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Disciplina: Estudos ambientais
Aula 02 – Sistemas Naturais
Prof. Rodrigo Coladello
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Conteúdo da aula
• Ecologia e suas classificações
• Ecossistemas: Conceitos básicos.
• Ecossistemas aquáticos.
• Fatores Abióticos e Bióticos dos ecossistemas.
• Interação entre seres vivos.
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Conceitos básicos para a aula• ESPÉCIE - é o conjunto de indivíduos semelhantes
(estruturalmente, funcionalmente e bioquimicamente) que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis. Ex.: Seres humanos.
• POPULAÇÃO - é o conjunto de indivíduos de mesma espécie que vivem numa mesma área em um determinado período.
• Ex.: 10 mil pessoas vivendo numa cidade em 2015, etc.
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Conceitos básicos para a aula
• COMUNIDADE OU BIOCENOSE - é o conjunto de populações de diversas espécies que habitam uma mesma região num determinado período.
Ex.: seres de uma floresta, de um rio, de um lago de um brejo, dos campos, dos oceanos, etc.
• ECOSSISTEMA OU SISTEMA ECOLÓGICO - é o conjunto formado pelo meio ambiente físico (formado por fatores abióticos como: solo, água, ar) + a comunidade (formada por componentes bióticos - seres vivos) que com o meio se relaciona.
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Ecologia
• Conceito: Provém do grego Oikós (casa),e logos (estudo). Portanto, ecologia significa,literalmente a Ciência do Habitat .
• Pode ser classificada em:
– Autoecologia;
– Sinecologia.
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Autoecologia
• Trata-se do estudo do organismo em suaindividualidade ou de uma determinadaespécie. Geralmente são observados:
– O comportamento dos indivíduos e sua adaptaçãoao meio ambiente.
• Exemplo: Analisar a relação entre um Leucena(Leucaena leucocephala) com o quadro ecológicoem que o mesmo encontra-se inserido.
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Leucena (Leucaena leucocephala.)
• É uma planta nativa daAmérica central.
• Fácil adaptação no Brasilcentral.
• É uma leguminosa perene,altamente palatável para ogado e tolerante à períodosde estiagem prolongada.
• Pode chegar até 3 metros dealtura.
Palatável: Agradável ao paladar.
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Sinecologia
• Quando o estudo aborda os grupos deorganismos, dos quais encontram-se associadosuns aos outros, formando uma unidade.
Exemplo:
Quando o estudo aborda a floresta em que seencontram as leucenas, então ele é considerado umestudo sinecológico.
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Ecossistema: Princípios e conceitos
• Definição geral:
Toda unidade que inclua na totalidade dosorganismos (comunidade) de uma determinada área,interagindo com o ambiente físico, onde a energiapermeia pela cadeia trófica e pelos ciclos dos materiais.
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Ecossistema: Princípios e conceitos• Do ponto de vista trófico (alimento), o ecossistema
é dividido em:
Componente autotrófico (aqueles que produzem opróprio alimento através da fixação da luz, desubstâncias inorgânicas simples (água) e elaboração desubstâncias complexas (glicose, aminoácidos, etc.);
Dióxido de carbono
Água Glicose Oxigênio
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Ecossistema: Princípios e conceitos
Componentes heterotrófico: são organismosincapacitados de elaborar o próprio alimento. Portanto,necessitam adquiri-los através do hábito alimentar(ingestão, digestão e absorção). Exemplo: osinvertebrados e os vertebrados.
Absorção: ocorrem com seres que não possuem sistema digestivo.
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Ecossistema: Princípios e conceitos
• Desta forma, um ecossistema é compostopelos seguintes elementos:
1. Substâncias inorgânicas (C, N, CO2, H2O, etc.)envolvidas nos ciclos dos materiais;
2. Compostos orgânicos (proteínas, hidratos decarbono, lipídeos, substâncias húmicas, etc.);
Lipídeos: Biomoléculas compostas por Carbono, Hidrogênio e Oxigênio.
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Ecossistema: Princípios e conceitos
3. Regime climático (temperatura, umidade, etc.);
4. Produtores: organismos autotróficos, em grandemaioria plantas verdes, capazes de produzir o próprioalimento através de substâncias inorgânicas simples(ex: H2O);
5. Macroconsumidores: Organismos heterotróficoscomo animais, dos quais se alimentam de outrosorganismos;
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Ecossistema: Princípios e conceitos
6. Microconsumidores: Fungos e bactériasdecompositoras, que transformam a matéria orgânica eminorgânica (água, gás carbônico e compostosnitrogenados), deixando-os disponíveis novamente nomeio ambiente.
*Os decompositores sempre ocupam o último nível trófico das cadeias alimentares.
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Ecossistema: Princípios e conceitos
• Do ponto de vista funcional, um ecossistema pode ser analisado nos seguintes elementos:
1. Circuitos de energia;
2. Cadeias alimentares;
3. Diversidade de padrões no tempo e espaço;
4. Ciclos nutritivos (biogeoquímicos);
5. Desenvolvimento e evolução;
6. Controle (cibernética – mecanismos de comunicação e de controle nas máquinas e nos seres vivos);
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Ecossistema: Princípios e conceitos
• Logo:
– Para a ecologia, ecossistema é uma unidadefuncional básica, da qual inclui os organismosvivos (comunidade biótica) e o ambiente abiótico,onde todos interagem entre si e influenciam emsuas propriedades, sendo tal relação necessáriapara manutenção da vida no sistema.
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Ecossistema: Princípios e conceitosFIGURA 1 – Ecossistema de uma lagoa.
Pouco OD
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Ecossistema: Princípios e conceitos• Sendo assim, o ecossistema de uma lagoa se divide em
quatro unidades básicas, são elas:
1. Substâncias abióticas:
compostos inorgânicos e orgânicos básicoscomo água, dióxido de carbono, oxigênio,cálcio, sais de fósforo e etc.
Uma pequena parcela encontra-se emsolução e disponível para os organismos.
Já a outra parte encontra-se no fundo dalagoa armazenada nas partículas dematéria, assim como nos própriosorganismos.
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Ecossistema: Princípios e conceitos2. Organismos produtores:
Plantas com raízes ou grandes plantasflutuantes, que apenas crescem em águasrasas.
Pequenas plantas flutuantes, geralmentealgas, designadas por fitoplâncton (phyto =planta; plankton = flutuante), distribuídasem toda a lagoa, até onde a radiação solarpenetra, possibilitando a fotossíntese e aprodução de alimento ao ecossistema(biomassa).
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Ecossistema: Princípios e conceitos3. Organismos macroconsumidores: São animais, comolarvas de insetos, crustáceos e peixes. Classificam-se em:
Primários (herbívoros): alimentam-se deplanta viva ou resto de planta.
Secundários (carnívoros): Insetospredadores e peixe de pesca, alimentam-sedos consumidores primários.
Terciário (carnívoros): Geralmente são osconsumidores secundários que sealimentam de outros consumidoressecundários. Ex: Peixes de pesca.
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Ecossistema: Princípios e conceitos
FIGURA 2 – Cadeia alimentar em ambientes aquáticos.
Primário
Secundário
Terciário
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Ecossistema: Princípios e conceitos4. Organismos decompositores:
Geralmente bactérias e fungos queencontram-se distribuídos em toda lagoa,principalmente em regiões de interface delodo.
Pequena parcela são compostas porbactérias patogênicas que atacam osseres vivos.
Em condições térmicas favoráveis adecomposição da matéria morta atuarapidamente.
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Ecossistema: Princípios e conceitos
• Em síntese, o ecossistema é composto por:
Fatores abióticos - elementos não vivos do meioambiente;
Fatores bióticos - Organismos vivos. Estes podem serclassificados em:
– Produtores - seres autotróficos;
– Consumidores - organismos heterotróficos;
– Decompositores - Fungos e bactérias.
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Interações entre as espécies
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Interações entre as espécies
Harmônicas ou positivas: Quando ambas são beneficiadas.
Desarmônicas ou negativas: Quando pelo menos um é prejudicado.
Intraespecíficas: entre indivíduos da mesma espécie.
Interespecíficas: entre indivíduos de espécies diferentes.
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Interações entre as espécies
Assim, populações de duas espécies podeminteragir de formas básicas que correspondem acombinações de 0 (neutro), + (positivo) e –(negativo), como se segue:
00 , - - , + + , + 0 , - 0 e + -
Existem nove interações importantes.
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Interações entre as espéciesTipo de interação 1 2 Natureza da interação
Neutralismo 0 0 Nenhuma população é afetada
Competição: interferência direta - - Inibição direta de cada espécie pela outra
Competição: utilização de recursos - - Inibição indireta quando o recurso comum está limitado
Amensalismo - 0 Pop. 1 inibida, 2 não afetada
Parasitismo + - Pop.1 (parasita) geralmente menor que 2 (hospedeiro).
Predação + - Pop. 1 (predador) geralmente maior que 2 (presa).
Comensalismo + 0 Pop. 1 (comensal) é beneficiado enquanto 2 (hosp.) não é afetado
Protocooperação + + Favorável às duas; não obrigatória
Mutualismo + + Favorável; obrigatória
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NEUTRALISMO
• Todas as espécies da comunidade utilizariam de uma quantidade igual de recursos disponíveis.
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COMPETIÇÃO
Competição é uma relação ecológica que ocorretanto em indivíduos da mesma espécie (intra-específica), quanto em indivíduos de espéciesdiferentes (interespecífica), onde existe umadisputa de algum recurso como: alimento, água,luminosidade, território, fêmea ou macho, entreoutros.
Princípio da exclusão competitiva – O mais fracoperde o espaço e a utilização dos mesmos recursos(mesmo nicho ecológico).
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COMPETIÇÃO
• A interação competitiva muitas vezes envolveo espaço, o alimento ou nutrientes, a luz,dejetos, suscetibilidade a carnívoros, doenças,etc.
Ou comensalismo (+,0)
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COMPETIÇÃO
• A competição interespecífica pode resultarem ajustamentos no equilíbrio pelas duasespécies ou, se ela for intensa, ela pode fazercom que a população de uma espéciesubstitua a outra ou force a outra a ocuparoutro espaço ou utilizar outro alimento,dependendo da base da ação competitiva.
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AMENSALISMO
• Em uma interação apenas uma população éinibida e a outra não é afetada (-,0).
• É um tipo de relação interespecífica (entreespécies) desarmônica, na qual uma das espécies(inibidora) prejudica a outra espécie (amensal),porém sem com isso se beneficiar.
• A espécie inibidora geralmente expelesubstâncias que prejudicam o crescimento e/ouprodução da outra espécie.
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Exemplos:
• PENICILINA – Antibiótico (-,0).
Constituído por fungos do gênero Penicilliumnotatum. Os fungos que, apesar de não sebeneficiarem, inibem a multiplicação das bactérias,matando-as.
É o exemplo mais popular de amensalismo.
AMENSALISMO
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AMENSALISMO
• MARÉ VERMELHA (-,0).Provocado pelas algasmarinhas, do tipo Pirrófitas,que em ambiente favorável,se proliferam e liberam umasubstância tóxica para outrasespécies, formando manchasvermelhas no oceano ecausando a morte dediversas espécies de animaismarinhos.
Praia da Barra do Ceará, em Fortaleza.
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AMENSALISMO
• EUCALIPTO (-,0).
As folhas de eucaliptos que caem no sololiberam uma substância que diminui a incidênciade germinação de sementes no local.
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PARASITISMO (+,-)
Indivíduos de uma espécie vivem no corpo deoutro, do qual retiram alimento.
• Gado e carrapato; lombrigas e vermesparasitas do ser humano.
• Geralmente o parasita é
menor que o hospedeiro.
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PREDAÇÃO (+, -)
A predação é um tipo de interação muitofundamental na natureza, onde os predadorescapturam presas para sua alimentação.
Podemos imaginar que essa relação é benéficaapenas para o predador, mas sob o ponto de vistaecológico isso é importante para regular adensidade populacional tanto de presas quanto depredadores.
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PREDAÇÃO
Geralmente o predador é maior que a presa.
A importância da predação no controle dotamanho de uma população é muito grande. Seproibirmos a caça de algumas espécies de zebras eextinguirmos seus predadores, em algum tempoteremos uma superpopulação de zebras.
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COMENSALISMO (+,0)
• Comensalismo é uma das relações entreorganismos de espécies diferentes que secaracteriza por ser benéfica para uma espécie,não causando prejuízo para a outra espécie.
• O conceito estendeu-se para qualquer relaçãoalém do hábito alimentar (por exemplo, deproteção ou de transporte), na qual uma espéciese beneficia sem prejudicar a outra, sendo assimconsideradas uma relação harmônica.
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COMENSALISMO (+,0)
A RÊMORA E O TUBARÃO
A rêmora se agarra ao corpo do tubarão e étransportada enquanto alimenta-se de seusrestos alimentares.
Esse processo não prejudica otubarão, pois a rêmora sealimenta apenas das sobrasque o tubarão descarta.
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COMENSALISMO (+,0)
URUBU E O HOMEM
Nessa relação entre urubu eo homem, o comensal é ourubu, que se alimenta dodesperdício dos homens, noslixões das cidades.
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PROTOCOOPERAÇÃO (+,+)
• A protocooperação é uma relação benéficapara ambas as espécies, embora não lhes sejaindispensável.
• Os seres associados mantêm certaindependência: apenas se beneficiam dasassociações mais ou menos duradouras queestabelecem.
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PROTOCOOPERAÇÃO (+,+)
AVES-PALITO E CROCODILOS
Frequentemente existem sanguessugas e restosde comida entre os dentes dos crocodilos.
O crocodilo abre a boca e permite que a ave-palito pouse dentro dela para se alimentar dosrestos de comida e das sanguessugas.
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PROTOCOOPERAÇÃO (+,+)
AVES-PALITO E CROCODILOS
O crocodilo fica livre desses "incômodos" e aave-palito obtém alimento de maneira fácil elivre de predadores.
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MUTUALISMO (+,+)
• O mutualismo é uma das relações harmônicasinterespecíficas (entre indivíduos de espéciediferentes), na qual ambos se beneficiam. Arelação entre os seres é intima e duradoura.
CUPINS E O PROTOZOÁRIO TRICONINFA
Este microrganismo vive no intestino dos cupinse digerem a celulose, transformando-a emaçúcares disponíveis para as duas espécies.
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Conclusão
• As atividades de engenharia e arquiteturasobre o ambiente natural poderá de certaforma impedir ou alterar as interações entreos seres vivos nos sistemas naturais.