CIÊNCIAS DO AMBIENTE Aula 5: ECOSSISTEMAS TERRESTRES Profº Fernando Gurgel do Amaral.

Conteúdo programático Conceito de ecossistema e suas diferentes abordagens, bem como sua estrutura e funcionamento; Níveis de organização dos ecossistemas terrestres; Conceitos relacionados aos componentes dos ecossistemas terrestres, bem como sua estrutura trófica, diversidade e interações bióticas; e Ciclos da matéria e da energia dos ecossistemas terrestres.

INTRODUÇÃO Os processos naturais são dinâmicos e complexos e podem evoluir para formação de sistemas/ecossistemas autossustentáveis, o que se chama de Estado Contínuo (steady state), ou seja, uma condição equilibrada que está mais ou menos imune a perturbações, acima de tudo em menores escalas. A ciência voltada ao estudo dos ecossistemas é a Ecologia. Os princípios que a norteiam estão baseados ao nível de ecossistemas, contudo, muitas vezes é necessário a análise dos subconjuntos de organismo, população e comunidade, bem como do supraconjunto da biosfera.

O CONCEITO DE ECOSSISTEMA É um sistema ecológico aberto composto por organismos que interagem com o ambiente físico, produzindo estruturas bióticas através do fluxo contínuo de energia e a ciclagem de materiais entre os componentes.

COMUNIDADE NOS ECOSSISTEMAS A comunidade representa um nível de organização abaixo dos ecossistemas, portanto, a formação de um ecossistema depende da presença dessa comunidade. A classificação dos organismos terrestres é baseada na estrutura trófica básica dos nichos alimentares principais, ou seja, as classes dos autótrofos (produtores), dos heterótrofos (consumidores) e dos saprótrofos (decompositores).

AUTÓTROFOS/PRODUTORES Organismos que se nutrem por si mesmos, aplica-se as plantas de cor verde que, pela fotossíntese, não requerem carbono orgânico para o seu desenvolvimento. São capazes de captar energia da luz a partir de reações químicas inorgânicas. A energia luminosa se transforma em energia química pelo processo da fotossíntese.

HETERÓTROFOS/CONSUMIDORES Organismos que se alimentam de compostos orgânicos já sintetizados por outros seres. Fazem assim todos os animais, bactérias e dentro do reino vegetal, os fungos, algumas plantas unicelulares não autótrofas e as pluricelulares parasitas ou carnívoras.

SAPRÓTROFOS/DECOMPOSITORES Organismo que se alimenta de restos orgânicos em decomposição, mais ou menos alterados. Os saprófagos são um tipo de detritívoro. FUNGOS BACTÉRIAS ALGAS PROTOZOÁRIOS

A ESTRUTURA TRÓFICA DOS ECOSSISTEMAS TERRESTRES A transferência de energia, a partir da captação realizada pelos organismos que fazem fotossíntese, percorre de forma unidirecional uma cadeia formada por diversos níveis (compostas de seres vivos), mantida por essa energia - cadeia alimentar, constituindo uma estrutura trófica. O fluxo da matéria segue por meio da mesma estrutura trófica (as comunidades de seres vivos), contudo, esse fluxo é cíclico, diferentemente do fluxo de energia.

[Nutrientes] + CO2 O2 + [Moléculas de alta energia] SOL [Nutrientes] + CO2 O2 + [Moléculas de alta energia] [Moléculas de alta energia] + O2 CO2 + [Nutrientes] A ingestão de organismos como alimento/energia, não é um processo químico eficiente. Cerca de 80 a 90% da energia (potencial) contida nesse alimento se perde sob a forma de calor, ficando menor a quantidade de energia disponível para o próximo elo da cadeia (nível trófico).

PRIMEIRO NÍVEL TRÓFICO SEGUNDO NÍVEL TRÓFICO TERCEIRO NÍVEL TRÓFICO

Principais componentes e funções de um ecossistema FATORES ABIÓTICOS FATORES BIÓTICOS FUNÇÕES COMPONENTES Luz solar Temperatura Precipitação Água-umidade Nutrientes... Produtores Consumidores Decompositores Fluxo de energia Ciclagem de nutrientes

A DIVERSIDADE BIÓTICA DOS ECOSSISTEMAS TERRESTRES A diversidade biológica (biótica) é essencial para manutenção do equilíbrio (steady state) nos ecossistemas, chamado também de condição de estado estacionário (homeostase). A biodiversidade do planeta não é integralmente conhecida, cerca de 5 milhões de espécies. Estão descritas algo próximo a um milhão e meio de espécies atualmente.

A biodiversidade depende da diversidade ecológica, da diversidade de espécies, da diversidade genética e da diversidade funcional dos ecossistemas. As interações dos organismos com o meio físico e entre si, considerando a existência de heterogeneidade genética, são denominadas de interações bióticas.

OS CICLOS DE MATERIAIS DOS ECOSSISTEMAS TERRESTRES CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Representam ciclos de elementos químicos. Seres vivos interagem nos processos de síntese e decomposição dos elementos. O meio terrestre/litosfera é a principal fonte dos elementos.

Os compartimentos da atmosfera e hidrosfera funcionam como DEPÓSITOS GASOSOS, como no caso do carbono (CO2), água (H2O), hidrogênio (H2) e oxigênio (O2). O compartimento da litosfera funciona como DEPÓSITOS SEDIMENTARES como no caso do fósforo (P), enxofre (S), cálcio (Ca) e etc. É na biosfera que existe a interface entre os demais compartimentos, ocorrendo nela uma boa parte das reações do planeta - COMPARTIMENTO DE TROCA. ATMOSFERA HIDROSFERA BIOSFERA LITOSFERA

Os ciclos dos nutrientes são divididos em dois tipos: Ciclos locais: envolve elementos que não apresentam mecanismos de transferência à longa distância (P). Ciclos globais: envolve trocas entre a atmosfera e o ecossistema – na biosfera (N, C, O e H2O). Alguns ciclos são mais representativos e importantes do que outros, seja pela sua importância para manutenção da vida, ou pelo seu desequilíbrio a partir das influências impostas pelas atividades humanas.

CICLO DO NITROGÊNIO CICLO DO CARBONO CICLO DO FÓSFORO CICLO DA ÁGUA

A ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS TERRESTRES Embora a quantidade de energia seja preservada (1ª lei da termodinâmica), a qualidade é sempre degradada. Já que alguma energia sempre se dispersa em energia térmica não disponível, nenhuma transformação espontânea de energia em energia potencial é 100% eficiente. A entropia é uma medida de energia não disponível (perda) que resulta de transformações. O termo também é utilizado como índice geral da desordem associada com a degradação da energia (2ª lei da termodinâmica) - fornecimento contínuo de energia.