1Parte ECOLOGIA

1a Parte ECOLOGIA GERAL

1. INTRODUÇÃO À ECOLOGIA

o século XIX, o biólogo e naturalista alemão Ernest Haeckel (1866) partindo da observa-ção de que “o conhecimento biológico nunca é completo quando o organismo é estudado

isoladamente”, deu um novo rumo à História Natural - hoje Biologia, criando uma nova ciência - a Ecologia. O termo eco deriva do grego oikos que significa lugar onde se vive, casa, ambiente, e logos é estudo, ciência, tratado. No sentido literal, Ecologia seria o estudo dos seres vivos em sua casa, no seu ambiente, ou ainda, a ciência que estuda as relações dos seres vivos com o meio ambien-te. Numa concepção mais moderna, a ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Na-tureza, considerando que a humanidade é uma parte dela (Odum, 1972). Com a criação da ciência Ecologia, surgiram os termos ecólogo e ecologista. Este identifica os militantes de organizações em defesa do meio ambiente, enquanto que ecólogo é o profissional - pesquisador, cientista, que tem formação e trabalha no campo da ecologia. Em princípio, a Ecologia considerava as espécies individualmente (ecologia da araucária, ecolo-gia do peixe-boi...), o que deu origem a auto-ecologia. Hoje, a auto-ecologia é a parte da ecolo-gia que estuda as respostas das espécies aos fatores ambientais, em função de suas fisiologias e respectivas adaptações. Posteriormente, os ecólogos perceberam a importância das relações entre as diversas espécies, surgindo assim a sinecologia, passando esta a ser a parte da ecologia que estuda as interações entre as diferentes espécies que ocupam um mesmo ambiente, como estas se interrelacionam e de que maneira interagem com o meio ambiente. 1.1. MEIO AMBIENTE Para a ciência ecológica, o meio ambiente é o conjunto de condições físicas (luz, temperatura, pressão...), químicas (salinidade, oxigênio dissolvido...) e biológicas (relações com outros seres vivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca. Sempre heterogêneo, o meio ambiente segue variando de um local para outro, dando origem a agrupamentos de seres vivos diferentes. Tais agrupamentos - comunidades - interferem na com-posição do meio e são beneficiados ou prejudicados com essas transformações. O meio ambiente assim evolui, para melhor ou para pior, conforme a espécie considerada. Num lago que recebe adubo, proveniente de projetos agrícolas na vizinhança, se for considerada a população de algas,

N

2 - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia

esta vai ser favorecida, aumentando as suas possibilidades de desenvolvimento, pela maior oferta de nitratos e fosfatos; porém, se forem considerados os peixes, estes têm suas possibilidades de desenvolvimento limitadas pela redução do oxigênio, ocasionada pela grande proliferação de al-gas, e como resultado morrem asfixiados. O meio ambiente melhorou para as algas e piorou para as populações de peixes. O meio ambiente está sempre mudando e evoluindo. O clima, os seres vivos e as próprias ativi-dades humanas modificam o ambiente e são influenciadas por essas modificações, gerando novas alterações. Esta é a essência da evolução. Alguns seres vivos são incapazes de adquirir os recur-sos que necessitam e se extinguem. Outros desenvolvem constantemente melhores formas de a-daptação aos problemas do ambiente mutante. Diz-se que estes evoluíram. Podemos dizer então que o meio ambiente é ‘seletivo’ na medida que certas características dão aos seus possuidores certa vantagem na sobrevivência e procriação. Diz-se que os indivíduos melhor adaptados ao ambiente mutante ‘foram selecionados’, por meio da seleção natural. No século passado a poluição nas cidades inglesas fez com que a seleção natural atuasse em uma espécie de mariposas. No início da industrialização a maioria das mariposas salpicadas era clara com manchas escuras, confundindo-se com as cascas das árvores e escondendo-se de seus preda-dores. Quando a fuligem das fábricas escureceu as árvores e a paisagem urbana de um modo ge-ral, as mariposas claras ficaram mais visíveis aos pássaros. Alguns anos depois as mariposas es-curas tornaram-se mais comuns nas cidades e as claras salpicadas prevaleciam nos campos, me-nos poluídos. Tal fenômeno de seleção natural ficou conhecido como melanismo industrial. A seleção nem sempre é natural. O homem aprendeu a utilizar a mutação para produzir organis-mos que atendam a algum propósito útil ou desejável, criando o processo de seleção artificial. Os organismos assim obtidos, sobrevivem no ambiente sob a proteção humana. Um exemplo típico é a galinha doméstica, seu ancestral das selvas africanas é extremamente astuto e bota cerca de uma dúzia de ovos por ano. Algumas galinhas domésticas botam uma dúzia de ovos por mês, são extremamente dóceis, perderam a astúcia e, se fossem devolvidas ao seu ambiente natural, seriam extintas. O meio ambiente é sempre o conjunto de possibilidades físicas, químicas e biológicas para cada indivíduo - espécie - de uma comunidade. Neste sentido, a espécie Homo sapiens, entre milhões de espécies da Terra, tem sido o foco de toda atenção da ciência ecológica, dada a sua capacidade de transformar as condições ambientais, em nome da qualidade de vida humana. 1.2. HÁBITAT E NICHO ECOLÓGICO O meio ambiente é o palco onde se desenrola todo o estudo da ecologia. Neste, segundo Odum (1972), cada espécie considerada tem um ‘endereço’- hábitat, e desenvolve uma ‘profissão’ - nicho ecológico. O hábitat de um organismo é o local onde ele vive; ou ainda, é o ambiente que oferece um con-junto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas - nutrição, prote-ção e reprodução. O nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade - como ela faz para satisfazer as suas necessidades. As algas, por exemplo, têm o seu hábitat na água superficial de um lago (zona iluminada), e parte do seu nicho ecológico é a produção de matéria orgânica, através da fotossíntese, a qual serve de alimento para sua população e para alguns animais.

1a Parte - Ecologia Geral - 3

Teoricamente, o hábitat seria aquele ambiente em que as condições ambientais atingem o ponto ótimo e uma espécie consegue reproduzir em toda a sua plenitude, ou seja, consegue desenvolver o seu potencial biótico. Porém, a reprodução sem oposição não pode manter-se por muito tempo em um ambiente de recursos limitados. Desse modo, o ambiente se encarrega de controlar o cres-cimento da população através da resistência ambiental, o que pode fazer com que a população retorne ao ponto de partida. A resistência ambiental compreende todos os fatores - fome, enfermidades, alterações climáti-cas, competição, etc. - que impedem o desenvolvimento do potencial biótico. O processo fun-ciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta, aumenta também a resistên-cia ambiental, que por sua vez origina uma diminuição da densidade populacional. A interação entre o potencial biótico e a resistência ambiental resulta num aumento , ou numa diminuição, do número total de organismos de uma população, ou seja, o seu crescimento populacional. O hábi-tat é então a região onde a resistência ambiental para a espécie é mínima, ou seja, onde ela en-contra melhores possibilidades de sobrevivência. 1.3. NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO BIOLÓGICA A melhor maneira de entender o campo de estudo da ecologia moderna é utilizando-se do concei-to de níveis de organização dos seres vivos (Odum, 1972). Nestes, um arranjo hierárquico agrupa os seres vivos partindo de sistemas biológicos simples – genes - para biossistemas cada vez mais complexos – biosfera -, formando um todo unificado, conforme esquema abaixo.

GENES → CÉLULAS → TECIDO → ÓRGÃO → APARELHO → ORGANISMO → →→→→ POPULAÇÃO →→→→ COMUNIDADE →→→→ ECOSSISTEMA →→→→ BIOSFERA

A ecologia estuda fundamentalmente os quatro últimos níveis desta seqüência. Entendendo-se por: ♦ população: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocupa uma determinada área; ♦ comunidade: conjunto de populações que interagem de forma organizada, vivendo numa

mesma área; ♦ ecossistemas: conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente inerte; ♦ biosfera ou ecosfera: sistema que inclui todos os organismos vivos da Terra, interagindo com

o ambiente físico, como um todo. 1.4. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 1 1. Conceitue Ecologia. Qual a diferença entre ecólogo e ecologista ? 2. Defina hábitat e nicho ecológico. Cite exemplos. 3. O que é resistência ambiental ? Enumere alguns fatores de resistência ambiental para o ho-

mem. 4. Como ciência biológica, qual o campo de estudo da ecologia ?


2. NOÇÕES DE BIOSFERA

biosfera é definida como sendo a região do planeta que contém todo o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível. O termo ‘permanentemente possí-

vel’ é atrelado ao conceito de biosfera significando ‘ambiente capaz de satisfazer às necessidades básicas dos seres vivos, de forma permanente’. Neste contexto, a biosfera não passa de uma del-gada casquinha em torno do planeta, uma vez que as condições de vida vão diminuindo à medida que nos afastamos da superfície, até que cessam a, aproximadamente, 7 km acima do nível do mar e abaixo deste não ultrapassa a 6 km. No total a biosfera não vai além de 13 km de espessu-ra. Para satisfazer as necessidades dos seres vivos, são necessários, por um lado, a presença de água, luz, calor e matéria para a síntese dos tecidos vivos e, por outro, ausência de condições prejudici-ais à vida como substâncias tóxicas, radiações ionizantes e variações extremas de temperatura. A biosfera apresenta todas essas condições: uma fonte externa de luz e calor - o sol; água que chega a cobrir ¾ da superfície do planeta e substâncias minerais em contínua reciclagem nos seus vá-rios ambientes. Apresenta ainda um escudo contra radiações ionizantes provenientes do sol - a camada de ozônio - e grandes massas de água que se encarregam de manter a temperatura média do planeta em torno dos 15oC, sem grandes variações. Na realidade o termo correto para biosfera seria ecosfera (eco = oikos = casa), correspondendo ao conjunto de biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera. Porém popularizou-se o termo biosfera que é usado no seu sentido funcional e não descritivo, ficando esta dividida em três regiões físi-cas distintas: ♦ litosfera - Camada superficial sólida da Terra, constituída de rochas e solos, acima do nível

das águas. Compreende ¼ da biosfera, apresenta variações de temperatura, umidade, luz, etc. e possui enorme variedade de flora e de fauna;

♦ hidrosfera - Representada pelo ambiente líquido: rios, lagos e oceanos. Recobre ¾ da super-fície total do planeta, apresenta condições climáticas bem mais constantes do que na litosfera, salinidade variável (nos oceanos chega a 35 gramas/litro) e possui menor variedade de plantas (20 para 1) e de animais (9 para 1) que a litosfera;

♦ atmosfera - Camada gasosa que circunda toda a superfície da Terra, envolvendo portanto, os dois ambientes acima citados.

2.1. VIDA NA BIOSFERA A história da Terra começou há 4,6 bilhões de anos e o início da vida remonta a aproximadamen-te 1,1 bilhão de anos depois - o ser vivo mais antigo conhecido, uma bactéria, formou-se há cerca de 3,5 bilhões de anos. Nas eras posteriores, a vida foi se diversificando cada vez mais: o padrão de evolução assemelha-se a uma árvore com uma espécie na ponta de cada ramo. De um tronco único, os seres vivos evoluíram e formaram os reinos do mundo vivo: monera, protista, fungi, vegetal e animal. Os primeiros exemplares do reino vegetal datam de cerca de 1,5 bilhões de anos - estes foram para a terra firme há cerca de 420 milhões de anos. As esponjas, membros

A


mais simples do reino animal, datam de 570 milhões de anos. Os insetos surgiram há aproxima-damente 250 milhões, os mamíferos há 175 milhões e o homem há 46 milhões de anos. Compa-rando com a idade da Terra, a espécie Homo sapiens está na sua infância, principalmente se con-siderarmos os seus impulsos destrutivos. 2.2. COMPLEXIDADE A biosfera caracteriza-se por uma estrutura muito complexa. A sua composição é resultado de fenômenos físicos associados à própria atividade biológica que aí se realiza há milhares de anos. As atividades de nutrição e de respiração das plantas, dos animais e dos microrganismos, que ha-bitam o solo e as águas, alteram quimicamente a composição do ar atmosférico, por consumirem alguns gases que o compõem e produzirem outros; modificam a estrutura do solo, por cavarem buracos e galerias ou por produzirem alterações químicas do meio; modificam, ainda, a composi-ção da água em virtude das trocas de alimentos e compostos químicos que realizam no seu inte-rior. Portando, desde a sua criação, a biosfera está em constante modificação pela ação dos pró-prios seres vivos, o que de certa forma a torna frágil, principalmente quando este ser vivo é o homem. 2.2.1. HIPÓTESE DE GAIA A melhor maneira de compreender a fragilidade da biosfera talvez seja através da Hipótese de Gaia e do texto elaborado pelo Greenpeace que nos faz pensar sobre o comportamento da espécie Homo sapiens. O termo Gaia foi usado pela primeira vez no século XVII pelo médico inglês William Gilbert referindo-se a ‘Mãe Terra’ e popularizado pelo norte-americano James Lovelock quando formu-lou a hipótese de Gaia: “a Terra seria um superorganismo, de certa forma frágil, mas com capacidade de auto-recuperação”. Na Terra, como no metabolismo de um organismo vivo, ca-da parte influencia e depende de outras partes, ao perturbar uma só dessas partes da vida pode afetar o todo. Mais recentemente, essa hipótese foi comungada por Jonathan Weiner, mas com uma certa preocupação. Segundo Weiner “os agentes destrutivos hoje são artificiais e provocam desgaste em quase todo o planeta, ao mesmo tempo. A constituição de Gaia seria tão vigorosa a ponto de reparar naturalmente o desgaste e manter o planeta saudável? Poderá Gaia nos salvar?”1 “A Terra tem 4,6 bilhões de anos, se condensarmos esse espaço de tempo num conceito compre-ensível, poderíamos comparar a Terra a uma pessoa que neste momento estaria completando 46

anos. Nada sabemos dos 7 primeiros anos de vida dessa pessoa e mínimas são as informações

sobre o longo período de sua juventude e maturação.

Sabemos, no entanto, que foi aos 42 anos que a terra começou a florescer. Os dinossauros e os

grandes répteis surgiram há um ano, quando o planeta tinha 45 anos. Os mamíferos apareceram

há apenas oito meses e na semana passada os primeiros hominídeos aprenderam a caminhar

eretos.

1 Revista Ecologia e Desenvolvimento, no 59, 1996.


No fim dessa semana a Terra ficou coberta com uma camada de gelo, mas abrigou em seu seio

as sementes da vida. O homem moderno tem apenas quatro horas de existência e faz uma hora

que descobriu a agricultura. A Revolução Industrial iniciou há um minuto. Durante esses ses-

senta segundos da imensidão do tempo geológico, o homem fez do paraíso um depósito de lixo.

Multiplicou-se como praga, causou a extinção de inúmeras espécies, saqueou o planeta para

obter combustíveis; armou-se até os dentes para travar, com suas armas nucleares inteligentes,

a última de todas as guerras, que destruirá definitivamente o único oásis da vida no sistema so-

lar.

A evolução natural de 4,6 bilhões de anos seria anulada num segundo pela ação do animal inte-

ligente que inventou o conhecer. Será esse o nosso destino ?”

Texto do Greenpeace.

2.3. A ENERGIA A fonte de energia para a biosfera é o sol: além de iluminar e aquecer o planeta, fornece energia para a síntese de alimento. A energia solar também é responsável pela distribuição e reciclagem de elementos químicos, pois governa o clima e o tempo nos sistemas de distribuição de calor e água na superfície do planeta. Dos 100% de energia solar enviada para a Terra, somente 47% conseguem atingir a sua superfície, sendo 30% energia direta e 17% difusa (Figura 2.1). Dos 100% iniciais, menos de 1% é utilizado pelos vegetais na produção de alimento.

Figura 2.1: Distribuição da energia solar na terra. (FREIRE DIAS, G., 1992)


A energia solar que toca a superfície da terra é uma ação conjunta de espécies de radiações dis-tintas. Do aspecto ecológico, somente as radiações infravermelhas, as visíveis e as ultravioletas são bem conhecidas quanto aos seus efeitos. As radiações infravermelhas, apesar de serem ab-sorvidas em grande parte pelo vapor d'água atmosférico, exercem poderosa influência sobre os seres vivos, dando também origem a fenômenos meteorológicos, como o vento. As radiações ultravioletas têm importância na formação da vitamina D, necessária aos seres vivos, mas por outro lado, possuem grande poder mutágeno, estando relacionadas com a incidência de câncer de pele. A grande maioria desses raios é absorvida pela camada de ozônio presente na atmosfera terrestre. As radiações visíveis constituem a parte do espectro solar indispensável à vida: a luz solar se relaciona fundamentalmente com a produção de alimentos. Todos os processos energéticos da biosfera obedecem às duas leis da termodinâmica. A primeira lei estabelece que “a energia do universo é constante” ou seja a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. A segunda lei reza que “a entropia no universo tende ao máximo” ou seja a cada transformação a energia passa de uma forma mais organizada e concen-trada (energia de alta qualidade) a outra menos organizada e mais dispersa (energia de baixa qua-lidade - calor). As duas leis podem ser observadas no fluxo contínuo e num único sentido da e-nergia solar na biosfera (Figura 2.2): a energia luminosa é captada pelas plantas e transformada em energia química ou absorvida pela água, ar e solo e, posteriormente, em ambos os casos, transformada em energia calorífica que é irradiada para o espaço. Neste contexto, a Terra é um sistema aberto.

Energia Solar (irradiada à Terra com luz solar)

Biosfera

Energia Degradada

(irradiada para o espaço na forma de calor)

Figura 2.2: Fluxo de energia na biosfera. 2.4. OS RECURSOS NATURAIS Ar, água, solo, minerais, flora e fauna, genericamente, são recursos naturais, isto é, são recursos que a natureza coloca à disposição dos seres vivos, para que estes possam satisfazer às suas ne-cessidades. A existência da biosfera está condicionada à disponibilidade desses recursos que po-dem der divididos em: ♦ renováveis - são aqueles recursos que naturalmente podem ser regenerados após o uso, como:

a água, o ar, a energia solar, a energia eólica, a madeira, as plantas produtoras de fibra, os ve-

Energia solar convertida em energia química na matéria orgânica (através da fotossíntese)

Energia química que se emprega para produzir trabalho nas células do organismo

(através da respiração)


getais usados na alimentação, animais usados na alimentação e na confecção de agasalhos e os nutrientes;

♦ não-renováveis - são aqueles que não podem ser naturalmente regenerados após o uso ou são regenerados em tempos geológicos muito extensos. O calcário, a argila, a areia, o petróleo e o carvão mineral são exemplos de recursos naturais não-renováveis.

Quando estes conceitos são aplicados no meio humano, o recurso natural será renovável ou não dependendo da sua exploração e/ou capacidade de reposição. Assim, determinado recurso con-ceituado como renovável pode deixar de sê-lo, como é o caso da fauna que pode entrar em extin-ção quando explorada de forma incorreta ou quando o ambiente modificado não fornece condi-ções para sua renovação. O peixe-boi, o tatu-canastra, o tamanduá-bandeira, a jaguatirica e a ara-ra-azul, são exemplos de espécies brasileiras que se encontram ameaçadas de extinção, devido à caça predatória associada a transformações no ambiente. A água também pode deixar de ser um recurso renovável na região quando manejada de forma incorreta. Para evitar a extinção, exaus-tão ou perda de recursos naturais é fundamental o conhecimento ecológico, para que se possa es-tabelecer condições e limites de uso e exploração, bem como planos de manejo adequados à ca-pacidade de suporte do ambiente e, por que não, da biosfera. 2.5. ATIVIDADES HUMANAS E DESEQUILÍBRIOS NA BIOSFERA As atividades humanas contribuem para alterações dos requisitos de qualidade da biosfera. As indústrias com suas chaminés e o uso dos veículos movidos a gasolina ou a óleo alteram a com-posição da atmosfera; os resíduos lançados pelos esgotos das fábricas e das casas alteram a com-posição da hidrosfera; a disposição inadequado do lixo, dos entulhos de construção, dos rejeitos da mineração, dos inseticidas, dos adubos, etc., alteram a composição da litosfera. Algumas dessas atividades humanas podem ser benéficas para a biosfera, melhorando as condi-ções de vida ou de desenvolvimento, por exemplo: a adubação e a irrigação do solo, aumentando nele a quantidade de elementos nutritivos e água necessários ao crescimento das plantas. Outras porém são nocivas por causarem poluição, erosão. etc. Às vezes, uma atividade é benéfica em uma determinada área e para outra torna-se nociva, como, por exemplo, a aplicação de inseticidas para combater as pragas da lavoura, causando morte de insetos inofensivos e contaminando a á-gua dos rios próximos. O perfeito equilíbrio entre todas essas atividades e o perfeito conhecimen-to das relações entre as espécies de animais e vegetais que habitam diferentes locais da biosfera, torna-se assim indispensável para que se consiga manter as características do meio em que vive-mos. 2.6. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 2 1. Conceitue biosfera e ecosfera, com noções sobre sua amplitude e idade. 2. Comente sobre a importância da presença da luz, do calor e da água como elementos indis-

pensáveis à vida na biosfera. 3. Explique porque do ponto de vista energético a biosfera ou ecosfera é um sistema aberto. 4. Elabore um quadro com cinco atividades humanas que contribuem para alterar a biosfera, re-

lacionando-as com os benefícios esperados e os prejuízos observados.


3. NECESSIDADES BÁSICAS DOS SERES VIVOS

existência da biosfera ou de vida de forma permanente, em um ambiente qualquer, só é possível se este oferecer condições para que os seres vivos satisfaçam as suas necessida-

des básicas: nutrição, proteção e reprodução (Quadro 3.1). A nutrição garante matéria (alimen-to) rica em energia, para que os seres vivos possam proteger-se de seus inimigos e dos rigores do tempo e, finalmente, reproduzir para garantir a continuidade das espécies.

Quadro 3.1: Necessidades básicas dos seres vivos.

Necessidade

Conceito

Tipos

Organismos

• Nutrição • Processos de obten-ção de matéria e e-nergia pelos seres vivos.

• Autotrófica: os seres vivos sintetizam seu próprio ali-mento, partindo de substân-cias inorgânicas e de uma fonte de energia. • Heterotrófica: os seres vivos, através de relações com outros seres vivos, ad-quirem o alimento sintetiza-do.

• Vegetais cloro-filados, algas e algumas bactéri-rias. • Animais, fun-gos, vírus, pro-tozoários e o res-tante das bacté-rias.

• Proteção • Mecanismos utili-zados pelos seres vi-vos para se defende-rem das intempéries e dos seus inimigos na-turais.

• Crescimento quase ilimi-tado, espinhos, substâncias urticantes, perda das folhas, ... • Aspecto repulsivo, agres-são, fuga, construção de abrigos, elevada descendên-cia, camuflagem, ...

• Vegetais. • Animais.

• Reprodução • Processos desenvol-vidos pelos seres vi-vos para gerar des-cendentes e, conse-quentemente, dar con-tinuidade às espécies.

• Assexuada: quando não há mistura de genes, gerando indivíduos geneticamente idênticos ao que lhe deu origem. • Sexuada: ocorre mistura de genes, gerando seres com novas combinações genéti-cas.

• Bactérias e al-guns protozoá-rios. • Maioria dos seres vivos.

Boa parte da vida de um organismo é utilizada no processo de nutrição. Por isso, a relação ali-mentar constitui fator determinante da estrutura da comunidade. Para satisfazer ao processo nu-tricional, o ser vivo precisa de condições que lhe permitam produzir (autótrofo) ou utilizar (hete-rótrofo) os alimentos disponíveis, e o meio ambiente deve oferecê-las.

A


No que diz respeito à proteção, a camuflagem é talvez o mais curioso mecanismo. Neste, o orga-nismo envolvido adota a aparência transitória (mimetismo), ou permanente, de uma característica do ambiente e consegue assim se proteger de seus inimigos naturais: borboletas com cores e for-ma de pétalas de flores, gafanhotos com aparência de folhas ou de ramos, lagartos com cores da paisagem, etc. O fenômeno da camuflagem é de tal forma que chega a ser possível identificar, pelo aspecto do organismo, o tipo de ambiente de onde o mesmo provém. A reprodução, seja sexuada ou assexuada, depende de condições ambientais particulares, envol-vendo vento, água, temperatura, presença de outros organismos (polinizadores ou não), disponi-bilidade de abrigo e de materiais para construção de ninhos, tocas, etc. O ambiente deve ser ca-paz de satisfazer às necessidades de cada espécie para que ela reproduza, povoe e a vida continue existindo. Como heterótrofo, o homem, na busca do alimento, desenvolve as mais variadas relações com o ambiente, através da caça, pesca, agricultura, pecuária, piscicultura, desmatamento, etc. e, ao contrário dos demais seres vivos, consome muito mais compostos orgânicos do que a quantidade por ele utilizada como alimento. A maior parte da matéria consumida é usada na produção de energia. Em nome do desenvolvimento, o homem vem interferindo na Natureza, eliminando ou modificando o ambiente, de modo a inviabilizar a satisfação das necessidades básicas de seres vivos, o que pode causar profundas modificações de caráter ecológico, com o desaparecimento de espécies úteis e a superpopulação por espécies indesejáveis, com conseqüências para o próprio homem.

3.1. PROCESSOS ENERGÉTICOS UTILIZADOS PELOS SERES VIVOS Na biosfera, os seres vivos obtêm energia para satisfazer suas necessidade básicas através de cin-co processos, divididos em dois grupos. a) Processos que levam à formação de compostos orgânicos (alimento) ricos em energia, a partir

de CO2 e H2O: ♦ fotossíntese - quando a energia utilizada para a síntese do alimento provém da luz. CO2 + H2O Alimento + O2

♦ quimiossíntese - quando a energia utilizada para a síntese do alimento, provém da oxidação

de compostos inorgânicos. Comp. Inorg. Reduzido + O2 Comp. Inorg. Oxidado Energia Química CO2 + H2O Alimento

Luz


b) Processos que levam à liberação da energia contida nos alimentos: ♦ respiração aeróbia - quando o receptor final dos hidrogênios é o oxigênio. Alimento + O2 CO2 + H2O + Energia ♦ respiração anaeróbia - quando o receptor dos hidrogênios é uma substância diferente do oxi-

gênio (CO3-2, PO4

-3, SO4-2 ).

Alimento + KNO3 CO2 + H2O + N2 + KOH + Energia ♦ fermentação: quando o receptor dos hidrogênios é uma substância orgânica subproduto da

reação em questão. Alimento C2H5OH + CO2 + Energia Os organismos que realizam fotossíntese e quimiossíntese são portanto autótrofos. Tanto autótro-fos como heterótrofos retiram energia dos alimentos através da respiração. Os seres vivos que respiram aerobicamente são chamados aeróbios. Os que respiram anaerobiamente são denomi-nados anaeróbios. Os seres que respiram tanto aeróbia como anaerobiamente, dependendo das condições do ambiente, são chamados facultativos. Os processos energéticos mais difundidos nas condições atuais da biosfera são: fotossíntese, res-piração aeróbia e fermentação. Estes surgiram na Terra juntamente com os primeiros seres vivos. Tudo indica que a seqüência de aparição destes processos na biosfera foi: fermentação (compos-tos orgânicos nos mares primitivos), fotossíntese (após introdução de CO2 pela fermentação) e respiração aeróbia (após a introdução de O2 pela fotossíntese). 3.2. BIOSSÍNTESE E BIODEGRADAÇÃO Em todo processo de nutrição autotrófica há síntese ou composição de compostos orgânicos e no de respiração há degradação ou decomposição de compostos, que se caracteriza pela volta destes aos seus constituintes originais - carbono, água e sais minerais; como ambos os processos são biológicos, fala-se em biossíntese e biodegradação. Na biosfera, a todo processo de biossíntese (foto e quimiossíntese) deve corresponder um proces-so de biodegradação (respiração aeróbia, anaeróbia e fermentação). Isso é quantitativamente ver-dadeiro, o que origina um equilíbrio entre esses dois processos naturais. A existência desse equi-líbrio é condição fundamental à continuidade da vida, porque se por um lado a quantidade de e-nergia disponível (solar) é inesgotável, por outro lado a quantidade de carbono e outros elemen-tos constitutivos das moléculas orgânicas é limitada no ambiente habitado. Isto faz com que to-dos os elementos retirados do meio devam, mais cedo ou mais tarde, ser restituídos ao meio, a-través da biodegradação, para novas biossínteses. Este processo denomina-se reciclagem.


Os vegetais e animais continuamente realizam biodegradação de compostos orgânicos, através da respiração. Quando morrem, os compostos orgânicos que formam os seus corpos passam a ser biodegradados, graças à ação de microrganismos que utilizam como alimento os cadáveres ani-mais e restos de vegetais. Esses microrganismos constituem um grupo particular de heterótrofos que recebem a denominação genérica de sapróvoros. Se não existisse a atividade desses seres, todos os restos e detritos animais e vegetais permaneceriam intactos na biosfera, acumulando e-lementos essenciais à formação de novos seres vivos e o planeta seria um amontoado de lixo. 3.3. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 3 1. Classifique os seres vivos quanto ao processo de nutrição. 2. Por que os seres vivos precisam se proteger ? Enumere cinco processos de proteção que você

conhece. 3. O que pode acontecer com os seres vivos de uma determinada região quando a mata nativa é

substituída por plantações exóticas ? 4. Identifique os processos energéticos utilizados pelos seres vivos. 5. Os primeiros seres vivos do planeta eram autótrofos ou heterótrofos ? Por que? 6. Levando em consideração a atmosfera primitiva (NH3, H2, CH4 e vapor d’água), explique

porque nem a fotossíntese e nem a respiração aeróbia tinham condições de ocorrer. 7. O que é reciclagem ? Faça uma lista de 5 produtos recicláveis que você usa diariamente. 8. Explique a importância da reciclagem para continuidade da biosfera.


4. FATORES ECOLÓGICOS

ntende-se por fatores ecológicos o conjunto de fatores biológicos, ou bióticos, e físicos, ou abióticos, de um determinado ambiente, que atuam sobre o desenvolvimento de uma co-

munidade. Tais fatores podem constituir elementos da resistência ambiental, diminuindo a sobre-vivência dos seres vivos. Os fatores ecológicos bióticos compreendem as relações simbióticas entre os seres vivos e os fatores ecológicos abióticos constituem as condições físicas do ambien-te. 4.1. FATORES ECOLÓGICOS BIÓTICOS Para satisfazer suas necessidades de alimentação, proteção, transporte e reprodução os seres vi-vos associam-se com outros seres vivos, de mesma espécie ou de espécie diferente, surgindo as-sim as relações ecológicas. Consideradas fatores ecológicos bióticos, as relações ecológicas (Quadro 4.1) podem ser classificadas em: ♦ intra-específica - relação que ocorre entre indivíduos de mesma espécie; ♦ inter-específica - relação que ocorre entre indivíduos de espécies diferentes; ♦ harmônica - relação em que nenhum dos organismos é prejudicado; ♦ desarmônica - relação em que pelo menos um dos organismos é prejudicado.

Quadro 4.1: Relações entre os seres vivos.

Relações

Conceito

Exemplos

Observações

• Canibalismo (intra-específi-ca desarmôni-ca)

• Um animal ma-ta e devora outro da sua espécie.

• Ocorre, dentre outras populações, nas de aranhas, ratos, peixes, lou-va-a-deus,

• Raro. Ocorre em super-populações quando há falta de alimento; em algumas espécies é comum a fêmea devorar o macho, após a fecundação.

• Competição (intra e inter-específica de-sarmônica)

• Luta por ali-mento, posse de território, da fê-mea, etc.

• Todos os seres vivos.

• Freqüente. Observa-se sempre que há sobreposição de nichos ecológicos. É um fator de seleção natural e de limitação da população.

• Predatismo (inter-específi-ca desarmôni-ca)

• Um animal ma-ta outro de espé-cie diferente para se alimentar.

• Mamífero carní-voro (predador) x mamífero herbívo-ro (presa).

• Freqüente. Fator de sele-ção natural e equilíbrio da população de presas. Apli-cado no Controle Biológico: predador x praga.

• Forésia (inter-específi-ca harmônica)

• Transporte de um ser, seus ovos ou sementes por outro ser vivo.

• Pólen x insetos e aves; sementes x aves e mamíferos, etc.

• Polinização.

E


• Mutualismo (inter-específi-ca harmônica)

• Troca de bene-fícios entre seres vivos, com ou sem interdepen-dência.

• Cupim x proto-zoários, algas x fungos, plantas x insetos, crocodilo x ave-palito.

• Obrigatório (liquens), fa-cultativo (mosca do berne).

• Parasitismo (inter-específi-ca desarmôni-ca)

• Um ser vive à custa de outro, prejudicando-o.

• Cipó-de-chumbo x outros vegetais; vermes x mamífe-ro; vírus, bactérias, fungos e protozoá-rios x outros seres vivos.

• Freqüente. Fator de home-ostase na população de pre-sas. Aplicado no Controle Biológico: parasita x praga. Endoparasita (ameba) e ec-toparasita (piolho).

• Inquilinismo (inter-específi-ca harmônica)

• Um organismo usa outro como suporte ou abri-go.

• Bromélia x árvo-re (suporte), fie-ráster x holoturói-des (abrigo).

• Epifitismo, epizoísmo, endofitismo e endozoísmo.

•Comensalismo (inter-específi-ca harmônica)

• Um ser come restos da comida de outro.

• Rêmora x tuba-rão, hiena x leão.

• Também é aplicada a situ-ações em que não está en-volvido o alimento (tuim x pica-pau).

• Colônias (intra-específi-ca harmônica)

• Seres unidos anatômica e/ou fisiologicamente.

• Algas, protozoá-rios, corais, cracas, caravelas.

• Os indivíduos podem ser todos iguais (algas) ou dife-rentes com divisão de traba-lho (caravelas).

• Sociedade (intra-específi-ca harmônica)

• Indivíduos com tendência à vida gregária, traba-lham para o de-senvolvimento da população.

• Castores, gorilas, homens, peixes, formigas, abelhas, cupins.

• Comum no mundo dos insetos, onde a divisão de trabalho leva a formação de castas.

• Amensalismo (inter-específi-ca desarmôni-ca)

• Uma espécie inibidora produz secreções (subs-tâncias tóxicas) eliminando a es-pécie amensal.

• Eucalipto x gra-míneas, mandioca-brava x fungos, fungos x bactérias, algas x peixes (Maré vermelha).

• Esta relação é mais co-mum entre vegetais, fungos e bactérias.

Determinadas relações têm importância vital para o equilíbrio ecológico dentro das comunidades. Numa interação como o predatismo, o predador influi diretamente no controle da população da presa, mantendo-a em níveis compatíveis com a quantidade de alimento disponível no local. Re-lações como predatismo e parasitismo são assim utilizadas para eliminação ou diminuição de es-pécies indesejáveis, num processo conhecido como Combate ou Controle Biológico. Este ofe-rece duas vantagens sobre o combate através de substâncias químicas: não polui o ambiente e, desde que adequadamente planejado, não causa desequilíbrios ecológicos. Muitas espécies para-sitas são seletivas, vivem apenas em um hospedeiro ou em espécies aparentadas do seu hospedei-ro. Neste sentido, o uso do parasitismo no controle biológico tem se mostrado mais eficiente do que o predatismo.


Algumas relações existentes entre os seres vivos não se enquadram nos tipos citados, por não se-rem tão óbvias. Muitas espécies, para sobreviverem em um determinado ambiente, dependem indiretamente da presença de outras. Como exemplo, podemos citar os mamíferos: as regiões mais ricas do mundo em mamíferos, são aquelas que apresentam uma fauna diversificada de co-prófagos (bosteiros), estes além de contribuírem para melhorar as pastagens, reduzem as infec-ções parasitárias dos mamíferos por enterrarem no solo os vermes parasitas. 4.2. FATORES ECOLÓGICOS ABIÓTICOS

Os fatores ecológicos abióticos estão representados pelas condições climáticas, edáficas e quími-cas, que determinam a composição física do ambiente. Os principais fatores ecológicos abióticos nos ambientes terrestres são a luz, a temperatura e a água, enquanto que nos ambientes aquáticos são a luz, a temperatura e a salinidade. Os principais fatores ecológicos abióticos encontram-se listados no quadro 4.2.

Quadro 4.2: Fatores ecológicos abióticos.

Fator

Importância

Classificação

Temperatura • Constitui fator determinante na dis-tribuição dos seres vivos, influi no metabolismo, no apetite, na fotossín-tese, no desenvolvimento, na ativida-de Sexual e na fecundidade. As tem-peraturas mais favoráveis à vida estão na faixa de 10 a 30oC. Para cada ser vivo existe um preferendo térmico (PT). Temperaturas fora do PT de-terminam migrações. Quando a tem-peratura diminui ou aumenta demasi-adamente, alguns seres vivos entram em estado de quiescência, fazendo hibernação (morcego, urso) ou estiva-ção (lagarto, rato-canguru), outros migram.

• Homeotermos: organismos que conseguem manter a tem-peratura corporal, apesar das variações do meio (Aves e Mamíferos). • Pecilotermos: a temperatura corporal acompanha as varia-ções do meio (peixes, répteis e anfíbios).

Luz • Essencial na produção de alimentos (fotossíntese), nos processos ópticos, na pigmentação da pele, regula os ritmos biológicos diários e anuais, regula a atividade motora de animais (fotocinese), orienta o movimento dos vegetais (heliotropismo). Alguns ani-mais e vegetais produzem luz, proces-so chamado bioluminescência.

• Eurifotos: organismos que su-portam grandes variações lumi-nosas. • Estenofotos: só conseguem viver numa estreita faixa lumi-nosa. • Lucífilos: atraídos pela luz (mariposas). • Lucífobos: fogem da luz (toupeira).


Água • Entra na composição das células de todo ser vivo, está presente em todos os processos metabólicos, é o solvente universal; tem papel fundamental na temperatura corporal dos homeoter-mos, na regulação do clima do planeta e na distribuição dos seres vivos na biosfera. As sementes têm em torno de 3 a 5% de água, o homem 65%, o recém-nascido 90% e as medusas 99%.

• Hidrófilos ou hidrófitos: ve-getais que só vivem em locais onde haja muita água (vitória-régia). • Xerófilos ou xerófitos: vege-tais adaptados a locais com pouca água, áridos (cactos).

Nutrientes • Necessários para o crescimento e reprodução dos seres vivos, são eles os elementos químicos e sais dissol-vidos. Seu suprimento na biosfera se mantém mediante o movimento den-tro dos ciclos biogeoquímicos. Podem se tornar fator limitante por falta ou por excesso no meio. Constituem, juntamente com outras características do solo (pH, textura, umidade), os fatores edáficos.

• Macronutriente: entra em grande quantidade na composi-ção dos tecidos vivos (Carbono, Oxigênio, Hidrogênio, Nitrogê-nio). • Micronutriente: necessário em quantidades relativamente pequenas (Manganês, Cobre, Zinco, Magnésio).

4.3. FATORES LIMITANTES Para cada um dos fatores ecológicos, os seres vivos têm limites de tolerância dentro dos quais podem sobreviver. Assim, qualquer fator abiótico fora do extremo superior ou inferior, tende a limitar a oportunidade de sobrevivência do organismo (Lei de Leidberg), e esse fator passa a ser um fator limitante. O mesmo se aplica para os fatores bióticos quando estes passam a limitar o desenvolvimento dos seres vivos. Os principais fatores limitantes abióticos são a temperatura (clima), a água, a luz e os nutrientes; e os bióticos são a competição, o predatismo e o parasitis-mo. Quanto mais ampla for a faixa de tolerância de um organismo a um dado fator, mais probabilida-de ele tem de sobreviver às variações ambientais relacionadas a esse fator. Alguns animais têm uma faixa de tolerância muito estreita: para os peixes, por exemplo, uma variação de poucos graus na temperatura da água, pode eliminar a população inteira. Em termos gerais, quanto mais ampla for a faixa de tolerância de um organismo aos fatores do meio, mais ampla será a sua dis-tribuição geográfica. Mediante a tecnologia, o homem tem ampliado, artificialmente, sua faixa de tolerância a muitos fatores, de modo que pode sobreviver em quase todas as regiões da biosfera e fora dela (nave espacial).


4.4. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 4 1. De que maneiras podem interagir os organismos de uma mesma espécie ? 2. Identifique e classifique as relações abaixo:

a) A penicilina, o primeiro antibiótico descoberto pelo homem, é uma substância produzida por um fungo capaz de inibir o crescimento de microrganismos.

b) As abelhas, para produzirem o mel, utilizam o néctar das flores. c) Em uma calçada, a lagartixa fica imóvel por alguns minutos e, subitamente, lança sua lín-

gua e captura um inseto. d) O anum é freqüentemente encontrado nas costas do gado bovino, alimentando-se de carra-

patos que infestam sua pele. e) As orquídeas em uma floresta utilizam as árvores como suporte, para poderem ficar mais

próximas da fonte de luz. 3. As relações entre os seres vivos podem envolver ganho (+), perda (-) ou neutralidade e tole-

rância (0). Classifique as relações listadas no quadro 4.1 usando pares de sinais, como (+,+), (+,-), (0,+), etc.

4. Qual a importância, para uma espécie, da competição entre seus indivíduos ? 5. Qual a importância do predatismo para a comunidade ? 6. O que é controle biológico ? É mais eficiente quando se usam parasitas ou predadores? Por

que? 7. Por que alguns seres vivos migram ? 8. Qual a diferença entre hibernação e estivação ? 9. Conceitue fator limitante. Dê exemplo de um fator limitante para o homem. 10. Qual a diferença entre fator limitante e resistência ambiental ?


5. ECOSSISTEMAS

s vegetais, animais e microrganismos que vivem numa região e constituem uma comuni-dade biológica, estão ligados por uma intrincada rede de relações e influências, que inclui

o meio físico e a própria comunidade. Estes componentes físicos e biológicos, interdependentes, formam uma unidade funcional básica de estudo da Ecologia, denominada ecossistema (Tansley, 1935). Um ecossistema pode ser definido como: “unidade funcional básica, composta de uma biocenose - conjunto de seres vivos - e um biótopo - lugar que abriga uma biocenose”. As dimensões dos ecossistemas são as mais variadas possíveis, pois convenientemente pode-se escolher uma unidade maior ou menor para estudo. Ele pode ser constituído por uma floresta in-teira (macro-ecossistema) ou por uma simples planta como a bromeliácea (micro-ecossistema), ou ainda, um oceano ou um aquário. 5.1. COMPONENTES E ESTRUTURA Há nos ecossistemas um enorme complexo de fenômenos e fatores que delimitam e definem a sua composição: primeiramente, a composição física do meio (natureza do solo, luminosidade, temperatura, etc.); depois, a composição química (sais minerais e compostos inorgânicos utiliza-dos como nutrientes, ácidos, álcalis, oxigênio, gás carbônico, etc.); finalmente, a presença de se-res vivos que podem ser predadores, comensais, parasitas, competidores, etc., e caracterizam-se por uma interdependência não somente nas relações alimentares, mas também na reprodução e proteção. Desse modo, pode-se dividir o ecossistema em dois conjuntos amplos de componentes: os bióticos (vivos) e os abióticos (não vivos). O conjunto dos componentes bióticos compõe a biocenose e dos componentes abióticos o biótopo. Os componentes bióticos podem ser agrupados em três categorias funcionais: produtores, con-sumidores e decompositores. Os produtores são todos os organismos autótrofos, principalmen-te plantas verdes que realizam fotossíntese, e outros, em menor quantidade, que realizam quimi-ossíntese. Os consumidores dos ecossistemas são os heterótrofos, principalmente animais, que se alimentam de outros seres vivos. Podem ser subdivididos em: (a) consumidor primário (her-bívoro), que utiliza diretamente o vegetal - veado, gafanhoto, coelho e muitos peixes; (b) con-sumidor secundário (carnívoro), que obtém seu alimento de consumidores primários - leão, ca-chorro, cobra e espécies carnívoras de peixes; e, (c) consumidor misto (onívoro), que não faz discriminação pronunciada em sua preferência alimentar entre produtores e outros consumidores - esta categoria inclui o homem, o urso e alguns peixes. Os decompositores também são heteró-trofos - bactérias e fungos sapróvoros -, porém se alimentam de materiais residuais (excreções, cadáveres, etc.) transformando-os em substâncias inorgânicas simples utilizáveis pelos produto-res. Não fosse o trabalho dos decompositores, o nosso planeta seria um amontoado de ‘lixo’. A estrutura de um ecossistema pode ser exemplificada através de um Terrário: uma espécie de jardim encerrado em uma caixa de vidro ou plástico transparente, que recebe luz solar e contém uma camada de solo, pequenas plantas (produtores), pequenos insetos (consumidores primários) -como pulgões - alimentando-se da seiva dessas plantas, insetos carnívoros (consumidores se-

O


cundários) - como joaninhas - comendo pulgões e, mesmo, um predador maior (consumidor ter-ciário) - como a aranha ou louva-a-deus, capturando as joaninhas. Finalmente, o próprio solo contendo bactérias e outros sapróvoros (decompositores), nutrindo-se de folhas mortas e outros detritos de origem vegetal ou animal. Desse modo, mantém-se dentro do terrário, um fluxo de energia e uma reciclagem de elementos químicos, de maneira a conservar, no seu interior, apro-ximadamente constantes as concentrações de gás carbônico, água, oxigênio, sais minerais e com-postos orgânicos, não sendo necessário adicionar ou retirar, periodicamente, qualquer deles. 5.2. CARACTERÍSTICAS DOS ECOSSISTEMAS No estudo dos ecossistemas distinguem-se quatro características básicas: ♦ continuidade - todos os ecossistemas do planeta estão interligados, formando um grande e-

cossistema - a biosfera; ♦ sistema aberto - sob o ponto de vista da termodinâmica, todos os ecossistemas são sistemas

abertos, que se mantêm através do fluxo contínuo de energia solar; ♦ homeostase - todo ecossistema é dotado de auto-regulação, o que o torna capaz de resistir às

mudanças e lhe confere um estado de equilíbrio dinâmico; ♦ sucessão ecológica - a maioria dos ecossistemas forma-se no curso de uma longa evolução,

conseqüência do processo de adaptação entre as espécies e o meio ambiente. Uma sucessão ecológica pode levar dezenas a centenas de anos, até que a comunidade estabilize atingindo o clímax. A sucessão pode ser primária ou secundária. A primeira ocorre em regiões nunca antes habitadas, como numa crosta rochosa. A segunda ocorre em regiões antes habitadas mas que, em função de fatores naturais ou artificiais, como enchentes, erupções vulcânicas, quei-madas, projetos agrícolas, etc., romperam o clímax, retornando ao processo de sucessão. Na figura 5.1, estão enumeradas as séries da sucessão de um bosque queimado até atingir nova-mente o clímax, num tempo de aproximadamente 350 anos.

Figura 5.1: Sucessão ecológica em um bosque queimado. (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979) 5.3. EQUILÍBRIO NOS ECOSSISTEMAS Todos os consumidores da biosfera obtêm energia e nutrientes para satisfazer as suas necessida-des, comendo plantas (produtores), ou comendo outros animais (herbívoros) que comeram plan-tas, ou comendo animais (carnívoros) que comeram animais que comeram plantas, e assim por diante. Dessa forma, embora os ecossistemas variem muito em proporção e em aparência, todos têm uma mesma estrutura de funcionamento, apresentando um fluxo de energia e um ciclo de matéria (Figura 5.2), da mesma forma que na biosfera.


Sol

Materiais particulados e gasosos

Energia dissolvidos na água, Matéria no ar ou no solo.

Figura 5.2: Fluxo de energia e ciclo de matéria nos ecossistemas.

A estrutura de funcionamento, resultante do arranjo produtor-consumidor, denomina-se cadeia alimentar. Uma cadeia alimentar é definida como sendo uma seqüência de seres vivos unidos pelo alimento. Uma forma de representá-la é ligando o nome dos organismos com setas, as quais indicam o caminho percorrido pela matéria nos ecossistemas. Esta representação classifica os organismos de acordo com o nível trófico que ocupam (Quadro 5.1). Por definição o primeiro nível trófico (NT) pertence ao produtor, com uma única exceção para as cadeias alimentares do solo, que se iniciam com restos de vegetais e animais mortos. O último nível trófico , por sua vez, é ocupado pelos decompositores. Estes compreendem miríades de organismos sapróvoros, que estabelecem cadeias de decomposição sobre a matéria morta. Tais cadeias ocupam sempre o último nível trófico das cadeias de predadores (predomina o predatismo) e parasitas (predomina o parasitismo). Logo os decompositores quase nunca são representados nestas seqüências alimen-tares. Exemplos de cadeias alimentares:

♦ capim → gafanhotos → pássaros → raposas (Cadeia de Predadores) ♦ trigo → pulgão → protozoário (Cadeia de Parasitas) ♦ folhas → fungos → vermes (Cadeia de Decomposição)

Quadro 5.1: Classificação dos organismos num ecossistema.

Tipo de nutrição

Categoria funcional

Nível trófico

Autotrófica Produtor (vegetal) 1o Heterotrófica Consumidor

• primário (herbívoro) • secundário (carnívoro 1) • terciário (carnívoro 2) • misto (onívoro)

2o

3o 4o

2o,3o,4o,5o

Heterotrófica Decompositor 2o,3o,4o,5o,6o

Decompositores

Produtores

Herbívoros Carnívoros

Calor Calor Calor


Num ecossistema, as relações de transferência de matéria e energia não são tão simples como nas cadeias alimentares. Na realidade, estas entrelaçam-se, num delicado equilíbrio, constituindo verdadeiras teias que unem entre si predadores e presas, parasitas e hospedeiros, formando estru-turas mais complexas denominadas teias ou redes alimentares. Numa teia alimentar, um orga-nismo pode ocupar diferentes níveis tróficos (Figura 5.3). Isso torna-se vantajoso para a comuni-dade, uma vez que um organismo passa a ter várias opções de alimento, fato que confere maior estabilidade à estrutura e, consequentemente, ao ecossistema.

Figura 5.3: Teia alimentar de águas costeiras (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979)

5.4. PRODUTIVIDADE NOS ECOSSISTEMAS A produtividade, ou produção, designa a quantidade de matéria orgânica produzida, ou de e-nergia fixada pelos produtores, que é transferida para os consumidores ao longo das seqüências alimentares, podendo ser expressa em unidades de massa ou de energia. Em termos de energia, as calorias incorporadas em cada nível trófico denominam-se: produção primária ou PP (1oNT), produção secundária ou PS (2oNT), produção terciária ou PT (3oNT), etc. Denomina-se pro-dução primária bruta (PPB ou PB), a quantidade de energia fixada pelas plantas no processo de fotossíntese. Parte dessa energia é dissipada no processo de respiração do autótrofo (Ra) e parte - produção primária líquida (PPL ou PL) é incorporada à biomassa vegetal e transferida para os consumidores. A cada nível trófico, parte da energia recebida é incorporada à biomassa e parte é dissipada na forma de calor (2a lei da termodinâmica) ou perdida na matéria excretada. Toman-do-se R como sendo o somatório da energia dissipada - energia calorífica - em todos os níveis tróficos, a produtividade no ecossistema pode ser representada por PB = PL + R.


A produtividade média nas cadeias alimentares é estimada em torno de 10%, ou seja, a cada nível trófico são incorporados cerca de 10% da energia proveniente do nível trófico precedente (Lei de Elton ou dos 10%). Assim, PS = 10%PL, PT = 10%PS, sucessivamente. Conseqüência da se-gunda lei da termodinâmica, quanto maior o nível trófico do organismo, menor a quantidade de energia disponível. Tal fato limita o número de níveis de uma cadeia, e este é atingido quando os organismos não obtêm energia suficiente para manterem-se vivos e reproduzirem-se. Por esta razão, a maioria das cadeias apresentam quatro a cinco níveis tróficos. Consequentemente, quan-to mais próximo da base de produção maior a disponibilidade de energia e, portanto, maior quan-tidade de organismos poderá ser mantida com a produção primária do ecossistema. O estudo da produtividade é usado para identificar o estágio da sucessão ecológica em que se en-contra o ecossistema. Com base na relação PB/R determina-se se a comunidade é clímax ou está em sucessão ecológica. Na primeira, PL = 0, isto é, toda produção primária líquida de um certo intervalo de tempo é consumida pela fauna em intervalo de tempo igual, logo PB/R = 1,0 ou e-cossistema maduro. Na segunda, PL > 0, apenas parte da produção primária líquida é consumi-da, havendo portanto saldo de energia para manter novos consumidores, logo PB/R > 1,0 ou e-cossistema sucessional. No quadro 5.2, estão resumidas algumas diferenças entre estes dois ti-pos de ecossistemas.

Quadro 5.2: Diferenças entre o ecossistema sucessional e maduro

Características

Ecossistema Suces-

sional

Ecossistema Maduro

Diversidade biológica Baixa Alta Biomassa total Pequena Grande Número de relações Pequeno Grande Teia alimentar Simples Complexa Relação produção/consumo Maior que um Igual a um Estabilidade Instável Estável Resistência aos distúrbios externos Baixa Alta

A produtividade dos vários ecossistemas da biosfera não se distribui casualmente. Ela está limi-tada pelo clima, distribuição de nutrientes, luz e água. A figura 5.4 ilustra a distribuição da pro-dução primária em vários ecossistemas. 5.5. PIRÂMIDES ECOLÓGICAS A estrutura trófica de um ecossistema pode ser ilustrada graficamente por meio de pirâmides ecológicas, nas quais o primeiro nível trófico, ou nível produtor, forma sempre a base e os níveis sucessivos formam camadas até o ápice.


Capim

Trigo

Gafanhotos

Pulgões

Pássaros

Protozoários

Raposas

Trigo

Plâncton

Pulgão

Peixes

Protozoário

“A” - Desertos;

“B” - Pastagens, Lagos profundos, Bosques montanhosos; “C” - Florestas tropicais, Lagos rasos, Pastagens úmidas, Agricultura irrigada; “D” - Estuários, Recifes de corais; “E” - Águas costeiras; “F” - Mares profundos.

Figura 5.4: Produtividade primária bruta de vários ecossistemas,

em kcal/m2 ao ano. (SUTTON, D. B. e HARMON, N. P., 1979)

As pirâmides ecológicas podem ser de três tipos: números, biomassa e energia. A pirâmide de números (Figura 5.5) dá uma idéia da distribuição quantitativa da biocenose, ou seja, quantos organismos existem em cada nível trófico do ecossistema; também ilustra relações quantitativas entre presa-predador e hospedeiro-parasita.

Figura 5.5: Pirâmides de números de predadores (a) e de parasitas (b).

A pirâmide de biomassa (Figura 5.6) representa o peso total dos indivíduos nos sucessivos ní-veis tróficos, expresso em peso seco total por unidade de área, por exemplo kg/m2. Tanto as pi-râmides de números como as de biomassa podem apresentar o vértices invertidos, em virtude da variação no tamanho dos indivíduos e da capacidade de renovação dos organismos menores (Fi-guras 5.5-b e 5.6-b).

Figura 5.6: Pirâmides de biomassa terrestre (a) e aquática (b).

(a)

(a)

(b)

(b)


Produtores

Herbívoros

Carnívoros 1

Carnívoros 2

Segundo NT

Terceiro NT

A pirâmide de energia (Figura 5.7) representa a distribuição de energia por nível trófico no e-cossistema. Das três pirâmides, é a que dá melhor idéia do conjunto da natureza funcional das biocenoses nos ecossistemas. Sua forma não é afetada pelas variações no tamanho e na intensi-dade metabólica dos organismos. Ela é sempre voltada para cima, uma vez que representa a pro-dutividade energética nos ecossistemas. A quantidade de energia disponível em cada nível é ex-pressa em Kcal/m2.ano.

Figura 5.7: Pirâmide de energia. 5.6. DESEQUILÍBRIOS NOS ECOSSISTEMAS O equilíbrio dinâmico dos ecossistemas baseia-se na sua estrutura trófica, isto é, na forma como a comunidade está organizada e se relaciona com o ambiente, para distribuição da matéria e e-nergia. Assim sendo, alterações na composição da cadeia alimentar ou no ambiente físico podem promover desequilíbrios ecológicos. 5.6.1. BLOQUEIO NA CADEIA ALIMENTAR Uma forma comum de desequilíbrio, dá-se pela destruição de um dos elos da cadeia alimentar. A destruição de um elo acarreta o desaparecimento total do elo seguinte, dependente do primeiro, e a superpopulação do ambiente pelo elo anterior. A eliminação de cobras que atacam lavradores no campo, causa aumento da população de ratos e redução do número de animais comedores de cobras como a sariema. Na década de setenta, a caça predatória ao sapo-boi na zona rural de Per-nambuco, incentivada pelo valor da pele para exportação, resultou na invasão da zona rural por gafanhotos (grilos), forçando a migração das pessoas para as cidades. A introdução de organismo estranho à cadeia alimentar pode também resultar em desequilíbrios ecológicos, decorrente da inexistência do elo superior ou predador natural que controle a sua pro-liferação. Na Austrália, na década de trinta, a importação do coelho gerou sérios problemas, pois o mesmo não encontrou, na fauna local, nenhum animal capaz de predá-lo e passou então a des-truir as plantações. Atualmente, os australianos procuram reduzir a população de coelhos através de viroses específicas desses animais. Ainda na Austrália, em 1935, foi introduzido o sapo-boi (Bufo marinus) para controle biológico de um besouro que atacava os canaviais. A baixa resis-tência ambiental ao anfíbio, devido ao clima favorável e ausência de predador, resultou numa praga, agravada pelo fato do sapo ser venenoso. Atualmente, pesquisa-se controle biológico da espécie.

Primeiro NT

Quarto NT


Fitoplâncton (0,5)

Zooplâncton (3,0) Peixes planctófagos (7 a 9)

Mergulhão (2.500) Peixes carnívoros (22 a 221)

Água (0,014)

Inseticida transferido por via alimentar

5.6.2. BIOMAGNIFICAÇÃO Outra forma de gerar desequilíbrios é a interferência nas cadeias alimentares através do constante lançamento, no ambiente, de subprodutos da indústria química ricos em metais pesados, como chumbo e mercúrio, materiais radioativos e de moléculas sintéticas, como plásticos, detergentes e pesticidas. Essas substâncias, por não serem biodegradáveis, aos poucos vão se acumulando no ambiente. Algumas delas, quando ingeridas pelos seres vivos, tendem a concentrar-se ao longo das cadeias alimentares e, consequentemente, os últimos níveis tróficos tornam-se os mais preju-dicados. Esse fenômeno é conhecido como biomagnificação, ou magnificação trófica, e apre-senta-se como resultado da absorção seletiva de uma substância pelos tecidos do organismo. Por exemplo, a glândula tireóide separa seletivamente o iodo da corrente sangüínea. Desta maneira, quando o iodo 131 (radioativo) está presente no sangue, é absorvido seletivamente pela glândula. Da mesma forma, o estrôncio 90 e o césio 137 concentram-se nos ossos, os pesticidas organoclo-rados nas gorduras, etc. Um dos primeiros estudos sobre esse fenômeno foi o do Lago Clear, na Califórnia, quando o uso do TDE2 levou ao desaparecimento de aves como o mergulhão na região. Na figura 5.7, através da pirâmide de biomassa, pode-se observar a concentração do TDE na cadeia alimentar. Neste caso, a taxa de amplificação do tóxico da água para a ave chegou a 180.000 vezes. A taxa de amplificação é a razão entre a concentração no último nível trófico da cadeia e a concentração no ambiente, se este dado estiver disponível, ou a concentração no primeiro nível trófico.

Figura 5.7: Pirâmide de biomassa do Lago Clear, na Califórnia (concentração de TDE em ppm). (CHARBONNEAU, J. P. et al, 1979)

Deste fenômeno constata-se que os animais predadores e os superpredadores, situados no topo das cadeias alimentares, são os mais ameaçados. O homem, pelo seu regime alimentar, é um su-perpredador, encontrando-se também ameaçado de intoxicações. Com base nesta constatação, muitos países proíbem a produção e comercialização de pesticidas organoclorados, uso de metais pesados como o mercúrio e controlam a exposição às radiações ionizantes. Os desequilíbrios também podem ocorrer devido: (a) às alterações do ambiente que impeçam a camuflagem de determinadas espécies, expondo-as ao seus inimigos, ou que estas encontrem na nova paisagem alimento e abrigo; (b) ao uso de inseticidas que diminuem ou eliminam espécies polinizadoras, levando ao desaparecimento de vegetais e, consequentemente, de animais; (c) ao lançamento de esgotos, ricos em matéria orgânica, nos corpos d’água, favorecendo as bactérias aeróbias em detrimento dos peixes, dentre outros. 2 Abreviatura usual do inseticida organoclorado tetraclorodifeniletano (C14H10Cl4)


5.7. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 5 1. Explique por que, apesar de terem a mesma estrutura de funcionamento, os ecossistemas dife-

rem entre si. 2. Que posição ocupa o onívoro numa teia alimentar? Dê exemplo de uma teia incluindo duas

espécies onívoras que você conheça. 3. Descreva o que você observa na figura 5.1 deste capítulo. Qual a importância da sucessão eco-

lógica para os ecossistemas. 4. Observe a cadeia alimentar: planta →→→→ larva de mosca de fruta →→→→ protozoário. Esquemati-

ze as pirâmides de números, energia e biomassa. De que tipo é essa cadeia ? 5. Qual a vantagem das teias alimentares para os ecossistemas? 6. Explique porque quanto mais próximo do produtor mais consumidores podem ser mantidos

num ecossistema. 8. Suponha que a produção primária líquida das plantas de uma região seja de 1.000 cal/m2.dia.

Considere agora uma área de 100 m2 nessa região. a) Que energia pode ser transferida para os consumidores: PB ou PL ? Por que ? b) Qual a produção líquida total dessa área ? c) Se a população de herbívoros ingerir diariamente 100.000 cal, qual será a produção se-

cundária ? d) Poderia viver nessa região uma população de herbívoros que ingerisse diariamente

mais do que 100.000 cal ? Por que ? 9. A relação PB / R para três florestas distintas é: 3,0; 2,0 e 1,0.

a) Qual dessas três florestas já atingiu o clímax ? Por que ? b) Quais podem manter novas populações de consumidores ? c) Qual dessas comunidades está em estágio menos avançado da sucessão ecológica? Jus-

tifique sua resposta. 10. Parte de uma floresta foi queimada e transformada em pastagem. Usando adjetivos como

simples/complexo, pequeno/grande, etc., compare estes dois ecossistemas em termos de: bio-diversidade, biomassa total, teia alimentar, relação produção/consumo e estabilidade.

11. Por que os ecossistemas sucessionais são mais susceptíveis às pragas ? 12. Observe a concentração de estrôncio 90 na cadeia alimentar de um lago (água - 1ppm):

plantas aquáticas (280 ppm) →→→→ peixes herbívoros (950 ppm) →→→→ perca (3.000 ppm) (a) Que fenômeno se observa ? (b) Descreva brevemente o fenômeno ? (c) Qual a taxa de amplificação do estrôncio ?


6. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

ntende-se por ciclo biogeoquímico o movimento cíclico de elementos químicos entre o meio biológico e o ambiente geológico. Todos os 30 a 40 elementos necessários ao desen-

volvimento dos seres vivos circulam na biosfera. No quadro 6.1, encontram-se relacionados os elementos químicos mais presentes nos tecidos vivos, relacionando-os com a sua proporção na crosta terrestre.

Quadro 6.1: Elementos químicos mais presentes nos seres vivos (% por pêso).

Elemento

Símbolo

Homem

Crosta terrestre

Pé de milho

Oxigênio O 65,0 49,0 75,0 Carbono C 18,0 0,09 13,0 Hidrogênio H 10,0 0,88 10,0 Nitrogênio N 3,3 0,03 0,45 Cálcio Ca 1,5 3,4 0,07 Fósforo P 1,0 0,12 0,06 Potássio K 0,35 2,4 0,28 Enxofre S 0,25 0,05 0,05 Sódio Na 0,24 2,6 traços Cloro Cl 0,19 0,19 0,04 Magnésio Mg 0,05 1,9 0,06 Ferro Fe 0,005 4,7 0,03 Manganês Mn 0,0003 0,08 0,01 Silício Si traços 25 0,36

Fonte: BIOLOGIA – BSCS: VersãoVerde, vol.1, 1979. Para a ecologia, o fator mais importante de um ciclo biogeoquímico constitui-se no fato de que os componentes bióticos e abióticos aparecem intimanente entrelaçados. Todos os ciclos biogeo-químicos incluem seres vivos; sem a vida, os ciclos biogeoquímicos cessariam e, sem eles, a vida se extinguiria. As seguintes características podem ser observadas nos ciclos biogeoquímicos: ♦ um depósito "geológico" (atmosfera ou litosfera); ♦ inclusão de seres vivos (vegetais, animais e microrganismos); ♦ câmbios químicos; ♦ movimento do elemento químico desde o meio físico até os organismos e seu retorno a este. Os ciclos biogeoquímicos podem dividir-se em dois tipos básicos: ♦ ciclos (de nutrientes) gasosos, cujo depósito ou reservatório geológico é a atmosfera. Exem-

plos: ciclo do carbono, do oxigênio e do nitrogênio. São ciclos relativamente rápidos e fecha-dos, onde não existe quase nenhuma perda de elementos nutrientes durante o processo de re-circulação;

E


♦ ciclos (de nutrientes) sedimentares, têm como reservatório geológico as rochas sedimenta-res. Exemplo: o ciclo do fósforo e do enxofre. Estes são considerados ciclos lentos, posto que os depósitos sedimentares são pouco acessíveis aos organismos, uma vez que, para que os e-lementos cheguem até eles, as rochas devem ser intemperizadas e, posteriormente, transporta-das ao solo.

A interferência do homem nos ciclos biogeoquímicos dá-se basicamente pela utilização do ar, da água ou do solo como sumidouro de seus despejos. Muitas substâncias são tóxicas, atacam o sis-tema respiratório de plantas e animais, causam danos aos tecidos das folhas, destroem os micror-ganismos dos solos, alteram as trocas gasosas, contribuindo para inibir o desenvolvimento da vi-da nesses ambientes. O homem também contribui para tornar o processo acíclico, quando, por exemplo, extrai e trata rochas fosfatadas, produzindo fertilizantes fosfatados que são usados na agricultura. Posteriormente, estes atingem os corpos d'água, concorrendo para o processo de eu-troficação, provocando sérios desequilíbrios nas águas. 6.1. CICLO DO CARBONO O carbono é o principal constituinte de qualquer matéria orgânica, sendo portanto essencial à vi-da na Terra. Encontra-se disponível no ar atmosférico ou dissolvido nas águas, na forma de gás carbônico. O CO2 entra na composição do ar atmosférico com apenas 0,03%. Entretanto, esta quantidade é suficiente para manter toda a vida na Terra, uma vez que se mantém em contínua reciclagem, através do seu ciclo, conforme esquematizado na figura 6.1. Inicialmente, o CO2 é fixado por vegetais, algas e bactérias na fotossíntese, formando carboidratos e liberando oxigê-nio. Os carboidratos são degradados pela respiração e o carbono é devolvido ao meio na forma de CO2. Uma fração do CO2 do ar combina-se com a chuva formando ácido carbônico (H2CO3). No solo, este passa a bicarbonato (HCO3

-) e, posteriormente, a carbonato (CO3=). Este reage com os

ácidos existentes no solo, liberando CO2 para a atmosfera.

Figura 6.1: Ciclo do carbono (SILVA, T. B. e OLIVEIRA, W. B. 1992)


Algumas vezes, o ciclo do carbono é interrompido e o retorno do mesmo à atmosfera pode levar milhões de anos. É o caso dos compostos de carbono que não foram atacados pelos decomposito-res e permanecem armazenados no subsolo sob a forma de carvão fóssil e petróleo, ou nas rochas formadas por conchas e esqueletos de animais. A queima dos combustíveis fósseis devolve o carbono ao ciclo, na forma de CO, CO2 e diversos hidrocarbonetos. Reações posteriores levam o CO a CO2 e os hidrocarbonetos a CO2 e H2O. A queimada, o desmatamento e a queima de combustíveis fósseis são atividades que interferem diretamente no ciclo do CO2. Porém, maior atenção deve ser dada às águas, pois 80% da produ-ção fotossintética vem das algas marinhas e de água doce. A poluição das águas, com destruição do fitoplâncton, pode desequilibrar todo o ciclo do carbono. 6.2. CICLO DO OXIGÊNIO O maior reservatório de oxigênio é o ar atmosférico, do qual constitui cerca de 20%. Está presen-te tanto no mundo orgânico como no inorgânico. Neste, entra na constituição dos minerais e das rochas. No mundo orgânico, é essencial à vida, uma vez que entra na composição dos tecidos vivos e é imprescindível para a respiração. É através da respiração de vegetais, animais e micror-ganismos que o oxigênio é retirado da atmosfera e devolvido na forma de gás carbônico (CO2) e água. Mesmo os organismos anaeróbios participam do ciclo, uma vez que retiram o oxigênio da matéria orgânica devolvendo-o ao meio na forma de CO2. Água e gás carbônico, pela ação dos autótrofos, são retirados do ambiente e devolvidos na forma de carboidratos (alimento) e oxigê-nio, através da fotossíntese. No ar, tanto a H2O como o CO2 entram nos seus respectivos ciclos e ambos contém oxigênio, que faz parte do ciclo total. Desse modo, pode-se notar que o ciclo do oxigênio está intimamente relacionado com os ciclos do carbono e da água. O fator mais recente que afeta o ciclo do oxigênio na biosfera e o balanço de oxigênio na terra, é o próprio homem. Além de inalar oxigênio e de exalar dióxido de carbono, o homem contribui para diminuir o nível de oxigênio e aumentar o de dióxido de carbono pela queima de combustí-veis, o desmatamento e pavimentação de terras anteriormente verdes. 6.3. CICLO DO NITROGÊNIO O nitrogênio é importante pela sua participação fundamental na composição das proteínas, as quais, por exemplo, representam aproximadamente 16% do corpo humano. O N2 encontra-se disponível no ar atmosférico na proporção de 79% mas, apesar dessa abundância, são poucos os organismos que conseguem fixá-lo: nos solos, é fixado pelas bactérias do gênero Rhizobium e Nitrobacter que vivem em mutualismo com plantas leguminosas, e, nas águas, pelas algas azuis do gênero Nostoc. Além da fixação biológica, pode ocorrer fixação atmosférica e industrial, quando o nitrogênio é transformado em nitrato ou ácido nítrico, que fica no ambiente à disposi-ção dos vegetais. Estes absorvem o nitrogênio fixado, transformando-o em proteínas; a passagem para os animais inicia-se com os herbívoros. Plantas e animais mortos, juntamente com as excreções, são transformados, pelos organismos da putrefação (bactérias e fungos), em amônia (NH3) num processo denominado amonificação. A amônia é utilizada pelas bactérias Nitrosomonas que a oxidam, produzindo nitrito (NO2

-) e este é


transformado em nitrato (NO3-) pelas bactérias Nitrobacter. Após a nitrificação, dissolve-se nas

águas ou permanece nos solos, de onde é absorvido pelas plantas ou sofre desnitrificação por a-ção de bactérias, voltando ao ar atmosférico (Figura 6.2).

Figura 6.2: Ciclo do nitrogênio (SILVA, T. B. e OLIVEIRA, W. B. 1992).

O nitrogênio fixado que não é absorvido pelos vegetais, pode ser transportado para os mares, in-do constituir sedimentos profundos nos oceanos, podendo sair de circulação por milhões de anos, só voltando ao ciclo pelas erupções vulcânicas. Não fosse a atividade vulcânica em determinados ambientes, talvez ocorressem problemas devidos à falta de proteínas para a alimentação humana. 6.4. CICLO DA ÁGUA A água representa o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva. O homem possui 65% do seu peso constituído de água e alguns animais chegam a ser formados de 99% desse composto. O ciclo da água consiste basicamente na evaporação da água das camadas líquidas su-perficiais do solo, por efeito da ação dos raios solares. Seguindo-se a formação de nuvens e sua condensação e precipitação sob a forma de chuva, granizo ou neve. Uma parcela da água que se precipita sobre o solo infiltra-se, promovendo a sua rehidratação e o recarregamento das reservas freáticas. Uma outra parcela, escoa superficialmente formando os córregos, rios e lagos. A pro-porção, de água de escoamento superficial em relação à infiltração é influenciada fortemente pela ausência ou presença de cobertura vegetal, uma vez que esta constitui barreira ao rolamento livre, além de tornar o solo mais poroso. A parcela de água que se precipita sobre a hidrosfera participa do ciclo curto e a que cai sobre a litosfera compõe o ciclo longo. Os organismos terrestres podem obter água em vários pontos deste ciclo. As plantas a retiram do solo, enquanto que a maioria dos animais a ingere. Por outro lado, vegetais e animais devolvem água para a atmosfera: os vegetais principalmente pelas folhas; os animais, através da pele e pe-los sistemas respiratório, digestivo e urinário.


A vegetação exerce, por sua vez, função importante com relação à devolução da água de infiltra-ção através da evapotranspiração, acelerando muito os processos de simples evaporação. Consi-derando-se a proporção que representa o somatório da superfície das folhas em relação à superfí-cie do solo, é fácil avaliar-se o papel acelerador desempenhado pela vegetação em relação à transferência de umidade do solo para a atmosfera. Além disso, o sistema radicular de árvores e arbustos, podendo atingir dezenas de metros de profundidade, constitui um mecanismo de alta eficiência em relação a esse transporte, permitindo a movimentação rápida de enormes volumes de água. Daí a importância fundamental da cobertura vegetal, com relação à manutenção da umi-dade atmosférica, regularidade das chuvas e outros fatores eco-metereológicos. Todos os ciclos biogeoquímicos relacionam-se intimamente com o ciclo da água e o fluxo ener-gético através da biosfera. De uma forma ou de outra, a água constitui o meio principal para a circulação de nutrientes. O calor solar que determina a formação de correntes atmosféricas, per-mitindo a precipitação e evaporação no ciclo da água, proporciona também a energia para que os organismos vivos, principalmente os vegetais, possam manter em movimento os ciclos dos nutri-entes. Estes últimos, requerem o fluxo da água para manterem-se. 6.5. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 6 1. Conceitue ciclo biogeoquímico e enumere as suas principais características. 2. Como o homem interfere nos ciclos biogeoquímicos ? 3. A concentração de CO2 atmosférico é mais baixa ao meio dia e mais alta à noite. Usando o

ciclo do carbono, explique como isto é possível. 4. Como a queima de combustíveis fósseis pode influenciar o ciclo do carbono ? 5. As águas de profundidade são ricas em nutrientes. O ‘Projeto Cabo Frio’, no Rio de Janeiro,

tem como um de seus objetivos bombear água de profundidade para a superfície. Com base nos ciclos biogeoquímicos, explique de que modo isso poderia ser benéfico para a população de pescadores da região.

6. A água que se usa dia a dia pode eventualmente ir para o oceano. Descreva o caminho dessa água dentro do seu ciclo, enumerando suas etapas.

7. Explique como a cobertura vegetal pode influenciar no ciclo da água.


7. DISTRIBUIÇÃO DOS ECOSSISTEMAS

s várias regiões do planeta possuem características próprias, desenvolvendo-se nela flora e fauna típicas, sejam terrestres ou aquáticas, constituindo ecossistemas. A forma mais co-

mum de estudar os ecossistemas é através da identificação de formações vegetais, associando-se a estas os animais, como uma unidade biótica. Cada combinação distinta de plantas e animais, formando uma comunidade clímax, é chamada bioma. A biosfera é constituída de dois tipos de biomas: os aquáticos e os terrestres. 7.1. BIOMAS AQUÁTICOS Os biomas aquáticos podem ser de água doce ou de água salgada. Os ecossistemas de água sal-gada, ou talássicos (mares e oceanos), têm como principais características: tamanho (≈70% da superfície), salinidade (≈35 gramas/litro), marés, correntes, temperatura (-2oC a 32oC), nutrientes minerais, profundidade e luminosidade. Os ecossistemas de água doce, ou límnicos (rios, ria-chos, lagos, lagoas, represas), têm como principais características: temperatura, turbidez, tensão superficial, movimentos das águas, gases (O2 e CO2) e sais minerais dissolvidos (nutrientes). Es-tes podem ser divididos em dois grupos: ecossistemas lênticos ou de água parada, como os lagos, as lagoas, as represas e os pântanos; ecossistemas lóticos ou de água em movimento, como as nascentes, os córregos, os riachos e os rios. No quadro 7.1, listam-se algumas classificações de interesse para o estudo dos ecossistemas aquáticos.

Quadro7.1: Classificações inerentes aos ecossistemas aquáticos.

Classificação baseada na quantidade de nutrientes:

Eutróficos • Apresentam águas ricas em nutrientes minerais e com alta produtivida-

de. Mesotróficos • Águas que apresentam valores intermediários entre eutrófico e oligotró-

fico. Oligotróficos • Apresentam águas pobres em nutrientes minerais e com baixa produtivi-

dade.

Divisão do ecossistema baseada na temperatura:

Epilímnio • Camada superior dos lagos, onde a água é mais quente e circulante, rica em oxigênio.

Termoclino • Camada intermediária, caracterizada por uma rápida variação na tempe-ratura e no oxigênio com o aumento da profundidade.

Hipolímnio • Camada inferior dos lagos, onde a água é mais fria e não circulante, po-bre em oxigênio.

A


Divisão do ecossistema baseada na quantidade de luz solar:

Eufótica • Zona iluminada do ecossistema, onde a produtividade primária é intensa. Disfótica • Zona fracamente iluminada. Afótica • Zona totalmente obscura, onde é ausente a vida vegetal, predominando a

fauna de carnívoros.

Classificação dos organismos aquáticos:

Plânctons • Organismos flutuantes, que se deixam transportar pelas correntes. Divi-dem-se em: fitoplâncton (algas unicelulares) e zooplâncton (pequenos a-nimais).

Néctons • Organismos que vivem em plena água, que são capazes de se deslocar ativamente contra as correntes (peixes, tartarugas).

Bêntons • Organismos que vivem fixos no fundo, sobre outros organismos ou den-tro do lodo do fundo (vermes).

7.2. BIOMAS TERRESTRES Os biomas terrestres têm o clima (temperatura e precipitação) e o solo como principais responsá-veis pela sua formação. Representam aproximadamente 30% da biosfera e apresentam grandes variações de temperatura, umidade, luz, pressão, etc. e grande variedade florística e faunística, que dão origem aos mais variados tipos de ecossistemas: florestas, campos, montanhas, desertos, mangues, praias, ilhas, solos e cavernas (Quadro 7.2). Com base nestes tipos de ecossistemas, na biosfera podem ser identificados os seguintes biomas terrestres: tundra, taiga, floresta temperada, floresta tropical, campos e desertos.

Quadro 7.2: Tipos e características de ecossistemas terrestres.

Tipo

Características

Florestas • Apresenta vegetação contínua de árvores; temperatura mais ou menos constante; grande umidade; pouca luz e poucos ventos; fauna diversificada com adaptações como bico, garras, cauda longa; olfato e audição muito apu-rados.

Campos • Sem árvores ou com árvores espaçadas; predomínio de gramíneas; baixa umidade; temperatura variável (alta durante o dia e baixa à noite); muita luz e muitos ventos; animais euritérmicos, miméticos, de hábitos noturnos; na fauna guarás, tamanduás, emas, cobras, ratos, lagartos, cupins, formigas.

Montanhas • Vegetação variável; menor teor de oxigênio; radiação solar mais intensa; baixa temperatura; fauna pobre com animais fortemente pigmentados, con-trastando muitas vezes com o branco da neve nos picos; a fauna de vicunha, lhama, condor, cabrito-montês, águia.


Desertos • Vegetação composta de ombrófitas e xerófitas; palmas e gramíneas nos

oásis; baixa umidade; chuvas irregulares com precipitações anuais abaixo de 250 mm; ventos fortes; grande intensidade luminosa; grandes variações de temperatura; muito frio como o de Gobi, na Ásia, ou muito quente como o Saara, na África; na fauna de desertos frios, encontra-se rena, urso-branco, boi-almiscarado e pingüim; nos desertos quentes, camelo, cobra, lagarto, gazela e rato.

Mangues • Regiões sujeitas à invasão do mar; solo lodoso; vegetação de halófitas e hidrófitas; rica em crustáceos (caranguejo).

Praias • Regiões de transição entre ecossistemas aquáticos e terrestres; salinidade elevada nas praias de mar; vegetação pobre próxima do mar, porém mais rica na restinga, com gramíneas, coqueiros, cajueiros, pitangueiras, cactos, bromélias; fauna composta de caranguejos, pulgas-d’água, moluscos, barati-nhas.

Ilhas • Oceânicas: fauna e flora apresentam verdadeiro endemismo, devido ao afas-tamento dos continentes; • Continentais: flora e fauna semelhantes às dos continentes.

Solos • Apresentam baixas flutuações de temperatura, luminosidade, evaporação, ventos e umidade; ecossistemas típicos onde vivem bactérias, fungos, algas, vermes, protozoários, anelídeos, formigas, cupins e roedores; uma colher de chá de solo fértil pode conter 5 bilhões de bactérias, um milhão de protozoá-rios e 200 mil algas e fungos.

Cavernas • Ausência de luz e de ventos; alta umidade; temperatura constante; flora paupérrima; fauna composta de animais despigmentados, olhos atrofiados ou adaptados à visão noturna, com tato e audição muito aguçados: tatuzi-nhos, carrapatos, aranhas, escorpiões, morcegos, corujas e insetos.

7.3. BIOMAS BRASILEIROS As principais zonas fitogeográficas (Figura 7.1) do país podem ser estudadas sob o prisma de u-nidades bióticas ou biomas, a saber: Cerrado, Caatinga, Pantanal, Floresta Atlântica, Mata de Araucárias, Campos, Banhados, Cocais, Mangues, Restingas e Floresta Amazônica. As dimensões continentais do país, associadas à grande variedade de fatores ecológicos combinados, favorecem a essa diversidade de paisagens, que se apresentam nas várias regiões Norte, Nordeste, Sul, etc. A descrição de cada bioma pode ser facilmente encontrada em livros sobre meio ambi-ente e ecologia. A seguir tem-se comentários sobre alguns desses biomas. A Floresta Amazônica, maior floresta tropical do mundo, cobre quase metade do território bra-sileiro (área sete vezes maior que a da França). Tem suas maiores riquezas no seu sistema hídri-co, por onde corre 1/5 de toda a água doce do planeta, e na sua biodiversidade. Estima-se que 20% de todas as espécies vivas do planeta convivam neste ecossistema, sendo 20 mil de vegetais superiores, 1.700 de peixes, 300 de mamíferos, 1.300 de pássaros e dezenas de milhares de inse-tos, outros invertebrados e microrganismos. Berço de inúmeras civilizações indígenas - Yanoma-ni, Tukano, Caiapó, Tikuna, Manaó, Guanavena, etc., muitas já extintas, é também fonte de ma-térias primas alimentícias, medicinais, florestais, energéticas e minerais. Boa parte destas rique-zas ainda não foi catalogada, porém milhares de espécies desaparecem a cada ano em virtude da devastação da floresta para exploração de ouro, cobre, ferro, manganês, cassiterita, bauxita, etc., implementação de grandes projetos agropecuários, usinas hidrelétricas, grandes indústrias (ferro


gusa, alumínio), construção de grandes rodovias (Transamazônica), caça e pesca predatórias. Du-rante muito tempo, atribuiu-se à Amazônia o papel de “pulmão do mundo”. Hoje, sabe-se que o balanço de oxigênio na floresta é praticamente nulo. No entanto, acredita-se que tenha importan-te papel na estabilização do clima do planeta, como ‘condicionador de ar”. Neste contexto, a der-rubada e queima da floresta pode contribuir para o aumento do ‘efeito estufa’.

Figura 7.1: Biomas Brasileiros.

Muito semelhante à Floresta Amazônica, a Floresta Atlântica cobria aproximadamente 12% do território brasileiro. Hoje porém, está reduzida a menos de 10% de sua cobertura primitiva, apre-sentando-se em alguns Estados como manchas desprovidas de espécies arbóreas mais valiosas, chamadas de matas catadas. Segundo os botânicos, este ecossistema apresenta a maior diversi-dade de vegetais do planeta, 150 espécies por hectare (as Florestas Temperadas apresentam 10 espécies por hectare). Considerado um dos mais importantes ecossistemas do planeta pela sua biodiversidade, é também um dos mais ameaçados, devido às grandes concentrações urbanas, atividade portuária, agroindústria de açúcar e álcool, papel e celulose, siderúrgicas, polos petro-químicos, transporte de combustíveis em oleodutos e gasodutos, expansão urbana desordenada na faixa litorânea e mineração de granito, calcário e areia. As Restingas como os Mangues, estendem-se por quase toda a costa brasileira. Os mangues são ecossistemas de alta produtividade, criadouro e refúgio permanente e temporário de muitas espé-cies de peixes, crustáceos, moluscos e aves. Pela sua importância como berçário da vida marinha, sem manguezais a vida dos oceanos estaria ameaçada. As restingas com suas variedades de vege-tação, à medida que avança para o interior do continente, têm papel fundamental na fixação das dunas. A presença humana através de especulação imobiliária, a extração da lenha para produção do carvão, a construção de grandes vias costeiras, projetos agrícolas para produção de cana e a-bacaxi e extração de areia, têm contribuído para a degradação desse ecossistema. A localização dos manguezais coincide com a área de maior interesse para a ocupação humana, causando a su-perexploração dos seus recursos naturais, alteração da rede de drenagem, poluição por derrama-mento de petróleo e sua conversão em áreas industriais e urbanas.


Os Campos ou Pampas, característicos da região sul do país, pela sua constituição florística, são ideais para o desenvolvimento da pecuária, tornando-se a região detentora do maior rebanho bo-vino do país. A atividade pecuária, aliada ao plantio de soja e trigo e à prática da queimada, tem contribuído para a degradação desses ecossistemas. Hoje restrita ao Estado do Paraná e Santa Catarina, a Mata de Araucárias, que forneceu madeira para os mais diversos usos humanos, é, atualmente, um ecossistema praticamente extinto, substi-tuído por plantações de eucaliptus e pinus, que oferecem madeira de qualidade inferior, mas de corte mais rápido. O Pantanal, característico pelas duas estações bem definidas - inverno e verão - e pela mistura de floras, abriga a maior densidade faunística das Américas, representada por 650 espécies de aves, 230 de peixes, 80 de mamíferos, 50 de répteis e, dentre os insetos, são mais de mil espécies de borboletas já catalogadas. A atividade humana se faz presente no pantanal principalmente a-través das grandes fazendas de gado (pecuária extensiva), pesca predatória, caça do jacaré (cou-reiros), garimpo de ouro e pedras preciosas nos rios Paraguai e São Lourenço, turismo e migra-ção desordenados e predatórios, manejo inadequado dos cerrados, resultando no assoreamento e contaminação das águas pantaneiras. Seca prolongando-se por nove meses ou mais, baixas precipitações médias anuais, predomínio de plantas xerófitas e arbustos esbranquiçadas na seca (Caatinga = mata branca), são características da Caatinga. Representa 11% do solo do país, cobrindo mais de 70% da região nordeste. O rio São Francisco é o corpo d’água mais importante, tendo no seu vale a região mais produtiva desse ecossistema. O uso humano desordenado da caatinga vem deixando suas marcas, muitas vezes irreversíveis, como a desertificação. Suas ações se fazem presentes através dos grandes latifún-dios, da prospecção e exploração da água subterrânea e de combustíveis fósseis, de siderúrgicas, olarias e outras indústrias, formação de pastagens, grandes projetos de irrigação e drenagem mal conduzidos e exploração da lenha como combustível. Os Cerrados característicos da região central do país, cerca de 25% do território brasileiro, tem a queimada natural como importante fator ecológico e quase todas as plantas têm adaptações para se defender. Após o fogo, muitas espécies florescem e as folhas novas atraem herbívoros das re-giões de vegetação seca, garantindo assim o seu desenvolvimento. A ocupação humana dos cer-rados nos últimos quarenta anos, acelerou os processos de degradação pela implantação de gran-des projetos agropecuários, expansão urbana desordenada, invasão de reservas indígenas, grandes olarias, indústria de transformação (carvão, cimento), garimpo de ouro e pedras preciosas. 7.4. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 7 1. Que são biomas ? Como se dividem os biomas da Terra ? 2. Quais as principais carcterísticas dos biomas talássicos ? 3. Explique porque a zona eufótica das águas é a que detém a maior produtividade. O mesmo

para águas eutróficas. 4. Classifique os organismos aquáticos quanto a sua distribuição nas águas. 5. Cite pelo menos três diferenças básicas entre um ecossistema de floresta e um deserto. 6. Enumere os principais biomas terrestres.


7. Desenhe o mapa do Brasil e localize os principais biomas brasileiros. 8. Explique como a queimada pode atuar como fator ecológico contribuindo para a conservação

dos cerrados. 9. Para cada um dos biomas brasileiros, identifique três atividades humanas que contribuem para

a sua degradação.


8. ECOSSISTEMAS HUMANOS

s necessidades e desejos da população humana em expansão têm requerido um controle ambiental intenso. Deste modo, a intervenção do homem tem criado ambientes completa-

mente novos, que podem ser denominados Ecossistemas Humanos. Estas áreas intensivamente controladas, especialmente as cidades, têm tido êxito em resguardar os habitantes humanos dos rigores do mundo externo, a tal grau que algumas pessoas questionam o fato destas áreas dependerem das propriedades de manutenção da vida dos ecossistemas natu-rais da terra. Mas, considerando-se os ecossistemas ou ambientes humanos, de pronto constata-se que estes não existem isoladamente, e sim que dependem, como qualquer outro ecossistema, de uma fonte externa de energia, dos diferentes ciclos e das complicadas inter-relações com os ecossistemas naturais. Do ponto de vista humano, a biosfera pode ser dividida em quatro classes gerais de ecossistemas: ♦ classe 1 - Ecossistemas Naturais Maduros: aparecem, mais ou menos, em seus estados natu-

rais e, geralmente, não são empregados nem habitados pelo homem. Exemplo: as áreas silves-tres, as montanhas e os oceanos;

♦ classe 2 - Ecossistemas Naturais Controlados: ecossistemas que o homem controla para uso recreativo, estudo, pesquisa ou preservação de recursos naturais. Exemplo: os parques, reser-vas, as áreas de caça, as estações ecológicas, etc. (ver Unidades de Conservação do IBAMA );

♦ classe 3: Ecossistemas Produtivos ou Exportadores: ecossistemas que o homem emprega para a produção de alimentos ou de outros recursos naturais. Exemplo: as granjas, os ranchos de gado, as minas, etc. O homem cria estes ecossistemas com o objetivo de obter a máxima produtividade da área, geralmente mediante o aumento de uma ou duas espécies de organis-mos. Sob esse ponto de vista, tais ecossistemas são eficientes, mas tornam-se ineficientes quando analisados sob o ponto de vista da quantidade de energia gasta para irrigação, fertili-zação, controle de pragas e da simplificação dos mesmos que resulta na sua instabilidade;

♦ classe 4 - Ecossistemas Urbanos ou Importadores: ecossistemas nos quais o homem vive e trabalha, exercendo um controle mais intensivo. Requer entradas constantes e produz saídas contínuas. Exemplo: as áreas industrializadas, as cidades, os povoados, etc.

O homem começou a criar os ecossistemas urbanos, que chamou de cidades, quando descobriu que a agricultura lhe permitia estabelecer áreas permanentes para viver e armazenar seus produ-tos, bem como era possível satisfazer suas necessidades tanto biológicas (de ar, água, energia, alimento, abrigo e áreas para eliminar desperdícios), como culturais (de política, economia, tec-nologia, transporte, comunicação, educação, atividades sociais e intelectuais e os sistemas de proteção e segurança). Estima-se que aproximadamente 20% da população mundial vive em e-cossistemas urbanos de mais de 100.000 habitantes. À medida que aumenta o tamanho das cidades, cresce também a sua complexidade. O homem tem desenvolvido sistemas muito complexos, elaborados para controlar a terra, a água e o fluxo energético através deles. Mas, apesar de toda influência humana, as cidades ainda constituem e-cossistemas e, como todos os ecossistemas, também são sistemas abertos. Para continuar existin-

A


do, devem receber do ambiente externo alimentos, combustíveis, materiais, ar e água. Posterior-mente, estas entradas são controladas, transformadas, armazenadas e, finalmente, expelidas como uma corrente na qual se incluem produtos de desperdícios, ar viciado, água impura e produtos úteis da tecnologia, educação e cultura. Mesmo com toda a tecnologia de controle, os ecossistemas urbanos têm se tornado fontes de au-mento da instabilidade na biosfera. Algumas dessas razões tornam-se visíveis quando se analisa o quadro 8.1.

Quadro 8.1: Comparação entre os ecossistemas naturais e urbanos.

Ecossistemas Naturais

Ecossistemas Urbanos

Energia • São sustentados por fonte ilimitada de e-nergia: radiação solar.

• Atualmente, sustentados por uma fonte finita de energia: combustíveis fósseis.

• Não acumulam energia em excesso. • O consumo excessivo de combustíveis fósseis libera muito calor para a biosfera e altera a temperatura.

• Nas cadeias alimentares, cerca de dez ca-lorias de um organismo são necessárias para produzir uma caloria de outro (10:1).

• Nas cadeias alimentares, são necessárias cem calorias de combustível fóssil para pro-duzir dez calorias de alimento, que produ-zem uma caloria no homem (100:1)

Evolução • A evolução biológica adapta todos os or-ganismos e o seu sistema de suporte aos processos que sustentam a vida.

• A evolução cultural, atualmente, subordina os organismos e os sistemas de suporte da Terra aos processos que sustentam a tecno-logia.

População • Mantém os níveis de população dentro dos limites estabelecidos pelos controles e ba-lanços naturais, incluindo fatores como ali-mento, abrigo, doenças e presença de inimi-gos naturais.

• Permite que as populações cresçam mais rapidamente que a capacidade de aumentar a disponibilidade de alimentos e abrigo, e e-limina inimigos naturais e doenças via bio-cidas e medicamentos.

Comunidade • Apresenta uma grande diversidade de es-pécies que vive nos limites do local dos re-cursos naturais.

• Tende a excluir a maioria das espécies e é sustentada por recursos provenientes de ou-tras áreas .

• Tende a ser mais regularmente dispersa no ecossistema.

• Tende a se concentrar em locais determi-nados pela proximidade de grandes corpos d’água ou pela conveniência da rede de ser-viços. Em certos países 95% da população habita em 5% da área.

Interação • As comunidades são organizadas em torno das interações de funções biológicas e pro-cessos. A maioria dos organismos interage com uma grande variedade de outros orga-nismos.

• As comunidades são organizadas, de modo crescente, em torno de interações de funções e processos tecnológicos.


Equilíbrio • São imediatamente governados por pro-cessos comuns, naturais, de controle e equi-líbrio, incluindo a disponibilidade de luz, alimentos, água, oxigênio, habitat e a pre-sença ou ausência de inimigos naturais e doenças.

• São governados por um conjunto de com-petições de controle cultural e equilíbrio, inclusive de ideologia, costumes, religião, leis, políticas e economias. Esse acordo con-sidera um pouco, ou não considera, os re-querimentos para a sustentação da vida, que não seja a humana.

Fonte: FREIRE DIAS, G. (1992) Na realidade, à medida que a população humana tem se desenvolvido, os ecossistemas das clas-ses 2, 3 e 4 têm aumentado significativamente, em última instância às expensas da classe 1. É necessário que exista um certo equilíbrio entre todas as classes, já que cada tipo é necessário ao homem. São óbvias suas necessidades tanto de ecossistemas urbanos como produtivos (estes não existem isolados). Usualmente, reconhece-se também sua necessidade de parques e outros ecos-sistemas naturais controlados. Mas, geralmente, compreende-se pouco a necessidade que tem o homem de áreas silvestres, já que tradicionalmente as tem considerado como áreas não produti-vas e, portanto, de pouco valor. Os ecossistemas naturais maduros, não devem ser medidos em termos estritamente econômicos. Seus efeitos de limpeza da atmosfera são só um exemplo de seu caráter benéfico para o homem. Tais ecossistemas não só mantêm a si mesmos, mas também têm efeito amortizador nas áreas circundantes. Regulando as correntes e a erosão, melhorando as condições climáticas locais e ab-sorvendo os contaminantes, funcionam pois como um filtro para os ecossistemas empregados mais intensamente. Os bosques e as montanhas ajudam a purificar uma área, da mesma forma que os oceanos diluem os contaminantes que chegam até eles. Se mantêm um equilíbrio, os ecos-sistemas naturais podem absorver e neutralizar a contaminação, tal como fizeram no passado. Se as regiões silvestres se reduzem significativamente, ao mesmo tempo se incrementará a contami-nação e os problemas ambientais se agravarão consideravelmente. Não se sabe por quanto tempo será possível continuar expandindo intensivamente a agricultura e as zonas urbanas, às expensas das paisagens protetoras. A saúde e a sobrevivência de nossos e-cossistemas urbanos e agrícolas relacionam-se, direta e indiretamente, com a presença contínua dos ecossistemas naturais. O problema agora é um problema de equilíbrio: "que limites devem ser impostos ao tamanho e à capacidade de cada uma das classes gerais, de maneira que se mantenha o equilíbrio vital entre o homem e as comunidades naturais?" 3 8.1. UNIDADES DE CONSERVAÇÃO A expansão das atividades humanas indistintamente na biosfera, tem apresentado como conse-qüência a destruição dos hábitats, com extinção de plantas e animais, redução da biodiversidade e quebra do equilíbrio dos ecossistemas. Pensando na necessidade de reverter esse quadro, os paí-ses do mundo inteiro decidiram montar uma rede de proteção, de dimensões planetárias, para a biodiversidade de plantas, animais e microrganismos, e também das nações indígenas. São as chamadas Unidades de Conservação - UC.

3 Sutton, N.B. e Harmon, N.P., Fundamentos de Ecologia, 1979.


Em 1992, existiam no mundo inteiro 8.163 UC em ecossistemas terrestres e aquáticos, totalizan-do 1,5% da superfície da Terra ou 5,1% da extensão territorial dos países (Bridgewater, 1992). No Brasil, existe o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNCN), constituído de Uni-dades Federais de Conservação, de uso direto e indireto (Quadro 8.2), totalizando menos de 4% do território nacional, classificando o país em 9o lugar, dentre os treze países da América Latina.

Quadro 8.2: Unidades Federais de Conservação, de uso direto e indireto*.

Unidades de Conservação

Quantidade

Extensão (km2)

Parques Nacionais 35 97.421 Reservas Biológicas 23 30.444 Estações Ecológicas 41 126.040 Reservas Ecológicas 05 6.530 Áreas de Relevante Interesse Ecológico 10 230 Florestas Nacionais* 21 21.590 Reservas Extrativistas* 09 22.007 Áreas de Proteção Ambiental* 21 17.147 Total 165 321.409

Fonte: Instituto Socio-Ambiental (ISA)

♦ Parques Nacionais - PN. São áreas destinadas à proteção e conservação dos recursos natu-

rais e de valor ecológico, geológico, histórico, arqueológico, paisagístico ou estético, abran-gendo flora e fauna de uma determinada região e aberto ao público. Em 1995, existiam trinta e cinco parques nacionais no país, nove deles localizados na região Nordeste: Chapada Dia-mantina, centro da Bahia; Grande Sertão Veredas, Bahia e Minas Gerais; Lençóis Mara-nhenses, nordeste do Maranhão; Marinho de Abrolhos, a 80 km do litoral sul da Bahia; Ma-rinho de Fernando de Noronha, Pernambuco; Monte Pascoal, sul da Bahia; Serra da Ca-pivara, sul do Piauí; Sete Cidades, norte do Piauí; e Ubajara, noroeste do Ceará.

♦ Reservas Biológicas - RB. São áreas de conservação destinadas à preservação de estoque ge-nético, à conservação de espécimes raros e à pesquisa científica. Das vinte e três reservas bio-lógicas existentes no país em 1995, cinco situam-se no Nordeste: Atol da Rocas, Fernando de Noronha/Pe; Gurupi, no Maranhão; Saltinho e Serra Negra em Pernambuco; e Una na Ba-hia.

♦ Estações Ecológicas - EE. São áreas representativas de ecossistemas brasileiros, de proprie-dade da União, destinadas à realização de pesquisas aplicadas à ecologia, banco genético para reprodução de animais e vegetais e à preservação do meio ambiente da região. Em 1995, exis-tiam 41 estações ecológicas no país, das quais oito estão na região Nordeste: Aiuaba, no sul do Ceará; Mamanguape, na Paraíba; Raso da Catarina, no norte da Bahia; Seridó, no Rio Grande do Norte; Uruçuí-Una, no Piauí; Praia do Peba, em Alagoas; Itabaiana, em Sergi-pe; Ilha dos Caranguejos, no Maranhão.

♦ Reservas Ecológicas - RE. São as formações florestais e as áreas de florestas de preservação permanente nas áreas de pouso das aves de arribação, nos mangues, nas restingas, nas dunas, nas matas ciliares, nas nascentes, nos topos de morros e montanhas.


Entrada Saída

♦ Áreas de Proteção Ambiental - APA. São áreas destinadas à proteção e conservação da qua-lidade ambiental e dos ecossistemas ali existentes, visando à melhoria da qualidade de vida da população local. Não necessita obrigatoriamente ser de propriedade da União. Exemplo: Manguezais da Foz do Rio Mamanguape em Rio Tinto, Pb.

♦ Áreas de Relevante Interesse Ecológico - ARIE. São áreas de características naturais extra-ordinárias ou que abriguem exemplares raros da biota regional. Exemplo: Vale dos Dinossau-ros em Souza, Pb.

8.2 EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 8 1. Considerando o esquema abaixo, responda as questões a, b e c.

a) Mencione algumas entradas; b) Mencione algumas saídas; c) Em que este ecossistema se assemelha aos ecossistemas naturais ?

2. Mencione as quatro classes gerais de ecossistemas da biosfera. 3. Descreva resumidamente um ecossistema urbano. Em que difere dos ecossistemas produtivos

? 4. Compare uma floresta tropical com uma cidade, em termos de: energia, evolução, comunidade

e equilíbrio. 5. Quando o homem cria os ecossistemas produtivos qual é o seu objetivo ? Em que esta classe

de ecossistema é eficiente ? Em que não o é ? 6. Que são Unidades de Conservação ? Enumere as Unidades Federais de Conservação.

Ecossistema Urbano

1Parte ECOLOGIA

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