ECOLOGIA GERAL Módulo I

O QUE É ECOLOGIA? 1. Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente (Haeckel, 1866) 2. Ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Natureza, considerando que a humanidade é uma parte dela (Odum, 1972)

ECOLOGIA 3. Ciência que estuda a economia da natureza (Oíkos + Nomos) (Haeckel) 4. A ecologia é a ciência da sinfonia da vida, é a ciência da sobrevivência (Lutzenberger)

ECOLOGIA 5. Ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem, bem como as suas recíprocas influências (Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)

O QUE É MEIO AMBIENTE ? Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e bem-estar dos seres vivos, incluindo não apenas o lugar no espaço, mas todas as condições físicas, químicas e biológicas (ambientes naturais e artificiais) (Atlas do Meio Ambiente do Brasil, 1994)

O MEIO AMBIENTE Conjunto de condições físicas, químicas e biológicas que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e possibilidades para uma dada espécie O meio ambiente é heterogêneo e continua variando de um local para outro Está sempre mudando e evoluindo

HABITAT E NICHO ECOLÓGICO HABITAT - área física/geográfica (endereço) onde se encontra o ser vivo. É o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas. No habitat, as condições ambientais atingem o ponto ótimo para o desenvolvimento de uma determinada espécie. NICHO ECOLÓGICO - conjunto de atividades desenvolvidas (profissão) pelos seres vivos para a satisfação das suas necessidades básicas. 1. Nicho ecológico é o espaço físico ocupado pelo organismo (nicho espacial), seu desempenho funcional na comunidade ou posição trófica (nicho trófico) e sua posição perante os gradientes ambientais (nicho de hipervolume). Há quem considere nicho ecológico sinônimo de habitat (Carvalho, B. A., 1981. Glossário de Saneamento e Ecologia). 2. Combinação apropriada de condições para uma espécie prosperar (The concise oxford dictionary, 1982). Este conceito é interpretado de várias maneiras pelos ecologistas. Quando o empregamos como sinônimo de habitat, desejamos interpretá-lo como o volume no espaço onde estão reunidas todas as condições ambientais sob as quais uma espécie pode existir e reproduzir-se (Carvalho, B. A., 1980. Ecologia Aplicada ao Saneamento Ambiental). 3. Papel ecológico de uma espécie na comunidade. Os muitos intervalos de variação das condições e qualidades de recursos nos quais o organismo ou a espécie convive. Frequentemente concebido como um espaço multidimensional. Por exemplo, o nicho ecológico da cutia inclui: sua alimentação, seu período de atividade (noturno), seus inimigos naturais, seu hábito de dormir em tocas e as condições abióticas do meio onde vive (Lima-e-Silva, et al. 1999. Dicionário Brasileiro de Ciências Ambientais).

POTENCIAL BIÓTICO E RESISTÊNCIA AMBIENTAL Potencial biótico é a capacidade que possuem os organismos de reproduzir-se sob condições ótimas; POTENCIAL BIÓTICO X RESISTÊNCIA AMBIENTAL Resistência ambiental compreende todos os fatores que se opõem ao desenvolvimento do potencial biótico.

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO átomos moléculas célula tecido  órgão aparelho  organismo POPULAÇÃO COMUNIDADE ECOSSISTEMA BIOSFERA 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; ECOSSISTEMA - conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente inerte; BIOSFERA - sistema que inclui todos os seres vivos da Terra, interagindo com o ambiente físico como um todo. Espécie: Categoria da classificação biológica subordinada imediatamente ao gênero ou subgênero. A menor população natural considerada suficientemente diferente de todas as outras para merecer um nome e da qual se assume ou se prova que permanecerá diferente apesar de eventuais intercruzamentos com espécies aparentadas (Glossário de Saneamento e Ecologia). Unidade básica de classificação da vida compreendendo uma população ou série de populações de organismos similares e intimamente aparentados (Dicionário Brasileiro de Ciências Ambientais). Grupo de seres vivos subordinado à classificação Gênero e que tem membros que podem entrecruzar e que diferem apenas em mínimos detalhes.

ESQUEMA DOS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO

CIÊNCIAS DO AMBIENTE Noções de BIOSFERA

“A Terra tem 4,6 bilhões de anos, se condensarmos esse espaço de tempo num conceito compreensível, 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. 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 sessenta 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 solar. A evolução natural de 4,6 bilhões de anos seria anulada num segundo pela ação do animal inteligente que inventou o conhecer. Será esse o nosso destino ?” Texto do Greenpeace.

BIOSFERA / ECOSFERA Região do planeta que contém o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível.

Condições essenciais à vida Presença: Água Fonte de energia Elementos químicos em contínua reciclagem Ausência: variações extremas de temperatura radiações ionizantes - partículas alfa, partículas beta - elétrons e prótons - os raios gama, raios-x e neutrons.

BIOSFERA Litosfera – camada superficial sólida da Terra (1/4 da superfície do planeta, condições climáticas variáveis, enorme biodiversidade); Hidrosfera – representada pelo ambiente líquido (3/4 da superfície do planeta, condições climáticas menos variáveis, salinidade variável, biodiversidade pequena; Atmosfera - camada gasosa que envolve as demais.

Pontos 1. A vida na biosfera 2. A complexidade 3. A energia 4. Os recursos naturais 5. Atividades humanas e desequilíbrios

A VIDA HOMEM Terra tem 4,6 bilhões de anos; Primeiro ser vivo  3,5 bilhões (bactéria); Primeira planta  1,5 bilhões; Primeiro animal  570 milhões (esponja); Primeiros insetos  250 milhões; Primeiros mamíferos  175 milhões; O HOMEM  46 milhões.

ONDE QUEREMOS CHEGAR?

BIOSFERA ECOSFERA TECNOSFERA?

A COMPLEXIDADE Biosfera  Região do planeta que contém o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível. - Resultado de fenômenos físicos associados à própria atividade biológica; Encontra-se em constante modificação (fragilidade); Tecnosfera  Abrange as estruturas constituídas pelo trabalho humano no espaço da biosfera; GAIA = Mãe Terra (William Gilbert, século XVII); Hipótese de Gaia: “a Terra seria um superorganismo, de certa forma frágil, mas com capacidade de auto-recuperação”. (James Lovelock)

A HIPÓTESE DE GAIA “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?” (Jonatan Weiner)

ENERGIA Seres vivos  necessitam de energia para manter sua constituição interna, para locomover-se, para crescer, etc.; Fonte de energia na biosfera  Sol: Ilumina e aquece o Planeta; Fornece energia para a síntese de alimentos; Responsável pela distribuição e reciclagem de elementos químicos.

DISTRIBUIÇÃO DA ENERGIA

A ENERGIA Radiação Utravioleta (ionizante): formação da vitamina D, poder de mutação (incidência de câncer/boa parte é absorvida pela camada de ozônio); Radiação Visível (luz): produção de alimentos; Radiação Infravermelha (calor): influência sobre os seres vivos, dando origem a fenômenos meteorológicos.

LEIS DA ENERGIA Todo e qualquer fenômeno que ocorre na natureza necessita de energia para ocorrer; Primeira lei: “a energia do universo é constante”; Segunda lei: “a entropia no universo tende ao máximo”.

RECURSOS NATURAIS São insumos que a natureza coloca à disposição dos seres vivos, para que estes possam satisfazer as suas necessidades; Relaciona-se com: Tecnologia (ex.: magnésio na confecção de ligas metálicas para aviões); Economia (ex.: álcool depois da crise do petróleo em 1973); Meio ambiente: a exploração, processamento e utilização não devem causar danos ao meio ambiente;

APROVEITAMENTO DA ENERGIA Energia solar (irradiada à Terra como luz solar) Energia luminosa 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) Energia degradada (irradiada para o espaço na forma de calor) Energia solar (irradiada à Terra como luz solar) Energia luminosa 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) Energia degradada (irradiada para o espaço na forma de calor)

RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS - podem ser naturalmente regenerados após o seu uso (água, madeira,...); NÃO RENOVÁVEIS - não podem ser naturalmente regenerados após o seu uso ou o são em tempos geológicos muito extensos (petróleo, argila, calcário,...). Transformação de um recurso natural renovável em um recurso não-renovável (ex.: campo de pastagem comum utilizado coletivamente por vários fazendeiros).

Atividades humanas e desequilíbrios na biosfera Até meados do século XIX  a atividade humana não concorria de forma tão acentuada para provocar mudanças drásticas que pudessem alterar a biosfera; A partir da revolução industrial e das grandes guerras mundiais  transformações com maior intensidade; Conforto, bem estar e poder  o homem está transformado o meio ambiente, trazendo a poluição e provocando tragédias ecológicas; Exploração inadequada dos recursos renováveis e não-renováveis da natureza.

Curiosidade 20% da população mundial consome 80% dos recursos naturais e energia do planeta e produz mais de 80% da poluição e da degradação dos ecossistemas; 80% da população mundial fica com apenas 20% dos recursos naturais; Para reduzir essas disparidades sociais, seriam necessários, pelo menos, mais dois planetas terra.

Uso dos recursos naturais

Entropia é uma palavra que vem do grego e representa uma grandeza termodinâmica, que esta associada a algum grau de desordem. Essa grandeza é quem mede a energia que não foi transformada em trabalho. Para entender melhor, todos sabemos que a energia do universo tende a ser transformada, ou seja, aquela famosa frase: “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”, quando Lavoisier disse isso, ele estava querendo dizer que a energia que não foi utilizada de alguma forma (transformada em trabalho), foi transformada em outra (dissipada), sendo essa energia dissipada é considerada uma energia desordenada e difícil de ser reutilizada. Um exemplo muito simples é de um carro. Quando estamos conduzindo um carro, a gasolina armazenada no tanque é convertida em calor, através da combustão e depois em energia mecânica no motor do carro. Mas como nenhuma energia é 100% transformada em trabalho, uma parte dessa energia será dissipada, devido ao atrito do pistão e a câmara de combustão (partes interna do motor onde ocorre a conversão do combustível em trabalho), e entre outros componentes, sobre a forma de calor, e essa energia dissipada pelo atrito é quase impossível de se reverter naturalmente em energia. Por exemplo, transformar a energia de atrito em trabalho para movimentar o carro de forma natural. Portanto concluímos que sempre vamos “perder” uma parte da energia que se esta produzindo, pois a mesma será convertida em outras formas de energia, a mais comum delas é o atrito. Um exemplo mais simples para se entender a entropia. Pegue um jogo de baralhos, jogue-os todo para o ar, as cartas caíram todas espalhadas para o chão, pronto, temos ai uma entropia que é a completa desordem das cartas pelo chão. E, por um processo natural, ou seja, espontâneo, não teremos todas as cartas novamente em nossas mãos do mesmo modo que antes (de modo organizado, ou seja, ordenado), a não ser que abaixamos e pegamos, o de deixa de ser o um processo espontâneo e necessita a realização de um trabalho para tal. Essa energia que foi dissipada, vulgarmente falando, “perdida”, é a entropia. Ela é considerada desordenada porque você nunca mais conseguirá reutiliza – lá no processo inverso. Portanto, quanto maior a desordem, mais difícil voltar ao estado normal então maior é a entropia do sistema. Um físico nuclear inventou um sistema que converte a energia dissipada na frenagem do carro em energia cinética, o sistema se chama Kers – Kinetic Energy Recovery System (Sistema de Recuperação de Energia Cinética). Além de não recuperar 100% da energia dissipada, esse ainda é uma situação de entropia, pois a energia térmica gerado na frenagem não foi convertida em cinética naturalmente.