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Fluxo de matéria e de energia nos ecossistemas

O documento descreve os principais conceitos relacionados a cadeias alimentares e fluxo de energia em ecossistemas, incluindo: (1) os diferentes níveis tróficos como produtores, consumidores e decompositores; (2) como a energia flui e diminui ao longo da cadeia; (3) representações como pirâmides ecológicas.

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Apostila Capítulo 5 Página 98 a 107
 Todos os seres vivos necessitam de matéria- prima para o seu crescimento, reprodução e reparação de partes desgastadas.  Necessitam também de energia para a realização de seus processos vitais.  Todas essas necessidades são supridas pelo alimento.  Seres autótrofos: FOTOSSÍNTESE  Seres heterótrofos: ???  O alimento produzido pelos autótrofos é utilizado por eles mesmos e pelos heterótrofos.
CADEIA ALIMENTAR  Sequência linear de organismos pela qual flui a energia, originalmente captada pelos seres autótrofos, e a matéria por eles produzidas e armazenada.  Esquema que demonstra o fluxo linear de matéria e energia entre os membros de uma comunidade.  Relações de alimentação entre os organismos de uma comunidade, iniciando-se nos produtores e passando pelos herbívoros, predadores e decompositores, por esta ordem.
ATENÇÃO O fluxo de energia é unidirecional e diminui gradativamente de um nível trófico para outro Nível trófico : cada componente de uma cadeia alimentar, representado por um grupo de seres vivos. 1) Produtores 2) Consumidores 3) Decompositores
1) PRODUTORES Capazes de fixar a energia luminosa sob a forma de energia química.  São seres autótrofos.  São a porta de entrada de energia e de matéria no mundo vivo.  A base de toda cadeia alimentar, indispensáveis para a manutenção da vida em um ecossistema.
PRODUTORES FOTOSSINTETIZANTES: * Equação geral da fotossíntese: 12 H2O + 6 CO2 + energia → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
PRODUTORES FOTOSSINTETIZANTES: * São as plantas , algas e fitoplâncton.
IMPORTÂNCIA DOS PRODUTORES  São a base de toda cadeia alimentar.  A partir deles a energia luminosa é convertida em energia química (armazenada nas moléculas orgânicas produzidas durante a fotossíntese) e transferida para toda a cadeia alimentar.  Transferem matéria e energia para os consumidores primários, destes para os consumidores secundários, e assim por diante.  Sem os produtores, não haveria cadeias alimentares.
2) CONSUMIDORES  São organismos que não produzem seu alimento (heterótrofos) e nutrem-se dos produtores (direta ou indiretamente).  A eliminação de um determinado grupo de consumidores pode afetar consideravelmente o equilíbrio de um ecossistema e a dinâmica das populações. * Consumidores primários (C1): são os animais herbívoros e parasitas de plantas.
* Consumidores secundários (C2): são os carnívoros que se alimentam de herbívoros.
* Consumidores terciários (C3): são os carnívoros que se alimentam de outros carnívoros.
3) DECOMPOSITORES  Decompõem matéria orgânica morta em matéria inorgânica, num processo natural de reciclagem de matéria.  Liberam sais minerais para o solo.  Promovem a reciclagem de nutrientes na natureza.  Ao decompor a matéria orgânica, eles a transformam em substâncias inorgânicas (sais minerais), que retornam ao solo, de onde foram anteriormente retiradas pelos produtores. ATENÇÃO: Atuam em TODOS os níveis tróficos.
Numa CADEIA ALIMENTAR, o NÍVEL TRÓFICO é a posição do organismo na cadeia. PLANTA  HERBÍVORO  CARNÍVORO 1º Nível Trófico 2º Nível Trófico 3º Nível Trófico Produtor Consumidor Consumidor Primário Secundário
Classificação dos seres vivos nas cadeias alimentares São classificados como decompositores Fungos e bactérias Capim Grilo Sapo Cobra Seriema Hábito alimentar Produtor Herbívoro Carnívoros Consumidor Consumidor Consumidor Consumidor Grau de consumo Produtor primário secundário terciário quaternário Nível trófico (NT) 1° NT 2° NT 3° NT 4° NT 5° NT A classificação de onívoro não aparece, no hábito alimentar, para os animais representados em cadeias, mas somente em teias alimentares.
REPRESENTAÇÃO LINEAR DE UMA CADEIA ALIMENTAR Quando se constrói uma cadeia alimentar, as setas indicam sempre o trajeto do alimento.
SOL plantas gafanhotos sapo cobra gavião produtor consum. consum. consum. consum. 1ário 2ário 3ário 4ário decompositores
TEIA ALIMENTAR  É um conjunto de várias cadeias alimentares interconectadas, geralmente representado como um diagrama das relações entre os diversos organismos de um ecossistema. Nas teias aparecem os organismos onívoros (possuem uma dieta variada, com alimentos de origem vegetal e animal). Obs: a posição trófica de determinados organismos numa teia alimentar pode ser variável
pássaros consum. 1ário plantas gafanhotos sapo cobra gavião produtor consum. consum. consum. consum. 1ário 2ário 2,3ário 2,3,4ário roedor consum. 1ário
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS  Representações gráficas das cadeias alimentares.  Mostra o fluxo de matéria e de energia nos diversos níveis tróficos de uma cadeia alimentar.  Constituídas por uma série de degraus ou retângulos superpostos, que representam os níveis tróficos de uma cadeia alimentar.  Podem ser Pirâmides de: Número, Biomassa e Energia.
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS Numérica normal (predador-presa) 5 gaviões 10 cobras 20 sapos 100 gafanhotos 1000 plantas Numérica invertida (parasita-hospedeiro) 200000 bactérias 100000 protozoários 200 pulgões 1 planta
Biomassa 1 Kg de biomassa de cons. 4 10 Kg de biomassa de cons. 3 100 Kg de biomassa de cons. 2 1000 Kg de biomassa de cons.1 10000 Kg de biomassa de produtores  Indicam a quantidade de biomassa (matéria viva) acumulada em cada nível trófico.  Biomassa = massa orgânica de um ecossistema. Expressa em termos de quantidade de matéria orgânica por unidade de área, em um dado momento.  Uma pequena parcela da biomassa adquirida através dos alimentos é verdadeiramente transformada em matéria viva.  A maior parte dessa biomassa é utilizada como fonte de energia e eliminada para o meio ambiente, na forma de resíduos respiratórios (CO2 e H2O) e fezes e urina.
BIOMASSA PRODUTORES > BIOMASSA PRODUTORES > BIOMASSA PRODUTORES Biomassa Normal HOMEM=7OKg BOI=1t ALFAFA=8t
Biomassa Invertida  Exceção nas pirâmides de biomassa. ZOOPLÂNCTON= 20g/m²  Ocorre em ecossistemas marinhos. FITOP.=4g/m²  Fitoplâncton (produtores) são seres microscópicos.  Possuem pouca massa acumulada e morrem rapidamente (curto ciclo de vida).  Servem de alimento para o zooplâncton.  Conseguem sustentar a cadeia marinha porque possuem elevada taxa de reprodução, o que repõe a perda constante.  Não acumulam biomassa porque nascem e morrem muito rapidamente.  Já o zooplâncton possui um ciclo de vida relativamente mais longo e acumula mais biomassa.
 Representa a quantidade de energia presente em um nível trófico e que está disponível para o nível trófico seguinte.  A energia diminui à medida que passa dos produtores para os consumidores.  Parte dessa energia é usada para a realização dos processos vitais do próprio organismo e outra parte é perdida para o ambiente, sob a forma de calor.  Fluxo de energia = UNIDIRECIONAL e DIMINUI gradativamente ao longo da cadeia Energia consumidor 4 consumidor 3 consumidor 2 consumidor 1 produtores Energia mantida no sistema Energia perdida pelo sistema
ENERGIA DISSIPADA EM FORMA CONS.SEC. DE CALOR CONS. PRIM. PRODUTOR OBSERVAÇÃO: NÃO EXISTE PIRÂMIDE INVERTIDA NESTE CASO.
Aumento do nível trófico Fluxo de energia nas cadeias alimentares Diminuição da energia disponível
Por que é difícil encontrarmos cadeias alimentares com muito elos? A transformação da energia luminosa em química, denominada fotossíntese, é responsável pela entrada de energia nos ecossistemas. Um aspecto importante para se entender a transferência de energia dentro de uma cadeia alimentar é a compreensão da primeira Lei da Termodinâmica, que diz: “A energia não pode ser criada nem destruída, e sim transformada.” Outro aspecto importante é o fato de que a quantidade de energia disponível diminui à medida que é transferida de um nível trófico ao outro. A explicação para este decréscimo energético de um nível trófico ao outro é o fato de cada organismo gasta grande parte da energia absorvida na manutenção das funções vitais.
 A energia apresenta fluxo decrescente ao longo da cadeia alimentar.  Quanto mais distante dos produtores estiver um nível trófico, menor será a quantidade de energia útil recebida.  Apenas cerca de 10% na energia disponível em um nível trófico seja utilizada pelo nível trófico seguinte.  Dificilmente haverá mais do que 5 elos em uma cadeia alimentar.  Por isso as cadeias alimentares são finitas. Não há, por exemplo um consumidor de 10ª ordem!!
Efeito cumulativo (Magnificação Trófica)  Capacidade de algumas substâncias se acumularem no corpo dos organismos que os absorvem.  Impactos ambientais associados a liberação de compostos tóxicos nos ecossistemas.  Não há biodegradação.  Ocorre acumulação nas células, tecidos e órgãos dos seres que compõem as cadeias alimentares.  A concentração dessas substâncias aumenta a cada nível trófico.  Cada organismo de um nível trófico superior geralmente se alimenta de diversos organismos do nível trófico anterior e assim, o poluente tende a se concentrar ainda mais nos níveis tróficos superiores.
DDT: acumulação nos consumidores de último nível