos vegetais fotossintetizantes para a síntese de matéria orgânica. Por isso estes organismos são classificados como produtores.

Os compostos orgânicos produzidos a partir da fotossíntese são as proteínas, lipídios e açucares, todos ricos em carbono. Estes compostos servirão de alimento para os herbívoros e carnívoros ao longo de toda a cadeia alimentar.

Com os processos bioquímicos de liberação de energia química, como a respiração e a fermentação, o carbono retorna ao ambiente para ser novamente utilizado pelos produtores, fechando-se o ciclo.

O ciclo do carbono está sendo alterado pela atividade humana, principalmente devido a atividades envolvidas com a queima de combustíveis fósseis (carvão vegetal, petróleo e gás natural).

Como conseqüência, a concentração de CO2, CO e CH2, na atmosfera está aumentando. Um dos efeitos mais importantes deste aumento é a contribuição para o efeito-estufa (aumento da temperatura média na superfície da Terra).

Fonte: www.en.wikipedia.org/www.colegiosaofrancisco.com.br

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