Aula 05 - ControBiol

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP
Prof. D.Sc. Evaldo Martins Pires
Aula 05
ECOLOGIA GERAL
Aula de hoje:
FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA ATRAVÉS DE ECOSSISTEMAS
Sabemos que todos os organismos necessitam de energia para se manterem vivos, crescerem, se
reproduzirem e, no caso de muitas espécies, para se movimentarem.
O Sol: é a principal fonte fornecedora de energia para a terra.
A cada dia a Terra é bombardeada por 1019 kcal de energia solar, o que em termos comparativos
equivale à energia de 100 milhões de bombas atômicas, semelhante a que explodiu em Hiroxima.
Com relação ao aproveitamento de toda essa energia, a principal forma está associada a
captação feita pelas plantas, que por sua vez, transforma energia luminosa em energia química através
da fotossíntese. Essa energia química nutre os tecidos vegetais que servirão de fonte de energia para
outros organismos.
Pensando em energia... Raciocínio para engenheiros Heimmm !!!
A evolução do conhecimento em física tem nos permitido explorar essa energia solar para
conversão em outros tipos de energias que favorecem a nossa vida, como a energia térmica, elétrica,
mecânica, entre outras...
Missão dos engenheiros: Buscar o melhor aproveitamento e uso dessas energias, generosamente
cedidas, sempre pensando em sustentabilidade.
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Fluxo de energia entre os organismos
O fluxo de energia entre os organismos se caracteriza em função da origem, conversão e
trajetória energética. Esse fluxo pode ser entendido em função do beneficiamento energético por parte
dos organismos envolvidos nessa dinâmica.
- Organismos autotróficos são aqueles que sintetizam seu próprio alimento através da
fotossíntese (processo pelo qual as plantas e alguns outros organismos transformam energia luminosa
em energia química).
- Organismos consumidores são aqueles que usam a energia química acumulada nas substâncias
orgânicas na alimentação (animais).
Devido a esse fluxo energético entre os organismos, onde a, alimentação propriamente dita, é o
principal processo de obtenção energético após o primeiro nível trófico. Desta forma os níveis tróficos,
ou a rota energética nos seres vivos, podem ser entendidos da seguinte maneira:
Primeiro nível trófico – Formado por organismos autotróficos (produtores).
Os níveis seguintes são compostos por organismos heterotróficos, ou seja, aqueles que obtêm a
energia de que precisam de substâncias orgânicas produzidas por outros organismos. Todos os animais
e fungos são seres heterotróficos, e a este grupo inclui os herbívoros, os carnívoros e os
decompositores.
Segundo nível trófico – Formado por organismos heterotróficos (consumidores).
- Consumidores primários, formados por organismos que se alimentam dos produtores
(herbívoros).
- Consumidores secundários – formados por organismos que se alimentam dos consumidores
primários.
- Consumidores terciários – formados por organismos que se alimentam dos consumidores
secundários.
mais .........
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Nível trófico dos detritívoros
- Decompositores – formados por certas bactérias e fungos, que atacam os cadáveres,
excrementos, restos de vegetais e, em geral, matéria orgânica dispersa no substrato, decompondo-a em
sais minerais, água e dióxido de carbono, que são depois re-utilizados pelos produtores, num processo
natural de reciclagem
Esquema ilustrado dos níveis tróficos e da rota energética entre os organismos.
Cadeia alimentar
O termo cadeia alimentar refere-se à seqüência em que se alimentam os seres de uma
comunidade. Ou seja é uma seqüência de organismos interligados por relações de alimentação.
Desta forma, a posição em que cada ser vivo ocupa numa cadeia alimentar corresponde seu
nível trófico.
Autotróficos – Heterotróficos – Decompositores
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Figura x A- Cadeia alimentar marinha. B- Cadeia alimentar terrestre.
Teia alimentar (também conhecida como rede alimentar)
A teia alimentar é caracterizada pelo conjunto de cadeias alimentares, ligadas entre si e
geralmente representadas como um diagrama das relações tróficas (alimentares) entre os diversos
organismos ou espécies de um ecossistema.
As teias alimentares, em comparação com as cadeias, apresentam situações mais perto da
realidade, onde cada espécie se alimenta em vários níveis hierárquicos diferentes e produz uma
complexa teia de interações alimentares. Todas as cadeias alimentares começam com um único
organismo produtor, mas uma teia alimentar pode ter vários produtores. A complexidade de teias
alimentares limita o número de níveis hierárquicos, assim como na cadeia.
As teias alimentares dão uma noção mais realista do que acontece nos diversos ecossistemas
porque a relação entre dois organismos (o alimento e seu consumidor) não é sempre a mesma.
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Figura y Teia alimentar.
Pirâmides ecológicas
As relações ecológicas entre seres vivos podem ser representadas graficamente por meio da
construção das chamadas pirâmides ecológicas. Essas pirâmides representam as variações de número,
massa e energia dentro de um ecossistema.
Tipos de pirâmides
Pirâmide de números
Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar
proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses.
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Em alguns casos, quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números
passa a ter uma conformação diferente da usual, sendo denominada “pirâmide
invertida”.
Outro exemplo de pirâmide invertida é dada quando a pirâmide envolve parasitas,
sendo assim os últimos níveis tróficos mais numerosos.
Pirâmide de biomassa
Pode-se também pensar em pirâmide de biomassa, em que é computada a massa
corpórea (biomassa). O resultado será similar ao encontrado na pirâmide de números: os
produtores terão a maior biomassa e constituem a base da pirâmide, decrescendo a
biomassa nos níveis superiores.
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Tal como no exemplo anterior, em alguns casos pode ser caracterizada como uma pirâmide invertida, já
que há a possibilidade de haver, por exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico, alterando
tais proporções.
Pirâmide de energia
Retrata, para cada nível trófico, a quantidade de energia acumulada, em uma
determinada área ou volume, em um intervalo de tempo. Assim, representa a
produtividade energética do ambiente em questão.
OBS: Estima-se que cada nível trófico transfira apenas 10% da capacidade energética para o nível
trófico seguinte, por isso, que uma pirâmide dificilmente apresentara mais que cinco níveis tróficos.
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AGORA SIM, ASSUNTO PARA ENGENHEIROS AGRÍCOLAS E AGRÔNOMOS HEIM !!!!!
Vamos raciocinar juntos, ok? Vejamos a seguinte situação:
Sob condições adequadas, uma área de 40.000 m2 pode produzir uma determinada quantidade
de arroz suficiente para alimentar 24 pessoas durante um ano. Se esse arroz, em vez de servir de
alimento ao Homem, fosse utilizado para a criação de gado, a carne produzida alimentaria apenas uma
pessoa nesse mesmo período.
Quanto mais curta for uma cadeia alimentar, maior será, portanto, o aproveitamento da energia.
O que quer dizer isso?
Ex1: Cadeia mais curta (Arroz – Homem)
Ex2: Cadeia mais longa (Arroz – gado – Homem)
Diante deste conhecimento, podemos afirmar que em locais (países, estados, municípios, etc.)
que convivem com problemas associados à falta de alimentos, o Homem deve optar por obtê-los
através de cadeias curtas.
Desta forma, podemos utilizar o cálculo da eficiência nas transferências de energia de um nível
para o outro, a necessidade de avaliar a quantidade de matéria orgânica ou de energia existente em cada
nível trófico, ou seja, é necessário conhecer a produtividade ao longo de todo o ecossistema.
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A Produtividade do Ecossistema
A produtividade de um ecossistema depende de diversos fatores, dentre os quais os mais
importantes são a luz, a água, o gás carbônico e a disponibilidade de nutrientes.
A produtividade de um ecossistema pode ser avaliada pela:
PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA - corresponde à quantidade de matéria orgânica produzida pelos
autotróficos durante determinado tempo, em determinada área.
PRODUTIVIDADE SECUNDÁRIA - corresponde à quantidade de matéria orgânica incorporada aos
consumidores.
Ainda podemos dividir essas categorias em outras duas:
PRODUTIVIDADE BRUTA - corresponde ao total de matéria orgânica acumulada.
PRODUTIVIDADE LÍQUIDA - corresponde ao total de matéria orgânica acumulada depois
de descontados os gastos referentes a atividade metabólica.
Em ecossistemas estáveis, com freqüência a PRODUÇÃO de (P) iguala o CONSUMO de (R).
Nesse caso, vale a relação P/R = 1.
Eficiência Ecológica
Eficiência ecológica é a porcentagem de energia transferida de um nível trófico para o outro, em
uma cadeia alimentar. De modo geral, essa eficiência é, aproximadamente, de apenas 10%, ou seja,
cerca de 90% da energia total disponível em um determinado nível trófico não são transferidos para a
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seguinte, sendo consumidos na atividade metabólica dos organismos do próprio nível ou perdidos como
restos. Em certas comunidades, porém a eficiência pode chegar a 20%.
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MOMENTO BATE BOCA
Discussão
1 – Em se tratando de aproveitamento energético e conversão de biomassa, o que vale mais a
pena para nós. Comer carne de boi ou frango?
Carne de frango, pois esta questão está diretamente ligada a maior conversão de biomassa, o que pode
ser explicado devido ao menor tempo de desenvolvimento associado ao uma maior densidade de
animais por m2..