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Fluxo de Energia

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QUANTIFICAÇÃO DOS FLUXOS DE ENERGIA

A energia é necessária para todos os processos. A quantidade de energia pode ser medida pelo calor liberado. Existem duas unidades comumente usadas para medir energia.

A caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água em um grau na escala Celsius (grau centígrado).

Uma kilocaloria representa mil calorias. Um corpo humano libera cerca de 2500 kilocalorias por dia, energia proporcionada pelos alimentos consumidos.

Por acordos internacionais, uma unidade de energia diferente se está utilizando com maior freqüência, o Joule (J). Uma kilocaloria é equivalente a 4186,8 joules.

A energia é necessária para todos os processos em um ecossistema. A floresta usa a energia do sol (energia solar) e pequenas quantidades de outras fontes. As fontes energéticas, depósitos e fluxos em um ecossistema florestal estão marcadas no diagrama da floresta na Figura 2.1. (as quantidades estão em joules).

O diagrama inclui alguns números elevados. Os números elevados com muitos zeros podem se representar como o produto da parte inicial do número multiplicado por 10 para cada zero.

Por exemplo: 627 000 pode ser representado como:

6,27 .105

ou, pode se usar o seguinte formato nos programas de computação:

6.27 E5

onde E5 (5 exponencial) significa multiplicar 10 * 5. Isto é o mesmo que adicionar 5 zeros.

Fonte: www.unicamp.br

Fluxo de energia

Fluxos de energia e ciclo de matéria da cadeia alimentar

A biosfera é o conjunto de ecossistemas existentes no planeta Terra. Um ecossistema compreende os seres vivos e o ambiente, com suas características físico-químicas e as inter-relações entre seres vivos (fatores bióticos) e não vivos (fatores abióticos).

A transferência de energia entre os seres vivos quando estes se alimentam e servem de alimento para outros organismos forma uma cadeia alimentar. Em um ecossistema existem diversas cadeias alimentares, a relação entre estas é chamada de teia alimentar.

Quanto à sua posição na cadeia alimentar, os organismos podem ser classificados em:

1) Produtores são aqueles capazes de produzir o próprio alimento (autótrofos), seja por meio da fotossíntese ou da quimiossíntese.

2) Consumidores são organismos heterótrofos, podem se alimentar diretamente dos produtores (consumidor primário) ou de outros consumidores (consumidor secundário, terciário, etc.).

3) Decompositores se alimentam de organismos mortos liberando a matéria orgânica de volta ao ambiente.

Quando um organismo se alimenta do outro nas relações da cadeia alimentar, há transferência tanto de energia quanto de matéria.

O processo de transferência de energia começa pelo sol. A energia solar, captada e transformada pelos produtores, é devolvida ao meio na forma de energia térmica pelos próprios produtores, consumidores e decompositores. Trata-se de um fluxo unidirecional.

Além disso, a cada transferência de energia, de um nível trófico para outro, há uma perda na forma de calor. Ou seja, a quantidade de energia diminui no decorrer das relações da teia alimentar. Portanto, quanto mais próximo do produtor, maior a quantidade de energia disponível.

Quanto à matéria, ela é constantemente reaproveitada, fluindo de maneira cíclica:

a) substâncias produzidas no processo de fotossíntese são transformadas em água e gás carbônico à medida que são utilizadas na respiração celular.

b) depois da ingestão de alimentos, o corpo dos seres vivos armazena, temporariamente, parte do que foi ingerido – na forma de amido, gorduras e proteínas – e libera no ecossistema o que não foi aproveitado, para que possa ser reutilizado por outros seres vivos.

c) os organismos mortos são decompostos através da ação dos decompositores e a matéria orgânica retorna ao ambiente.

As cadeias alimentares podem ser representadas de forma quantitativa através de gráficos na forma de pirâmides, de forma que os produtores são representados na base e os consumidores nos níveis subsequentes. São as chamadas das pirâmides ecológicas.

Pirâmides ecológicas mais utilizadas

1) A pirâmide de número representa o número de organismos que participa de uma determinada cadeia alimentar. Dependendo do ecossistema considerado, a pirâmide de número pode ter a base mais larga do que os níveis subsequentes, ou menor, possuindo então a configuração de uma pirâmide invertida.

2) A pirâmide de biomassa considera a massa (e não o número) dos organismos que participam de uma determinada cadeia alimentar. Ela indica a quantidade de matéria orgânica presente em cada nível trófico. Assim como a pirâmide de número, ela pode ter a base mais larga ou ser invertida.

3) A pirâmide de energia representa a passagem da energia ao longo dos níveis tróficos de uma cadeia alimentar. Devido aos processos metabólicos sempre há perda de energia quando se passa de um nível trófico para outro. Portanto a pirâmide de energia nunca é invertida.

Fonte: vestibular.uol.com.br

Fluxo de energia

1. Introdução

Todos os seres vivos necessitam de matéria-prima para seu crescimento, reprodução, desenvolvimento e reparação de perdas. Necessitam também de energia para a realização de seus processos vitais. Essas necessidades são supridas pelo alimento orgânico.

Os seres autótrofos sintetizam seus próprios alimentos através da fotossíntese ou da quimiossíntese. O alimento produzido pelos autótrofos é utilizado por eles mesmos e pelos organismos heterótrofos. 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 à medida que passa pelos consumidores, pois parte dela é utilizada para a realização dos processos vitais do organismo e outra perde-se sob a forma de calor; sempre restará, portanto, apenas uma parcela menor 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; fala-se, então, em ciclo da matéria ou ciclo biogeoquímico.

Fluxo de Energia
Esquema bem simplificado representando o ciclo da matéria e o fluxo de energia

2. Pirâmides ecológicas

As transferências de matéria e de energia nos ecossistemas são freqüentemente representadas de forma gráfica, mostrando as relações entre os diferentes níveis tróficos em termos de quantidade. Como há perda de matéria e de energia em cada nível trófico, as representações adquirem a forma de pirâmides.

As pirâmides ecológicas podem ser de número, de biomassa ou de energia.

2.1 Pirâmide de números

Indica o número de indivíduos em cada nível trófico.

Por exemplo: em um campo, 5000 plantas são necessárias para alimentar 300 gafanhotos, que servirão de alimento para apenas uma ave.

Nesse exemplo, a pirâmide tem o ápice para cima: é necessário grande número de produtores para alimentar uns poucos herbívoros que, por sua vez, servirão de alimento para um número ainda menor de carnívoros.

Em uma floresta, uma única árvore pode sustentar grande número de herbívoros. Nesse caso, a pirâmide terá a forma inversa.

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2.2 Pirâmide de biomassa

A biomassa é expressa em termos de quantidade de matéria orgânica por unidade de área, em um dado momento.

A forma da pirâmide de biomassa também poder variar, dependendo do ecossistema. De modo geral, a biomassa dos produtores é maior que a de herbívoros, que é maior que a de carnívoros. Nesses casos, a pirâmide apresenta o ápice voltado para cima. Isso ocorre nos ecossistemas terrestres, em que, em geral, os produtores têm grande porte.

Às vezes, no entanto, a pirâmide de biomassa apresenta-se invertida, como pode ocorrer nos oceanos e nos lagos, onde os produtores são pequenos e rapidamente consumidos pelos consumidores primários.

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2.3 Pirâmide de energia

A pirâmide de energia é construída levando-se em consideração a biomassa acumulada por unidade de área (ou volume) por unidade de tempo em cada nível trófico. Por considerar o fator tempo, a pirâmide de energia nunca é invertida.

Fluxo de Energia
Pirâmide de energia para um sistema fluvial na Flórida.
Esse tipo de pirâmide nunca é invertido, qualquer que seja o ecossistema analisado

Estima-se que apenas cerca de 10% da energia disponível em um nível trófico sejam utilizados pelo nível trófico seguinte.

Por exemplo:

Fluxo de Energia

Por causa dessa redução da energia disponível a cada nível trófico, dificilmente há mais do que cinco elos em uma cadeia alimentar.

3. O modelo do fluxo energético

Apesar de as pirâmides de energia constituírem uma das melhores maneiras de se representar a transferência de matéria e de energia nos ecossistemas, elas possuem três inconvenientes básicos, comuns também às outras pirâmides ecológicas.

Elas não representam:

Os decompositores, que são uma parte importante dos ecossistemas

A matéria orgânica armazenada, que é a matéria não utilizada e não decomposta

A importação e a exportação de matéria orgânica de e para outros ecossistemas, uma vez que os ecossistemas são sistemas abertos, realizando intercâmbio uns com os outros.

A melhor maneira de representar todos esses fatores é através do modelo do fluxo energético.

Fluxo de Energia
Diagrama do fluxo de energia

4. Os ciclos biogeoquímicos

A biogeoquímica é uma ciência que estuda a troca de materiais entre os componentes bióticos e abióticos da biosfera.

Os seres vivos mantêm constante troca de matéria com o ambiente. Os elementos químicos são retirados do ambiente, utilizados pelos seres vivos e novamente devolvidos ao ambiente, num processo que constitui os ciclos biogeoquímicos.

Vamos analisar, aqui, os ciclos dos quatro elementos químicos que entram na composição da matéria orgânica: o carbono, o hidrogênio, o oxigênio e o nitrogênio. Desses quatro elementos, o hidrogênio e o carbono não têm existência livre na biosfera, sendo encontrados associados ao oxigênio, formando, respectivamente, água e gás carbônico. Por essa razão, as trocas de hidrogênio e de carbono entre os seres vivos e o ambiente são estudadas nos ciclos da água e do gás carbônico.

Discutiremos aqui, então, quatro ciclos biogeoquímicos: o da água, o do gás carbônico, o do oxigênio e o do nitrogênio.

4.1 Ciclo da Água

Na natureza, a água é encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

A maior parte, aproximadamente 98%, está sobre a superfície da Terra sob a forma líquida: são os mares, os rios e as lagoas, além de uma pequena quantidade encontrada no interior do corpo dos seres vivos e no interior do solo.

A água salgada compreende a maior parte da água líquida. A água doce é encontrada sob as formas sólida (75%), líquida (quase 25%) e gasosa, sendo esta última representada por pequeníssima quantidade de vapores de água encontrada na atmosfera.

A pequena, embora importantíssima, quantidade de vapor de água encontrada na atmosfera tem duas origens:

Evaporação: da água líquida (salgada ou doce)

Transpiração: dos seres vivos.

A água que se evapora transporta energia e, à medida que sobe à atmosfera, é resfriada. O resfriamento causa a condensação dos vapores de água, que voltam à superfície terrestre sob a forma líquida (chuva). Havendo resfriamento excessivo, os vapores de água podem dar origem, ainda na atmosfera, à água no estado sólido, que cai sob a forma de neve ou de granizo.

O que se pode concluir dessas informações é que a água está em constante mudança de estado físico e que há permanente troca dessa substância entre a superfície da Terra, os seres vivos e a atmosfera. O conjunto de todos esses processos constitui o ciclo da água na natureza.

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Ciclo da água

4.2 Ciclo do gás carbônico

O gás carbônico é encontrado na atmosfera na proporção aproximada de 0,03% e também, em proporção semelhante, dissolvido nas águas superficiais de mares, rios e lagos. O gás carbônico é retirado do ar ou da água pelo processo de fotossíntese e a eles devolvido pela respiração.

A decomposição do corpo de organismos mortos também participa do ciclo do CO2, pois nesse processo os microorganismos oxidam a matéria orgânica, liberando CO2 para a atmosfera.

Outro fator de liberação de gás carbônico para a atmosfera é a queima de combustíveis fósseis, representados principalmente pelo carvão-de-pedra e pelo petróleo.

A constante queima de combustíveis fósseis tem provocado aumento significativo da taxa de gás carbônico no ar, causando grande preocupação em termos do futuro da Terra. Assim, em virtude do aumento do carbono, maior quantidade de calor está sendo retida na atmosfera, pois o CO2 é um dos elementos que contribui para o incremento do efeito estufa.

4.3 Ciclo do Oxigênio

O oxigênio participa não somente da composição da água e do gás carbônico, mas também de numeroso compostos orgânicos e inorgânicos. Na atmosfera e na hidrosfera é encontrado livre, sob a forma de substância pura, simples, de fórmula O2. É uma gás liberado pelos organismos fotossintetizantes, através do processo de fotossíntese. É utilizado para a respiração de plantas e de animais, processo que resulta na produção de gás carbônico.

A manutenção das taxas de oxigênio e de gás carbônico no ambiente depende desses dois processos opostos: a fotossíntese  e a respiração.

A fotossíntese é realizada somente durante o dia; a respiração é um processo contínuo, realizado pelas plantas e pelos animais, de dia e de noite.

É interessante notar que o oxigênio é uma substância que não somente garante a vida na Terra, mas também origina-se da atividade vital. Praticamente todo o oxigênio livre da atmosfera e da hidrosfera tem origem biológica, no processo de fotossíntese.

O O2 produzido pode participar também da formação da camada de ozônio (O3) na atmosfera. A presença de ozônio na atmosfera é de extrema importância para a humanidade, pelo papel que exerce de filtro das radiações ultravioletas, as quais, úteis em determinada intensidade, são nocivas em intensidades maiores.

A nocividade das radiações ultravioletas está ligada a doenças como o câncer de pele e as alterações genéticas, por induzirem mutações indesejáveis.

A camada de ozônio vem sendo progressivamente destruída, principalmente por ação de um gás conhecido por clorofluorcarbono, também designado por suas iniciais, CFC. O clorofluorcarbono é utilizado em sprays (aerossóis), condicionadores de ar, geladeiras, espuma plástica, componentes eletrônicos e outros produtos.

O CFC liberado na atmosfera atravessa a troposfera, atingindo a estratosfera, onde se situa a camada de ozônio.

O encontro do CFC com o ozônio determina a redução da quantidade de ozônio pelo seguinte processo:

Radiação ultravioleta do Sol quebra as moléculas de CFC deixando livres átomos de cloro:

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Os átomos de cloro reagem com o ozônio, dando oxigênio e monóxido de cloro:

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A radiação ultravioleta quebra moléculas de ozônio, originando oxigênio e átomos de oxigênio:

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 Os átomos de oxigênio reagem com o monóxido de cloro, formando oxigênio e deixando átomos de cloro livres:

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Com a liberação de átomos de cloro, reinicia-se o ciclo.

Existem cálculos que estimam que em 75 anos a vida útil do CFC, e em cerca de 100 mil o número de moléculas de ozônio que podem ser destruídas por um único átomo de cloro. Em virtude dos sérios danos que esse gás pode causar, foi assinado um acordo mundial em 1987, conhecido como Protocolo de Montreal, que prevê a redução do uso desse gás à metade, até 1999. Desde a assinatura do acordo têm-se procurado substitutos para o CFC, existindo já algumas substâncias sendo selecionadas. Uma delas é o hidrofluorcarbono (HFC), que contém hidrogênio em lugar de cloro.

4.4 Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio é um gás que ocorre na atmosfera na proporção aproximada de 79%. Apesar disso, não é utilizado de forma direta pelos seres vivos, com exceção de alguns microorganismos. Seu aproveitamento pela generalidade dos seres vivos está na dependência de sua fixação e posterior nitrificação.

A fixação do N2 pode ser feita através de radiação ou da biofixação, sendo este último processo o mais importante. A biofixação é realizada por bactérias, cianobactérias e fungos que podem viver livres no solo ou associados a plantas.

Esses organismos são os únicos que conseguem transformar o N2 atmosférico em uma forma utilizável pelos seres vivos: a amônia (NH3).

Os biofixadores que vivem associados a plantas são mais eficientes nesse processo que os de vida livre.

Isso porque a planta fornece um hábitat apropriado, geralmente nódulos nas raízes, que protege esses microorganismos contra um excesso de O2 (o qual inibe a fixação do nitrogênio) e fornece energia para a realização do processo. Em troca, a planta recebe um farto suprimento de nitrogênio sob a forma assimilável.

A amônia produzida pelos biofixadores associados é incorporada diretamente aos aminoácidos da planta onde vivem. Já a amônia produzida pelos biofixadores de vida livre é transformada em nitrito e depois em nitrato, pela ação das bactérias nitrificantes (Nitrosomonas e Nitrobacter). Essas bactérias são autótrofas quimiossintetizantes, que utilizam a energia da nitrificação para a síntese de suas substâncias orgânicas.

O nitrato pode ser absorvido pelos vegetais e o nitrogênio nele contido é utilizado na síntese de aminoácidos, proteínas e ácidos nucléicos. Essas substâncias são transferidas direta ou indiretamente para os animais, ao longo das cadeias alimentares. Os animais, portanto, só conseguem captar o nitrogênio indispensável para a síntese de suas proteínas e ácidos nucléicos ingerindo diretamente plantas ou, indiretamente, alimentando-se de outros animais da cadeia alimentar.

O nitrogênio deixa o corpo dos organismos por dois processos: excreção de produtos nitrogenados e/ou decomposição dos organismos mortos.

Os excretas nitrogenados uréia e ácido úrico são transformados em amônia por bactérias e fungos decompositores. Estes organismos também degradam as substâncias nitrogenadas contidas no corpo dos organismos mortos, transformando-as em amônia.

A amônia pode retornar ao ciclo sendo transformada em nitrito e nitrato pelas bactérias nitrificantes, ou em nitrogênio (N2), por bactérias desnitrificantes. O N2 volta para a atmosfera, podendo entrar novamente na fase biológica do ciclo através dos processos de fixação.

5. A dinâmica das comunidades: sucessão ecológica

Os organismos que compõem uma comunidade sofrem influência de seu biótipo, o qual, por sua vez, é modificado localmente em função da atividade desses mesmos organismos. A atuação dos organismos da comunidade sobre o biótipo pode provocar alterações no substrato e em outras condições abióticas locais, tais como temperatura, luz e umidade (microclima). Essas alterações no biótipo, provocadas pela própria atividade dos organismos que nele ocorrem, podem estabelecer condições abióticas favoráveis à instalação de outras espécies e desfavoráveis às espécies já existentes na comunidade.

Assim, apesar de o macroclima ser o mesmo, alterações no substrato e nas condições microclimáticas podem determinar mudanças nas comunidades ao longo do tempo. Essas mudanças acabam estabelecendo uma comunidade estável, auto-regulada, que não sofre alterações significativas em sua estrutura. Essa comunidade estável é denominada comunidade de clímax e a seqüência de estágios de seu desenvolvimento é denominada sucessão ecológica. Cada estágio de sucessão, ou seja, cada comunidade estabelecida durante o desenvolvimento da comunidade clímax, é denominado estágio geral ou série.

A sucessão ecológica pode ser definida em função de três características básicas:

É um processo ordenado e dirigido

Ocorre como resposta às modificações nas condições ambientais locais, provocadas pelos próprios organismos dos estágios serais

Termina com o estabelecimento de uma comunidade clímax, que não mais sofre alterações em sua estrutura, desde que as condições macroclimáticas não se alterem.

A sucessão pode ser primária ou secundária, dependendo de seu estágio inicial.

A sucessão é primária quando o início da colonização ocorre em regiões anteriormente não habitadas. São regiões que não reúnem condições favoráveis à sobrevivência da grande maioria dos seres vivos. É o que acontece, por exemplo, em superfícies de rochas nuas, de dunas de areia recém-formadas e de lavas vulcânicas recentes. Poucas espécies conseguem suportar as condições adversas existentes nesses locais.

A sucessão é secundária quando o desenvolvimento de uma comunidade inicia-se em uma área anteriormente ocupada por outras comunidades bem estabelecidas, como terras de cultura abandonadas, campinas aradas e florestas recém-derrubadas.

As sucessões primárias, em geral, demoram mais tempo do que as secundárias para atingir o clímax. Estudos de sucessão primária em dunas ou em derrames de lava estimam serem necessários pelos menos mil anos para o desenvolvimento de uma comunidade clímax. Por sua vez, a sucessão secundária em terras onde houve derrubada de matas pode levar apenas 100 anos em clima úmido e temperado.

As espécies que iniciam o processo de sucessão são chamadas espécies pioneiras.

As principais tendências da sucessão ecológica podem ser agrupadas em duas categorias principais: a que reúne as características estruturais e a que reúne as características funcionais dos diferentes estágios da sucessão.

Fonte: sti.br.inter.net

Fluxo de energia

Por volta de 1930, o ecólogo A.G. Tansley, revolucionou a ecologia com um novo conceito, que considerava os animais e plantas, junto com os fatores físicos do ambiente e entorno, como sistemas ecológicos. Este conceito foi sintetizado no termo ecossistemaque passou a ser considerado a unidade fundamental da organização ecológica.

Nesta mesma época Alfred J. Lotka, químico, acreditava que o tamanho de um sistema e as taxas de transformação de energia e matéria dentro dele obedeciam a princípios termodinâmicos que governam todos os processos de transformação de energia.

As idéias de Lotkaforam incorporadas ao conceito de ecossistema por Raymond Lindemanem 1942. Nesta nova proposta de compreensão dos sistemas ecológicos foram aplicados ainda a noção de Tansleydo ecossistema como unidade fundamental e o conceito da teia alimentar(1920) de Charles Elton.

Desta fusão de conceitos novos elementos foram propostos para melhorar o entendimento dos sistemas ecológicos:

Cadeia alimentar: a seqüência de relações tróficas pelas quais a energia passa através do ecossistema

Níveis tróficos: a raiz grega da palavra trófico significa “alimento”. Neste caso representa cada elo que compõe uma cadeia alimentar

Pirâmide de energia: Em cada nível trófico, a energia é perdida por causa do trabalho realizado pelos organismos e pela demanda energética nos processos bioquímicos.

A partir de 1950, fundamentado nos novos conceitos de ecossistemas, surge um novo ramo da Ecologia – a Ecologia de Ecossistemas –, que trata principalmente do fluxo de energia e reciclagem de matéria em diversos ecossistemas e sob infinitas condições.

A reciclagem de matéria e o fluxo de energia num ecossistema proporcionam a base para a caracterização da estrutura e função daquele sistema. A energia e as massas dos elementos como o Carbono fornecem um parâmetro que pode ser utilizado para comparar a estrutura e funcionamento de diferentes ecossistemas em termos de energia e matéria residentes e transferidos entre plantas, animais, micróbios e componentes abióticos do ecossistema.

Com assas novas estruturas conceituais, os ecólogos começaram a medir o fluxo de energia e reciclagem de nutrientes. Neste sentido a obra “Fundamentals of Ecology”, de Eugene P. Odum, publicada pela primeira vez em 1953, influenciou toda uma geração de ecólogos. Odumretratou os ecossistemas como diagramas de fluxo de energia. Para cada nível trófico, o diagrama mostra uma caixa representando a biomassa de todos os organismos que compõe aquele nível trófico. Sobre estas caixas estão as vias que representam o fluxo de energia através daquele nível trófico.

Novos Termos utilizados

Biomassa: Massa de organismos por unidade de área. Geralmente expressa em unidades de energia (Joules / m2) ou matéria orgânica seca (toneladas / hectare).

Produtividade primária: A produtividade primária de uma comunidade é a taxa em que a biomassa é produzida por unidade de área pelas plantas. Ela pode ser expressa em unidade de energia por área e por tempo (J/m2.d-1), onde J = Joules; ou de matéria orgânica seca (Kg/hectare. ano-1).

Produtividade primária bruta: A fixação total de energia pela fotossíntese é referida como produtividade primária bruta (PPB). Uma proporção desse total, no entanto é utilizada pela própria planta, e é perdida pela comunidade como calor respiratório (R).

Produtividade primária líquida: A diferença entre PPB e R é conhecida como produtividade primária líquida (PPL)e representa a taxa real de produção de nova biomassa que está disponível para o consumo de organismos heterotróficos (bactérias, fungos e animais).

Produtividade secundária: A taxa de produção de biomassa por organismos heterotróficos é denominada produtividade secundária.

Sistema decompositor: A fração de PPL que não é assimilada pelos organismos heterotróficos passa através do “sistema decompositor”.

Fonte: intertropi.ufam.edu.br

 

Fluxo de energia

FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DE ECOSSISTEMAS

Sabemos que todos os organismos necessitam de energia para se manterem vivos, crescerem, se reproduzirem e, no caso de muitas espécies, para se movimentarem.

O Sol: é a principal fonte fornecedora de energia para a terra.

A cada dia a Terra é bombardeada por Fluxo de Energia kcal de energia solar, o que em termos comparativos equivale à energia de 100 milhões de bombas atômicas,semelhanteaque explodiu em Hiroxima.

Com relação ao aproveitamento de toda essa energia, a principal forma está associada acaptação feita pelas plantas, que por sua vez, transforma energia luminosa em energia química através da fotossíntese. Essa energia química nutre os tecidos vegetais que servirão de fonte de energia para outros organismos.

Pensando em energia… Raciocínio para engenheiros Heimmm !!!

A evolução do conhecimento em física tem nos permitido explorar essa energia solar para conversão em outros tipos de energias que favorecem a nossa vida, como a energia térmica, elétrica, mecânica, entre outras…

Missão dos engenheiros: Buscar o melhor aproveitamento e uso dessas energias, generosamente cedidas, sempre pensando em sustentabilidade.

Fluxo de energia entre os organismos

O fluxo de energia entre os organismos se caracteriza em função da origem, conversão e trajetória energética. Esse fluxo pode ser entendido em função do beneficiamento energético por parte dos organismos envolvidos nessa dinâmica.

Organismos autotróficos são aqueles que sintetizam seu próprio alimento através da fotossíntese (processo pelo qual as plantas e alguns outros organismos transformam energia luminosa em energia química).

Organismos consumidores são aqueles que usam a energia química acumulada nas substâncias orgânicas na alimentação(animais).

Devido a esse fluxo energético entre os organismos, onde a, alimentação propriamente dita, é o principal processo de obtenção energético após o primeiro nível trófico.

Desta forma os níveis tróficos, ou a rota energética nos seres vivos, podem ser entendidos da seguinte maneira:

Primeiro nível trófico – Formado por organismos autotróficos (produtores).

Os níveis seguintes são compostos por organismos heterotróficos, ou seja, aqueles que obtêm a energia de que precisam de substâncias orgânicas produzidas por outros organismos. Todos os animais e fungos são seres heterotróficos, e a este grupo inclui os herbívoros, os carnívoros e os decompositores.

Segundo nível trófico – Formado por organismos heterotróficos(consumidores)

Consumidores primários – formados por organismos que se alimentam dos produtores (herbívoros)

Consumidores secundários – formados por organismos que se alimentam dos consumidores primários

Consumidores terciários – formados por organismos que se alimentam dos consumidores secundários

mais ……..

Nível trófico dos detritívoros

Decompositores – formados porcertas bactérias e fungos, que atacam os cadáveres, excrementos, restos de vegetais e, em geral, matéria orgânica dispersa no substrato, decompondo-a em sais minerais, água e dióxido de carbono, que são depois re-utilizados pelos produtores, num processo natural de reciclagem.

Cadeia alimentar

O termo cadeia alimentar refere-se à seqüência em que se alimentam os seres de uma comunidade. Ou seja é uma seqüênciade organismos interligados por relações de alimentação.

Desta forma, a posição em que cada ser vivo ocupa numa cadeia alimentar corresponde seu nível trófico.

Autotróficos – Heterotróficos – Decompositores

Teia alimentar (também conhecida como rede alimentar)

A teia alimentar é caracterizada pelo conjunto de cadeias alimentares, ligadas entre si e geralmente representadas 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.

Pirâmides ecológicas

As relações ecológicas entre seres vivos podem ser representadas graficamente por meio da construção das chamadas pirâmides ecológicas. Essas pirâmides representam as variações de número, massa e energia dentro de um ecossistema.

Tipos de pirâmides

Pirâmide de números

Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses.

Em alguns casos, quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números passa a ter uma conformação diferente da usual, sendo denominada “pirâmide invertida”.

Outro exemplo de pirâmide invertida é dada quando a pirâmide envolve parasitas,sendo assim os últimos níveis tróficos mais numerosos.

Pirâmide de biomassa

Pode-se também pensar em pirâmide de biomassa, em que é computada a massa corpórea (biomassa).

O resultado será similar ao encontrado na pirâmide de números: os produtores terão a maior biomassa e constituem a base da pirâmide, decrescendo a biomassa nos níveis superiores.

Em alguns casos pode ser caracterizada como uma pirâmide invertida, jáque há a possibilidade de haver, por exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico, alterando tais proporções.

Pirâmide de energia

Retrata, para cada nível trófico, a quantidade de energia acumulada, em uma determinada área ou volume, em um intervalo de tempo. Assim, representa a produtividade energética do ambienteem questão.

OBS: Estima-se que cada nível trófico transfira apenas 10%da capacidade energética para o nível trófico seguinte, por isso, que uma pirâmide dificilmente apresentara mais que cinco níveis tróficos.

Fonte: controbiol.com.br

Fluxo de energia

Fluxo de Energia e Circulação de Matéria nos Ecossistemas

Qual é a principal fonte de energia nos ecossistemas?

A principal fonte de energia é o Sol.

Como é que a energia solar é captada pelos seres vivos?

Na fotossíntese, as plantas captam a energia luminosa do Sol e transformam-na em energia química.

As plantas são seres vivos autotróficos, porque produzem matéria orgânica a partir da matéria mineral.

A matéria orgânica (rica em energia) é o alimento dos animais.

Os animais são seres heterotróficos, porque precisam de se alimentar (de plantas ou de animais) para obterem a sua matéria orgânica.

Os cadáveres dos animais e os restos de plantas mortas são decompostos pelos microrganismos do solo.

Decomposição

Transformação da matéria orgânica dos cadáveres e restos de plantas em matéria mineral. É realizada pelos microrganismos do solo.

Na Natureza, a matéria circula de forma cíclica.

O que é uma cadeia alimentar?

Uma cadeia alimentar é uma sequência de organismos interligados por relações de alimentação.

Produtores

Produzem matéria orgânica (são autotróficos)

Ocupam o 1º nível trófico da cadeia alimentar

São as plantas

Consumidores

Alimentam-se de produtores

São heterotróficos(alimentam-se de plantas ou de animais para obterem a sua própria matéria orgânica)

São os animais

O que é uma teia alimentar?

Uma teia alimentar é o conjunto de várias cadeias alimentares de um ecossistema interligadas entre si.

Como ocorre a transferência de energia numa cadeia alimentar?

Numa cadeia alimentar, o fluxo de energia é unidireccional.

energia química obtida por um animal na sua alimentação é usada para no crescimento, na respiração e em todas as atividades realizadas.

Assim, grande parte da energia contida nos alimentos perde-se para o ambiente.

Os animais armazenam apenas uma pequena parte da energia que consomem.

Pirâmides ecológicas

Representam a transferência de energia e matéria ao longo da cadeia alimentar.

A fonte de energia dos ecossistemas é o Sol.

O que são seres vivos autotróficos?

São seres vivos que produzem matéria orgânica a partir da matéria mineral.

Como se chamam os seres vivos do solo que transformam a matéria orgânica em matéria mineral ?

São os decompositores.

O que são seres heterotróficos?

São seres vivos que não produzem matéria orgânica e por isso precisam de se alimentar de outros seres vivos.

O que é uma teia alimentar?

Uma teia alimentar é o conjunto de várias cadeias alimentares de um ecossistema interligadas entre si.

Porque é que a maior parte da energia da cadeia alimentar se perde?

A energia química obtida por um animal na sua alimentação é usada para no crescimento, na respiração e em todas as atividades realizadas.

Assim, grande parte da energia contida nos alimentos perde-se para o ambiente.

Helena Rego

Fonte: www.portefolionaturas.net

Fluxo de energia

Em ecologia , fluxo de energia, também chamado o fluxo calorífico, refere-se ao fluxo de energia através de uma cadeia alimentar . Em um ecossistema , ecologistas buscam quantificar a importância relativa dos diferentes componentes de espécies e as relações de alimentação.

Um cenário de fluxo de energia geral segue:

A energia solar é fixado pelas fotoautótrofos , chamou os produtores primários, como verdes plantas . consumidores primários absorver a maior parte da energia armazenada na planta através de digestão , e transformá-lo em forma de energia de que necessitam, como o trifosfato de adenosina (ATP), por meio de respiração . Uma parte da energia recebida pelos consumidores primários, herbívoros , é convertida em calor corporal (um efeito da respiração), a qual é irradiada para longe e perdido do sistema. A perda de energia através de calor do corpo é muito maior no de sangue quente animais, o que deve comer muito mais freqüência do que aqueles que são de sangue frio . Perda de energia ocorre também na expulsão de não digerido alimentos (Egesta) por excreção ou regurgitação .

Consumidores secundários, carnívoros , então consumir os consumidores primários, apesar de onívoros também consomem os produtores primários. Energia que tinha sido utilizado pelos consumidores primários para o crescimento e armazenamento é portanto absorvido pelos consumidores secundárias durante o processo de digestão. Tal como acontece com os consumidores primários, consumidores secundários converter essa energia em uma forma mais adequada (ATP) durante a respiração. Novamente, alguma energia é perdida a partir do sistema, uma vez que a energia dos consumidores primários tinham usado para a respiração e regulação da temperatura do corpo não pode ser utilizada pelos consumidores secundários.

Consumidores terciário, que pode ou não ser predadores , então consumir os consumidores secundários, com um pouco de energia transmitida e alguns perdido, tal como com os níveis mais baixos da cadeia alimentar.

Um último elo da cadeia alimentar são decompositores que decompõem a matéria orgânica dos consumidores terciários (ou qualquer consumidor está no topo da cadeia) e libertar os nutrientes no solo . Eles também quebram plantas, herbívoros e carnívoros que não foram comidos por organismos superiores na cadeia alimentar, bem como o alimento não digerido que é excretado pelos herbívoros e carnívoros. saprotrophic bactérias e fungos são decompositores, e desempenham um papel fundamental no nitrogênio e os ciclos de carbono.

A energia é transferida do nível trófico ao nível trófico e cada vez que cerca de 90% da energia é perdida, com alguns sendo perdida na forma de calor para o meio ambiente (um efeito de respiração ) e algumas sendo perdida como alimento digerido (Egesta). Portanto, os consumidores primários obter cerca de 10% da energia produzida pelos autótrofos, enquanto os consumidores secundários obter 1% e consumidores terciários obter 0,1%. Isso significa que o consumidor topo de uma cadeia alimentar recebe o mínimo de energia, como uma grande quantidade de energia da cadeia alimentar se perdeu entre os níveis tróficos. Esta perda de energia em cada nível limita cadeias alimentares típicos apenas de quatro a seis ligações.

Fonte: en.wikipedia.org

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