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ECOLOGIA RELAÇÕES TRÓFICAS Energia: definições básicas Energia: É a capacidade de realizar trabalho. Esta capacidade pode-se manifestar sob várias formas:

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2 ECOLOGIA RELAÇÕES TRÓFICAS

3 Energia: definições básicas Energia: É a capacidade de realizar trabalho. Esta capacidade pode-se manifestar sob várias formas: radiação eletromagnética, energia potencial ou incorporada, energia cinética, energia química (dos alimentos) e calor. 1ª Lei da Termodinâmica: (Conservação da energia) A energia pode ser transformada de um tipo em outro, mas não pode ser criada nem destruída. Exemplos destas transformações: luz em calor, energia potencial em cinética. 2ª Lei da Termodinâmica: (Lei da Entropia) Nenhum processo que implique numa transformação energética ocorrerá espontaneamente, a menos que haja uma degradação de energia de uma forma concentrada numa forma mais dispersa (ou desorganizada). Assim sendo, nenhuma transformação de energia é 100% eficiente. A entropia é uma medida de energia não disponível, que resulta das transformações energéticas. Sua variação é sempre positiva em qualquer transformação

4 Energia nos organismos vivos Os organismos vivos possuem uma característica termodinâmica essencial: eles conseguem criar e manter um alto grau de ordem interna, ou uma condição de baixa entropia, que é obtido através de processos biológicos contínuos e eficientes de dissipação energética.

5 O ambiente energético da biosfera A luz solar que atinge o topo da biosfera iluminada terrestre chega a uma taxa constante, a chamada constante solar (1.94 cal/cm 2.min). Um máximo de 67% da constante solar (~ 1.34 cal/cm².min) pode atingir a superfície terrestre. A radiação solar sofre consideráveis modificações qualitativas e quantitativas ao atravessar a atmosfera terrestre. Tais modificações são influenciadas por vários fatores dentre eles a topografia, a latitude, o clima bem como composição gasosa da atmosfera. A água e o gás carbônico absorvem ativamente a radiação na faixa do infra-vermelho.

6 Ecossistema: histórico Charles Elton (década de 1920): as relações de alimentação ligam os organismos numa entidade funcional única, a comunidade biológica. A. G. Tansley (década de 1930): visualizou as partes físicas e biológicas da natureza juntas, unificadas pela dependência dos animais e das plantas da sua vizinhança física e da sua contribuição à manutenção do mundo físico. A isto denominou de ecossistema. Raymond Lindeman (1942): definiu níveis tróficos e visualizou uma pirâmide de energia.

7 Ecossistema: definições Eugene P. Odum (1953): retratou os ecossistemas como diagramas de fluxo de energia. Hoje em dia, uma definição de ecossistema muito usada em Ecologia seria a seguinte: qualquer unidade que inclua a totalidade dos organismos (comunidades) de uma área determinada, que atuam em reciprocidade com o meio físico de modo que uma corrente de energia conduza a uma estrutura trófica, a uma diversidade biótica e a ciclos biogeoquímicos (Odum, 1977).

8 Ecossistema: aspectos estruturais substâncias inorgânicas (particuladas, dissolvidas) substâncias orgânicas (particuladas e dissolvidas) clima substrato físico (sólido, líquido e gasoso) componentes bióticos produtores consumidores predadores desintegradores regeneradores

9 Ecossistema: aspectos funcionais fluxo de energia cadeias de alimentos diversidade (tempo e espaço) ciclos de nutrientes sucessão e evolução controle (cibernética)

10 Ecologia trófica O estudo das interações tróficas é essencial para o entendimento do que se passa dentro de um ecossistema. Este tipo de estudo demonstra de modo inequívoco o grau de inter-relações existente entre os organismos e aponta os principais elementos na manutenção da estrutura do ecossistema. Uma das formas mais tradicionais de se estudar a ecologia trófica está na identificação das rotas alimentares dentro dos ecossistemas. a) cadeias alimentares; b) teias tróficas; c) pirâmides energéticas e d) matrizes tróficas.

11 Ecologia de processos Eficiências Energéticas: As proporções (ou razões) entre os fluxos de energia em diversos pontos ao longo da cadeia de alimentos, quando expressas em percentuais. Calcula-se com as seguintes variáveis: E: excreção R: respiração B: biomassa A: assimilação I: ingestão

12 Serviços ecossistêmicos 1. Regulação gasosa 2. Regulação climática 3. Regulação de distúrbios 4. Regulação de recursos hídricos 5. Disponibilização de recursos hídricos 6. Controle de erosão e retenção de sedimentos 7. Formação de solo 8. Ciclagem de nutrientes 9. Controle de poluentes 10. Polinização 11. Controle biológico 12. Refúgio 13. Produção de alimentos 14. Matéria-prima 15. Recursos genéticos 16. Recreação 17. Cultural Valor médio anual: $ 33 trilhões

13 Desenvolvimento Sustentável Desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras gerações. É o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro. Harmonia entre desenvolvimento econômico e a conservação ambiental.

14 Como se alcança o desenvolvimento sustentável? O desenvolvimento sustentável depende de planejamento e do reconhecimento de que os recursos naturais são finitos. Qualidade em vez de quantidade, com a redução do uso de matérias-primas e produtos e o aumento da reutilização e da reciclagem.

15 Qual o modelo de desenvolvimento a ser adotado? O caminho a seguir não pode ser o mesmo adotado pelos países industrializados. Ao invés de aumentar os níveis de consumo dos países em desenvolvimento, é preciso reduzir os níveis observados nos países industrializados. Desenvolvimento crescimento econômico. Crescimento econômico depende do consumo crescente de energia e recursos naturais.

16 Energia: consumo e fontes no Brasil

17 CADEIA ALIMENTAR Seqüência de organismos que se relacionam pela alimentação. Existem basicamente dois tipos de cadeia alimentar: as que começam a partir das plantas fotossintetizantes e as originadas através da matéria orgânica animal e vegetal morta. Ex.: PLANTA > HERBÍVORO > CARNÍVORO

18 Uma cadeia alimentar é uma seqüência linear de seres vivos, uns servindo de alimento a outros, e também é uma simplificação do que acontece nos ecossistemas e, portanto, artificial. NÍVEL TRÓFICO Posição do organismo numa cadeia alimentar. PLANTA > HERBÍVORO > CARNÍVORO 1º Nível Trófico 2º Nível Trófico 3º Nível Trófico

19 Produtores - São sempre seres autótrofos (que produzem seu próprio alimento), produzem alimento que será usado na cadeia e são obrigatoriamente a base de qualquer cadeia alimentar. A energia transformada a partir da luz solar e do gás carbônico (fotossíntese) será repassada a todos os outros componentes restantes da cadeia ecológica. Os principais produtores conhecidos são as plantas e algas microscópicas (fitoplâncton). Consumidores - São os organismos que necessitam de se alimentar de outros organismos para obter a energia, uma vez que são incapazes de produzir seu próprio alimento. Se alimentam dos seres autótrofos e de outros heterótrofos. Como exemplo, os herbívoros e carnívoros. Decompositores - São organismos que atuam na transformação da matéria orgânica em matéria inorgânica, fazendo com que estes compostos retornem ao solo para serem utilizados novamente por outro produtor, gerando uma nova cadeia alimentar. Os decompositores mais importantes são bactérias e fungos. Por se alimentarem de matéria em decomposição são considerados saprófitos ou sapróvoros.

20 COMPONENTES DE UMA CADEIA ALIMENTAR - PRODUTORES: AUTÓTROFOS: FOTOSSÍNTESE QUIMIOSSÍNTESE - CONSUMIDORES: HETERÓTROFOS: HERBÍVOROS CARNÍVOROS ONÍVOROS - DECOMPOSITORES: SAPRÓFAGOS:(FUNGOS E BACTÉRIAS)

21 TEIA ALIMENTAR Um conjunto de cadeias alimentares. Ex.: Uma teia alimentar pode incluir seres vivos de diversos ecossistemas, é complexa e expressa o que realmente ocorre.

22 FLUXO DE MAT É RIA E ENERGIA NA CADEIA ALIMENTAR A mat é ria se mant é m num ciclo intermin á vel, ora passa por uma fase inorgânica, ora atravessa uma fase orgânica. A energia, entretanto, não segue um caminho c í clico. Ela é unidirecional, pois se dispersa dos seres para o ambiente, sob a forma de calor, não mais sendo recuper á vel pelos organismos.

23 PPIRÂMIDES ECOLÓGICAS Representações gráficas das relações alimentares de uma comunidade. Os degraus de uma pirâmide poderão representar: -- a quantidade de kilocalorias (energia) presentes nos componentes de uma cadeia alimentar, - a Biomassa armazenada em cada nível trófico ou - o número de indivíduos envolvidos na referida cadeia. Portanto existem: · PIRÂMIDES DE ENERGIA PIRÂMIDES DE BIOMASSA PIRÂMIDES DE NÚMEROS

24 PIRÂMIDES DE BIOMASSA:são representadas, em cada nível, pelo peso seco consumido numa cadeia alimentar e expressa a quantidade de matéria orgânica por área. São invertidas em ecossistemas aquáticos: - onde os produtores são bem menores e consumidos em grande quantidade por consumidores cada vez maiores - este tipo de ecossistema só pode existir devido ao alta velocidade de reprodução dos produtores representados ali geralmente pelo fitoplâncton.

25 PIRÂMIDES DE NÚMEROS: mostra o número de indivíduos que existe em cada nível trófico. A largura dos níveis representam o número de representantes de cada espécie naquela cadeia alimentar; é a mais variada.

26 PIRÂMIDES DE ENERGIA: correspondem a energia contida na biomassa de cada nível trófico, assim cada parte da pirâmide terá indicada a energia de um nível trófico. A energia não é acumulada, a medida que vai passando de um consumidor para o outro ela vai diminuindo, e, por isto mesmo não pode ser invertida.

27 MAGNIFICAÇÃO TRÓFICA Substâncias tóxicas como DDT, BHC (Agrotóxicos), mercúrio, cromo e elementos radioativos tendem a se acumular ao longo da cadeia alimentar, prejudicando principalmente os carnívoros. MERCÚRIO Origem: Atividade de mineração (ouro). Efeito: Acumulação na cadeia alimentar (magnificação trófica). DDT E HERBICIDAS Origem: Atividade agrícola. Efeito: Acumulo nas cadeias alimentares (magnificação trófica).


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