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ECOLOGIA-GERAL-introducao-Curso de Biologia

Aula de introdução a ecologi

Meio ambiente◦
ECOLOGIA GERAL ECOLOGIA GERAL INTRODUÇÃO: CONCEITOS E INTRODUÇÃO: CONCEITOS E DEFINIÇÕES. DEFINIÇÕES.
1- 1-CONCEITOS – DEFINIÇÕES: CONCEITOS – DEFINIÇÕES: • Ecologia: Ecologia: “Relação do animal com os ambientes orgânico e “Relação do animal com os ambientes orgânico e inorgânico.” (HAEKEL, Ernest, 1869); inorgânico.” (HAEKEL, Ernest, 1869); • Gr. Gr. Oikos Oikos = casa + = casa + logos logos = discurso, entendimento, estudo. Parte = discurso, entendimento, estudo. Parte da biologia que trata das relações entre os organismos e seu da biologia que trata das relações entre os organismos e seu ambiente. ambiente. • * *Primeiros “Ecólogos” – História da Ecologia Primeiros “Ecólogos” – História da Ecologia: : • *Filósofos gregos antigos (Hipócrates, Aristóteles, etc.); *Filósofos gregos antigos (Hipócrates, Aristóteles, etc.); • *Anton van Leeuwenhoek (1º microscopista, Séc. XVIII) – *Anton van Leeuwenhoek (1º microscopista, Séc. XVIII) – pioneiro nos estudos das cadeias alimentares e regulação de pioneiro nos estudos das cadeias alimentares e regulação de populações; populações; • *Richard Bradley (botânico inglês) – produtividade biológica. *Richard Bradley (botânico inglês) – produtividade biológica. • *Princípio: Ecologia Animal e Ecologia Vegetal; *Princípio: Ecologia Animal e Ecologia Vegetal; • *Anos de 1968 a 1970 – início da “consciência” ecológica *Anos de 1968 a 1970 – início da “consciência” ecológica ambiental no mundo. ambiental no mundo.
• Conceitos Técnicos: Conceitos Técnicos: • * *Ambiente: Ambiente: • * *Ecossistema: Ecossistema: • ♦ ♦Componentes Bióticos Componentes Bióticos: : • ♦ ♦Componentes Abióticos: Componentes Abióticos: • ♦ ♦Fatores Físicos: Fatores Físicos: • *Salinidade: limita distribuição dos organismos; *Salinidade: limita distribuição dos organismos; • *Marinhos: Eurialinos (15 - 40‰); Estenoalinos (25 - 40‰); *Marinhos: Eurialinos (15 - 40‰); Estenoalinos (25 - 40‰); • *Estuarinos: Polialinos (18 - 30‰); Mesoalinos (5 - 18‰); *Estuarinos: Polialinos (18 - 30‰); Mesoalinos (5 - 18‰); • *Dulcícolas: Oligoalinos (0,5 - 5‰); Limnoalinos (0 – 0,5‰). *Dulcícolas: Oligoalinos (0,5 - 5‰); Limnoalinos (0 – 0,5‰). • * *Níveis de Organização Ecológica: Níveis de Organização Ecológica: • * *População: População: • * *Comunidade Biótica: Comunidade Biótica: • * *Espécie: Espécie: • * *Organismo Organismo: : • * *Biocenose ou Biogeocenose Biocenose ou Biogeocenose: “vida e terra agindo juntos.” Europa = : “vida e terra agindo juntos.” Europa = Comunidade e Ecossistema. Comunidade e Ecossistema. • * *Bioma Bioma • * *Biosfera ou Ecosfera: Biosfera ou Ecosfera:
MODELO TEÓRICO DE ECOSSITEMA MODELO TEÓRICO DE ECOSSITEMA
ECOSSISTEMAS TERRESTRE E AQUÁTICO ECOSSISTEMAS TERRESTRE E AQUÁTICO
• 2- 2-O ECOSSISTEMA - FUNÇÃO O ECOSSISTEMA - FUNÇÃO: : • Unidade funcional básica da ecologia. Termo Unidade funcional básica da ecologia. Termo citado 1ª vez ecologista britânico A. G. Tansley (1935). citado 1ª vez ecologista britânico A. G. Tansley (1935). • * *Componentes de um ecossistema: Componentes de um ecossistema: • a) a)A Comunidade A Comunidade. . • b) b)Fluxo de Energia: Fluxo de Energia:   1 só sentido; 1 só sentido;   parte que entra é transformada, elevando a parte que entra é transformada, elevando a qualidade (conversão de energia em matéria qualidade (conversão de energia em matéria orgânica, pela comunidade); orgânica, pela comunidade);   maior parte é degradada; sai do sistema como maior parte é degradada; sai do sistema como energia calórica (baixa qualidade); energia calórica (baixa qualidade);   pode ser armazenada e liberada controladamente, pode ser armazenada e liberada controladamente, ou ser exportada, mas nunca reutilizada; ou ser exportada, mas nunca reutilizada;
• c) c)Ciclagem dos materiais: Ciclagem dos materiais:   pode ocorrer inúmeras vezes; pode ocorrer inúmeras vezes;   sua eficiência, taxa de importação e exportação de nutrientes depende sua eficiência, taxa de importação e exportação de nutrientes depende basicamente do tipo de ecossistema. basicamente do tipo de ecossistema. • * *ESTRUTURA DE UM ECOSSISTEMA: ESTRUTURA DE UM ECOSSISTEMA: • * *Estrutura Trófica Estrutura Trófica: Gr. : Gr. Trophe Trophe = nutrição. = nutrição.   Estrato Autotrófico Estrato Autotrófico (auto-alimentação) – (auto-alimentação) – superior. superior.   Estrato Heterotrófico Estrato Heterotrófico (alimentador de outro) – (alimentador de outro) – Inferior Inferior. . • * *Componentes Biológicos de um Ecossistema: Componentes Biológicos de um Ecossistema: • 1- 1-S Substâncias Inorgânicas ubstâncias Inorgânicas: : • 2-C 2-Compostos Orgânicos ompostos Orgânicos: : • 3- 3-Ambientes Atmosférico, Hidrológico e do Substrato e o Regime Climático Ambientes Atmosférico, Hidrológico e do Substrato e o Regime Climático: : • 4- 4-Produtores Produtores: : • 5- 5-Macroconsumidores ou Fagótrofos Macroconsumidores ou Fagótrofos: : • 6- 6-Microconsumidores, Saprótrofos Microconsumidores, Saprótrofos (Gr. (Gr. Sapro Sapro = decompor), = decompor), Decompositores ou Decompositores ou Osmótrofos Osmótrofos (Gr. (Gr. Osmo Osmo = passar por uma membrana) = passar por uma membrana): : • *Característica Universal de todo ecossistema: *Característica Universal de todo ecossistema: interação entre os interação entre os componentes autotróficos e os heterotróficos componentes autotróficos e os heterotróficos. . • * *Separação espacial parcial entre os organismos responsáveis pelos processos. Separação espacial parcial entre os organismos responsáveis pelos processos. • * *Detritos Detritos (Lat. (Lat. Deterere Deterere = gastar): = gastar): •  MOP (POM) MOP (POM); ; •  MOD (DOM); MOD (DOM);
• 3- 3-ESTUDO DOS ECOSSISTEMAS: ESTUDO DOS ECOSSISTEMAS: •  HOLOLÓGICA HOLOLÓGICA: (Gr. : (Gr. Holos Holos = inteiro); = inteiro); •  MEROLÓGICAS: MEROLÓGICAS: (Gr. (Gr. Meros Meros = parte); = parte); • 4- 4-CONTROLE BIOLÓGICO DO AMBIENTE CONTROLE BIOLÓGICO DO AMBIENTE GEOQUÍMICO – HIPÓTESE DE GAIA: GEOQUÍMICO – HIPÓTESE DE GAIA: • *Organismos, e principalmente os *Organismos, e principalmente os microrganismos, evoluíram juntos com o microrganismos, evoluíram juntos com o ambiente físico, formando um sistema ambiente físico, formando um sistema complexo de controle, que mantém as complexo de controle, que mantém as condições favoráveis à vida na Terra condições favoráveis à vida na Terra (LOVELOCK, 1979, (LOVELOCK, 1979, in in ODUM, 1988). ODUM, 1988).
• Comparação das condições atmosféricas entre Comparação das condições atmosféricas entre Marte, Vênus, Terra hipotética e Terra real*. Marte, Vênus, Terra hipotética e Terra real*. • *Segundo Lovelock, 1979. *Segundo Lovelock, 1979. Marte Marte Vênus Vênus Terra sem Terra sem vida vida Terra Real Terra Real Atmosfera Atmosfera Gás Gás Carbônico Carbônico 95% 95% 98% 98% 98% 98% 0,03% 0,03% Nitrogênio Nitrogênio 2,7% 2,7% 1,9% 1,9% 1,9% 1,9% 79% 79% Oxigênio Oxigênio 0,13% 0,13% Traços Traços Traços Traços 21% 21% Temperatur Temperatur a superficial a superficial ( (o o C) C) -53 -53 477 477 290 +/- 50 290 +/- 50 13 13
5- 5-PRODUÇÃO GLOBAL E PRODUÇÃO GLOBAL E DECOMPOSIÇÃO: DECOMPOSIÇÃO: • *Produção anual, aproximada, de matéria orgânica por organismos *Produção anual, aproximada, de matéria orgânica por organismos fotossintetizantes 1017 (100 bilhões de toneladas), (VALLENTYNE, ≈ fotossintetizantes 1017 (100 bilhões de toneladas), (VALLENTYNE, ≈ 1962 1962 in in ODUM, 1988); ODUM, 1988); • ♦ ♦A partir da 2ª metade século XX, atividades agroindustriais humanas A partir da 2ª metade século XX, atividades agroindustriais humanas contribuíram muito para aumento da concentração de CO2 atmosférico contribuíram muito para aumento da concentração de CO2 atmosférico   alterações climáticas globais alterações climáticas globais; ; • * *EQUAÇÃO DE BALANÇO ENTRE PRODUÇÃO E DECOMPOSIÇÃO EQUAÇÃO DE BALANÇO ENTRE PRODUÇÃO E DECOMPOSIÇÃO: : • ♦ ♦Fotossíntese Fotossíntese: armazenamento de uma fração da energia solar sob a : armazenamento de uma fração da energia solar sob a forma de energia potencial ou “ligada” do alimento; forma de energia potencial ou “ligada” do alimento; • Na oxidação: Na oxidação: • 2H 2H2 2A A   4H + 2ª; 4H + 2ª; • E na redução: E na redução: • 4H + CO 4H + CO2 2   (CH (CH2 2O) + H O) + H2 2O. O. • Obs.: Obs.: • ♦ ♦Fotossíntese em vegetais clorofilados: A = oxigênio Fotossíntese em vegetais clorofilados: A = oxigênio   água é oxidada água é oxidada com liberação de O com liberação de O2 2g e CO g e CO2 2 reduzido a carboidrato (CH reduzido a carboidrato (CH2 2O) + H O) + H2 2O; O; • ♦ ♦Fotossíntese bacteriana: H Fotossíntese bacteriana: H2 2A (redutor) = A (redutor) = •  composto inorgânico de enxofre (H composto inorgânico de enxofre (H2 2S) - sulfobactérias verdes e S) - sulfobactérias verdes e roxas; ou: roxas; ou: •  composto orgânico – bactérias não sulfúreas composto orgânico – bactérias não sulfúreas   Não liberação Não liberação de O de O2 2; ;
* *FOTOSSÍNTESE FOTOSSÍNTESE: : • * *Plantas C3/C4: Plantas C3/C4: • ♦ ♦Plantas C3 Plantas C3: : •  maioria das plantas; maioria das plantas; •  fixação do CO2 pelo fixação do CO2 pelo Ciclo do Fosfato de Pentose Ciclo do Fosfato de Pentose C3 = Ciclo de Calvin C3 = Ciclo de Calvin; ; •  melhores desempenhos (maior taxa melhores desempenhos (maior taxa fotossintética) sob luz e temperatura moderadas; fotossintética) sob luz e temperatura moderadas; •  inibidas sob luz forte e temperaturas altas. inibidas sob luz forte e temperaturas altas. •  menor aproveitamento de água: 400g a 1000g menor aproveitamento de água: 400g a 1000g de água de água   1 g matéria seca; 1 g matéria seca; •  inibidas sob altas concentrações de O2; inibidas sob altas concentrações de O2; •  responsáveis pela maior produção fotossintética responsáveis pela maior produção fotossintética mundial: efeitos de sombreamento (luminosidade, mundial: efeitos de sombreamento (luminosidade, temperatura, etc. médias e não extremas); temperatura, etc. médias e não extremas);
• ♦ ♦Plantas C4: Plantas C4: •  em geral, gramíneas; em geral, gramíneas; •  fixação do CO fixação do CO2 2 através do através do Ciclo do Ácido Dicarboxílico C4 Ciclo do Ácido Dicarboxílico C4 – – grandes cloroplastos nas bainhas dos feixes ao redor das grandes cloroplastos nas bainhas dos feixes ao redor das nervuras das folhas; nervuras das folhas; •  taxa de fotossíntese máxima sob luz forte e taxa de fotossíntese máxima sob luz forte e temperaturas mais elevadas – temperaturas mais elevadas – pouca fotorrespiração pouca fotorrespiração; ; •  menor consumo de água para produção de matéria menor consumo de água para produção de matéria orgânica: >400g H orgânica: >400g H2 2O O   1 g matéria seca; 1 g matéria seca; •  Não inibidas sob altas concentrações de O Não inibidas sob altas concentrações de O2 2; ; •  mais resistentes à herbivoria (insetos); mais resistentes à herbivoria (insetos); •  maiores ocorrências: vegetações de desertos, campos de maiores ocorrências: vegetações de desertos, campos de climas temperados quentes e tropicais; climas temperados quentes e tropicais; • * *Plantas CAM: Plantas CAM: Metabolismo do Ácido Crassuláceo Metabolismo do Ácido Crassuláceo; ; • ♦ ♦Plantas suculentas dos desertos – cactos; Plantas suculentas dos desertos – cactos; • ♦ ♦Permanecem com estômatos fechados de dia, abrindo-os Permanecem com estômatos fechados de dia, abrindo-os durante a noite; durante a noite; • ♦ ♦Armazenamento do CO Armazenamento do CO2 2, absorvido pelos estômatos, em , absorvido pelos estômatos, em ácidos ácidos orgânicos orgânicos; ; • ♦ ♦CO CO2 2 armazenado só fixado no dia seguinte: diminuição da armazenado só fixado no dia seguinte: diminuição da perda de água; perda de água;
• * *Bactérias Quimiossintetizantes Bactérias Quimiossintetizantes: : • ♦ ♦Obtenção da energia para assimilação do CO Obtenção da energia para assimilação do CO2 2 em em componentes celulares pela componentes celulares pela oxidação química de compostos oxidação química de compostos inorgânicos simples inorgânicos simples: : •  NH NH3 3   NO NO2 2- ; - ; •  NO NO2 2- -   NO NO3 3-; -; • Sulfetos Sulfetos   S; S; •  Sais ferrosos Sais ferrosos   Sais férricos; Sais férricos; • ♦ ♦Crescem no escuro; Crescem no escuro; • ♦ ♦Maioria precisa de O Maioria precisa de O2 2; ; • ♦ ♦Thiobacillus Thiobacillus (sulfobactérias) – fontes sulforosas, nitrobactérias (sulfobactérias) – fontes sulforosas, nitrobactérias – ciclo do N – ciclo do N2 2; ; • ♦ ♦Ecossistemas abissais dependentes de bactérias Ecossistemas abissais dependentes de bactérias quimiossintetizantes – Pogonóforos tubícolas; quimiossintetizantes – Pogonóforos tubícolas; • * *Auxotrofia Auxotrofia: Dependência nutricional com relação a um : Dependência nutricional com relação a um determinado nutriente como, P.ex., vitaminas e aminoácidos. determinado nutriente como, P.ex., vitaminas e aminoácidos. • Estádio intermediário entre a autotrofia e heterotrofia, Estádio intermediário entre a autotrofia e heterotrofia, Ex.: algumas bactérias, fungos, algas e protozoários. Ex.: algumas bactérias, fungos, algas e protozoários.
• População de pogonóforos tubícolas gigantes crescendo População de pogonóforos tubícolas gigantes crescendo abundantemente perto de fonte termal marinha na Fossa das abundantemente perto de fonte termal marinha na Fossa das Galápagos, a 2.800m de profundidade. Observar também, Galápagos, a 2.800m de profundidade. Observar também, mexilhões e caranguejos. mexilhões e caranguejos.