ECOLOGIA

Ecologia: o mundo das coisas vivas
Os organismos da Terra não vivem isolados. Interagem uns com os outros e com o meio. A ecologia é o estudo dessas interações na “casa” em que moram os seres vivos, ou seja, a Terra.

Os conceitos ecológicos fundamentais


População é o nome dado ao conjunto formado pelos organismos de determinada espécie, que vivem em um lugar perfeitamente delimitado.

Comunidade é o conjunto de todas as populações que se encontram em interação num determinado meio. É a parte biótica do meio.

Ecossistema é o conjunto formado por uma comunidade e pelos componentes abióticos do meio com os quais ela interage.

A comunidade de um ecos-sistema costuma ser formada por três tipos de seres:
os produtores de alimentos – representados pelos autótrofos
os consumidores de alimentos – diferentes tipos de seres vivos heterótrofos (parasitas, predadores etc.)
os decompositores – heterótrofos representados por bactérias e fungos
A produtividade e o ecossistema
A atividade de um ecossistema pode ser avaliada pela Produtividade Primária Bruta, que corresponde ao total de matéria orgânica produzida, durante determinado tempo, numa certa área ambiental. Descontando-se desse total a quantidade de matéria orgânica consumida pela comunidade na respiração durante esse período, consegue-se a Produtividade Primária Líquida. A produtividade de um ecos-sistema depende de diversos fatores, dentre os quais os mais importantes são a luz, a H2O, o CO2 e a disponibilidade de nutrientes.

Biosfera
A Terra é um grande ambiente de vida. Os organismos vivem numa fina camada do Planeta, que inclui a água, o solo e o ar. A biosfera é a reunião de todos os ecossistemas existentes na Terra.

Hábitat
É o lugar em que vive cada organismo de determinada espécie componente da comunidade. É a “residência” do organismo.

Nicho ecológico
É a função ou papel desempenhado pelos organismos de determinada espécie em seu ambiente de vida. O nicho inclui o hábitat, as necessidades alimentares, a temperatura ideal de sobrevivência, os locais de refúgio, as interações com os inimigos e amigos etc. O nicho ecológico é a “profissão” desempenhada pela espécie no ecossistema.

Fluxo de energia no ecossistema
O sol é a fonte de energia utilizada pelos seres vivos.A energia solar flui ao longo dos ecossistemas através das cadeias alimentares. Os elos de uma cadeia alimentar são os níveis tróficos e incluem:

Produtores
Vegetais autótrofos fotossintetizantes. Transformam a energia solar na energia química contida nos alimentos. No mar, são re-presentados pelo fitoplâncton (principalmente o conjunto das microalgas);

Consumidores primários
Herbívoros, isto é, os seres comedores de plantas. No mar, são os componentes do zooplâncton (microcrustáceos, por exemplo);

Consumidores secundários
Carnívoros que se alimentam dos herbívoros. Há ainda consumidores terciários e quaternários que se alimentam, respectivamente, de consumidores secundários e terciários;

Decompositores
Bactérias e fungos que se alimentam dos restos orgânicos dos demais seres vivos. São importantes na reciclagem dos nutrientes minerais que poderão ser reutilizados pelos produtores. O conjunto de todas as cadeias alimentares do ecossistema constitui uma teia alimentar.

A pirâmide de energiam cada nível trófico há grande consumo de energia para execução das reações metabólicas. Há liberação de energia na forma de calor, que é “perdido” pelo ecossistema. A energia restante é armazenada nos tecidos. Os produtores consomem, para sua sobrevivência, grande parte da energia por eles fixada na fotossíntese. Sobra pouco para o nível dos consumidores primários, que utilizarão, no seu metabolismo, boa parte da energia obtida dos produtores.

O mesmo acontece em relação aos consumidores secundários,que despenderão, em suas atividades metabólicas, boa parcela da energia obtida dos consumidores primários. Isso limita o número dos níveis tróficos e explica ser a biomassa decrescente nas cadeias alimentares a partir dos produtores, que terão a maior biomassa. Portanto, a quantidade de energia disponível sempre diminui, porque se deve descontar o que é gasto pelas atividades próprias de cada nível trófico.

DDT: acumulação nos consumidores de último nível
O DDT é um inseticida organoclorado que é biodegradado lentamente.

Tem grande afinidade pelo tecido gorduroso dos animais e é excretado vagarosamente; por isso apresenta efeito cumulativo.

Ao atingir a água, após ser pulverizado numa lavoura com o intuito de combater uma praga de insetos, acaba provocando um acúmulo indesejável nas aves, que são consumidoras de último nível trófico.

Compromete-se, entre outras coisas, a reprodução delas, uma vez que o DDT interfere no metabolismo do cálcio, levando à produção de ovos de casca frágil.

Os ciclos biogeoquímico
Os nutrientes minerais pertencem à Biosfera e sua quantidade é limitada. São constantemente reciclados e nesse processo participam os seres vivos. Os mais im-portantes ciclos da matéria são o da água, o do carbono e o do nitrogênio.

Ciclo da água
97% da água existente na Terra são oceânicas. Os 3% restantes encontram-se nos rios, lagos, lençóis subterrâneos e geleiras. A evapotranspiração remove água, que é enviada para a atmosfera; seu retorno ocorre por precipitação sob a forma de chuva,neve etc.

Substâncias orgânicas existentes no esgoto doméstico são despejadas na água. Microrganismos decompositores degradam essas substâncias, e isso enriquece a lagoa em sais minerais.

A maior disponibilidade de nutrientes favorece a pro-liferação de determinadas algas, que crescem rapi-da-mente, espalham-se pela lagoa e, após algum tempo, morrem.

A decomposição bacteriana destas massas de algas consome oxigênio, reduzindo a quantidade disponível deste gás para a sobrevivência de peixes e outros animais. A turvação da água diminui a taxa de fotossíntese e em-po-brece ainda mais o teor de oxigênio.

Sobram, finalmente, somente microrganismos anaeróbios, responsáveis pelo mau cheiro característico de lagos, represas e rios poluídos.

Toda essa seqüência de eventos já ocorreu com o rio Tietê, no trecho que percorre a cidade de São Paulo. Nele, a taxa de O2 na água praticamente chegou a zero; aí não vivem peixes, suas águas cheiram mal, não servem para a recreação, nem para o abastecimento da cidade. Felizmente, estão sendo implementados projetos, com financiamento internacional, para recuperar o Tietê até o ano 2005.

Ciclo do carbono
O carbono existente na atmosfera como CO2 entra na composição das moléculas orgânicas dos seres vivos, a partir da fotossíntese. Sua devolução ocorre pela respiração aeróbica, pela decomposição e pela combustão da matéria orgânica.

O nitrogênio molecular, N2, é um gás biologicamente não-utilizável pela maioria dos seres vivos. Seu ingresso no mundo vivo ocorre graças à atividade dos microrganismos fixadores, as algas azuis e algumas bactérias, que o transformam em amônia. No processo de nitrificação, outras bactérias transformam a amônia em nitritos e nitratos.













A água potável está no fim?
A disponibilidade de água doce, por outro lado, está muito prejudicada pela poluição crescente de rios e lagos. Calcula-se que 3,4 dos 5,3 bilhões de habitantes da Terra disponham apenas de 50 litros de água por dia, em média, enquanto o norte-americano, em média, consome ao redor de 350 litros! Sabe-se ainda que dezenas de milhares de crianças morrem no mundo, a cada dia, por doenças relacionadas ao problema da água. No Brasil, muitas internações hospitalares devem-se a doenças veiculadas pela água.



Eutrofização: a lagoa com indigestão
Eutrofização é um processo em que aumentam os nutrientes disponíveis numa lagoa ou represa. Pode ocorrer naturalmente ou ser conseqüência de poluição orgânica. Numa eutrofização causada por poluição, a seqüência de eventos principais é a seguinte:





Efeito estufa: cada vez mais quente


O efeito estufa é o aquecimento excessivo da Terra provocado por aumento da taxa de CO2 na atmosfera e conseqüente retenção do calor gerado pela luz do sol que atinge a superfície do planeta. As taxas de CO2 no ar, que se mantiveram estáveis durante muito tempo, aumentaram rapidamente nas últimas décadas.Isso se deve ao crescente consumo de combustíveis e também ao intenso desma-tamento, que diminuiu a capacidade de fotossíntese dos ecossistemas terrestres e prejudicou a reciclagem do CO2.

Assim, o gás carbônico é produzido pela atividade humana mais depresssa do que é reutilizado pela biosfera. Não se sabe com precisão as conseqüências reais do efeito-estufa. Desconfia-se, porém, que o crescimento contínuo na taxa de CO2 aumente a temperatura da Terra, elevando-a em vários graus até o fim do século XXI. Em conseqüência, haveria o derretimento de parte do gelo das calotas polares, o que faria subir o nível dos mares em alguns metros, podendo submergir cidades costeiras. Poderia haver ainda uma mudança no eixo do planeta, além da alteração dos padrões de ventos e de correntes marítimas. Essas mudanças no clima certamente prejudicariam a produção agrícola de áreas férteis, com efeitos imprevisíveis sobre a economia mundial.

Ciclo do nitrogênio
Essas três substâncias são utilizadas pelos vegetais para a elaboração de compostos orgânicos nitrogenados que serão aproveitados pelos animais. O ciclo se fecha a partir da ativi-dade de certas espécies de bactérias, que efetuam a denitrificação e devolvem o nitrogênio molecular para a atmosfera.

O plantio de leguminosas(feijão, por exemplo),a chamada adubação verde, enriquece o solo com compostos nitrogenados, uma vez que nas raízes dessas plantas há nódulos repletos de bactérias fixadoras de nitrogênio.

Outro procedimento agrícola usual é a rotação de culturas, na qual se alterna o plantio de não-leguminosas,que retiram do so-lo os nutrientes nitrogenados, com leguminosas que devolvem esses nutrientes para o meio.

A comunidade em mudança: sucessão ecológica
A sucessão ecológica é a seqüência de mudanças pelas quais passa uma comunidade ao longo do tempo. Uma rocha vulcânica nua pode um dia vir a abrigar uma floresta. Essa possibilidade está ligada ao processo de suces-são ecológica, um evento que explica a possibilidade do surgimento gradual de comunidades complexas em ambientes inicialmente inabitados.

Num primeiro estágio, há invasão do meio por organismos pioneiros, de modo geral os liquens, cuja atividade biológica, associada a fatores físicos, altera a composição da rocha e permite a instalação de novos seres, como musgos e samambaias simples. Num segundo estágio, ocorrem substituições graduais de seres vivos por outros, com mudanças completas na composição da comunidade e das características do solo.

Ao longo de muito tempo de alterações freqüentes, pode ser atingido o terceiro estágio, o clímax, caracterizado pela estabilidade e maturidade da comunidade, que pode ser representada por uma floresta. Nesse estágio, a comunidade apresenta biomassa elevada, alta produtividade primária bruta e é grande a taxa respiratória, o que tende a levar a zero a produ-tividade primária líquida. No clímax, praticamente todo o oxigênio produzido na fotossíntese é consumido pela respiração dos seres vivos, nada é exportado. Por esse motivo, é falsa a afirmação de que a Floresta Amazônica seria o “pulmão” do mundo.

A interação na comunidade
Na comunidade, os seres vivos interagem.

Pode-se resumir essas interações como pertencentes a dois tipos básicos:
- interações harmônicas ou positivas, em que há benefício para uma das duas espécies ou para ambas;

- interações desarmônicas ou negativas, em que há prejuízo pelo menos para uma das espécies.

A tabela abaixo resume as características dos principais tipos de interações biológicas entre espécies diferentes. Atualmente, alguns autores preferem denominar de simbiose qualquer tipo de interação biológica interespecífica. Para outros, simbiose seria sinônimo de mutualismo.



O tamanho das populações
As populações possuem diversas características pró-prias, mensuráveis. Uma delas é o tamanho populacional, que pode ser avaliado pela densidade, ou seja, pelo número de indivíduos componentes de uma população por unidade de área ou volume. Dens. Populacional = Nº- de indivíduos Área ou Volume

Por meio da análise de curvas de crescimento populacional pode-se ter uma noção da dinâmica do processo. A curva S é a de crescimento populacional padrão e esperada para a maioria das populações existentes na natureza.





A densidade populacional pode sofrer alterações. Mantendo-se fixa a área de distribuição, a população pode aumentar devido a nascimentos ou a imigrações de novos indivíduos. A diminuição da densidade pode ocorrer como conseqüência de mortes ou emigrações. As taxas de altera-ção,principalmente as de mortalidade e natalidade, são importantes medidas de avaliação do tamanho populacional.

O crescimento populacional
Ela é caracterizada por uma fase inicial, de crescimento lento, em que ocorre um ajuste dos organismos ao meio de vida. A seguir, ocorre um rápido crescimento, do tipo exponencial, que culmina com uma fase de estabilização, na qual a população não mais apresenta crescimento.

Pequenas oscilações em torno de um valor numérico máximo acontecem, permanecendo, então, a população num estado de equilíbrio.

Os fatores que regulam o crescimento populacional
Uma vez instalada no meio, a população pode começar a aumentar. A fase geométrica do crescimento tende a ser ilimitada em função do potencial biótico da espécie, ou seja, a capacidade que possuem os indivíduos de se reproduzirem e de gerarem descendentes em quantidade ilimitada.

Há, porém, barreiras naturais a esse crescimento sem fim. A disponibilidade de espaço e de alimentos, o clima e a existência de predatismo e parasitismo são fatores de resistência ambiental que “regulam” o crescimento populacional.

Assim, o tamanho populacional acaba atingindo um valor numérico máximo permitido pelo ambiente, a chamada capacidade limite ou capacidade de carga. O gráfico seguinte ilustra todos esses parâmetros. A área hachurada é considerada como representativa dos fatores de resistência ambiental.