Amabis Cap 13 14 15 16 Ecologia

5/13/2018 Amabis Cap 13 14 15 16 Ecologia

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... P arte d a su pe rtlc iedo p la ns ta T e rra fo to gra fa dadoespaco.

FUNDAMENTOSDAECOLOGlA

13.1 Conceitos baslcosem Ecologia.......---

tOque e Ecologia?o termo Ecologia (do grego oifw$, casa e loqo,

ciencial, originalmente empregado em 1866pelo zoolo-go alernao Ernst Haeckel (1834-1919), designs 0 estudodas relacoes entre os seres vivos e a ambiente em quevivem. Trata-se de uma c ie nc ia mult idiscipl inar, que en-globa diversos ramos do conhecimento. AI


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t BiosferaN o infc io d e su a existenc ia, a T erra era u rn p lane ta

bern d iferente d o atua l. S ua su perffc ie era quentfssim a,nao perm itindo a existencia de agua em estado Jiquido.E vid encias recentes su ge rem qu e a atm osfera terrestre ,ha 3,5 bilhoes de anos, era m uito diferente da atual, sen-do constitufda principalm ente de gas carbonico (CO),m etano (C H4), mon6 xid o d e c arbo no (CO) e g as nitrog e-nio(N/

A medida que 0 planeta foi esfriand o, agu a liqu i-da foi acurnulando-se nas depressoes da crosta , origi-nando as primeiros lagos e mares da Terra. 0 intensebom bardeam ento por radiacoes solares teria causadoa lte ra co es q uirnic as e lisic as no s c ompo ne nte s d a a tmos-fera e da crosta terrestre, criando coridicoes para 0su rgim ento da v ida .

Com a aparecim ento dos seres v iv os, ha cerca de3,5 bilhoes de anos, um a nova entidade passou a fazerp arte d a c onstitu ic ao d e no sso p la ne ta . A le rn d a litosle ra(constitu ida pelas rochas e pelo solo), da hidrosfera(constitufda pelas aguas) e da atm osfera (constitufdapelo ar), passou a existir a biosfera, representada pelosseres v iv os e pelo ambiente em que v iv em . a termo" bio sfe ra " fo i introd uz id o em 1875 p elo g eo lo go a us tria -co Eduard Suess (1831-1914), durante um a discussaosobre os v aries env olt6rios da Terra. Em 1926 e 1929, 0rnin era log ista ru sso V la dim ir V erna nd sk y (J 863-1945)c on sa grou d efin itiv am en te a te rmo, u tiliz and o- o em d ua sc on fe re nc ia s d e su ce sso .

Zona euf6!ica. (iluminada)

2.000

11.000.. Figura 13.2 Representa\;aoe sq ue rn atic a d os lim ite s d a b io ste ra .

Biosfera e , p orta nto , a r eg ia o d o a rn bie nte te rre s-tre onde ha seres v iv os. Embora esse termo possa noslev ar a pensar em um a cam ada continua de regi6es pro-picias a v ida em torno do planeta, nao e isso a que ocor-reo H a locals tao seca s au ta o frios em que p raticamentenao existe m sere s v iv os. E o caso d as regi5es deserticaslocaliz adas na faixa de 30 norte e su i, onde d escendemm assas de ar secas (v er na figura 17.17, n a pagina 371).A biosfera e ste nd e-se d esde as profunde zas dos ocean osate 0 topo das m als altas rnontanhas. A rnaioria dos se-res v iv os habita regi6es situadas ate 5.000 rn acim a donfv el do m ar. N os oceanos, a m aioria dos seres v iv os v iv ena faixa que v ai da superffcie ate 15 0 m d e p rofu nd id a-de, em bora div ersas especies de anim ais e de bacteriasv iv am a rnais de 9.000 m de profundidade. (F ig. 13.2)

Limite superior aa biesfem Esporos e p61en

Poucas avesmigratorias

Rates

I CAPiTULO 13 FU ND AM ENTO S D A E (O lO GIA 289- ------


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t Populacoes, comunidadese bi6topos

A biosfera e formada por milhoes de especies deseres vivos. As diferentes especies distribuern-se emgrupos de indivfduos, cham ados de populacoes biola-glca s. U rna populacao e urn conjunto de seres de rnes-rna especle que vive em determinada area geograflca.a conjunto de populacoes de diferentes especiesque vivem em uma mesma regiao constitui umacomu-nidade btologlca, tarnbern chamada de biota, oublocenose, a termo "biocenose" (do grego bios, vida, efloi flOS, com urn, pu b I ico) fo! criado em 1877 pelo ZOOiD-go a lernao K a r l Augu st M ti bi us (1825-1908) para ressal-tar a relacao de vida em comurn dos seres que habitamdeterminado local. A cornunidade de uma floresta, porexernplo, compce-se de populacoes de varias especiesde arbustos, arvores, passaros, formigas, microrganismosetc., que convivem e se inter-relacionarn.

Alern de se inter-relacionar; os seres vivos de umacom unidade btolcgica, au seja, as eomponentes bioticosda comunidade, interagem com os componentes nao-vivos do ambiente, denominados componentesabictlcos, Estes cornpreendern aspectos ffsicos egeoqufmicos do meio, constituindo 0biotope (do grego

. b io s, vida, e topos , lugarl, termo que significa "regiaoambiental em que vive a biocenose": No exernplo dafloresta, 6 biotope e a area q u.econtern 0solo (com seusminerals e agua) e a atmosfera {com seus gases, umida-de, temperatura, grau de luminosidade etc.).as fatores fisicos que atuam em determinada re-giao da superficie terrestre constituern 0 dima, que

resulta da acao combinada deluminosidade, tempera-tura, pressao, ventos, urnidade e regime de chuvas.A radiacao solar que atinge a Terra e urn dos principalsdeterrninantes do d ir na , A le rn das radiacees visiveis (Iuz)utilizadas pelosseres autotroficos na fotossintese, a fa -dia~ao solar inelui raios infraverrnelhos, responsaveispelo aquecimento da atmosfera e do solo, 0 que contri-bui para manter na super fi ci e terrestre as temperaturasfavoraveis a vida. A temperatura ambienta! e uma con-dicao e co logie s dec is iv e na distribuicao dos seres vivospelo planets. poucas especies conseguem viver em lu -gares extremamente quentes au fr ie s . A temperatura, porsua vez, influi em outros fatores climaticos, tais como asventos, a umidade relative do ar ea p lu vio sid ad e (fn dic ede chuvas) de uma regiao, (Fig. 13.3)

t Habitat e nicho ecoloqicoo ambients em que vive determinada especie ou

comunidade, caracterizado por suas propriedades ffsi-cas e bioticas.e seu habitat. Ouando dizernos que certaespecie vive na praia e que outra vive na copa das arvo-res, estamos nos referindo aos habitats dessas especies,

Cada especie de ser vivo esta adaptada a seuhabitat. Essa adaptacao refere-se a urn conjunto de re-la90es e de atividades caracterfsticas da especie no lo-cal, desde as tipos de alimento utilizados ate as condi-~oes de reproducao, tipo de rnoradia, habitos, inimigosnaturals, estrategtas de sobrevivencia etc. Esse conjun-to de interacoes adaptativas da especie constitui seunicho ecologico .

.. F ig wa 1 3.3 H ep re se nta ~a o e so ue rn atlca d a d is trib uic ao d a ra dia ~a o so la r n a s up erflc ie te rre stre .P .s re gio es lo ca liza da s n a ta ix a e qu ato ria l re ce be m m aio r q ua nti d ad e d e ra dia ~a o s ola r d o q ue a s situ ad asproxim o d os poles A la titu de . p orta nto , e u rn a d as vsriaveis d ete rm in an te s d as co nd ic oe s d irn atk as d a re gia o.

1290 PARTE III E CO LO GIA


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A pala v ra "niche" (d o ita liano a ntigo niccliio) sig-nifica, originalm ente, um a cav idade ou vao na paredeonde se coloca uma estatua ou imagem . Por extensao,o term o "niche" transmite a nocao de um "arnbienterestrito", qu e in sp irou 0 concerto de niche ecol6gico,desenvolvido em 1927 pelo zoologo ingles CharlesS uthe rlan d E lto n (1900 -1991) . Elton definiu nich o e co-16gic o nos seg uintes term os: "e 0 conjunto de relacoese ativ idades proprias de uma especie, o u se ja , 0 modode v ida iinico e p articular que cada especie explora nohabitat".

D e acordo com 0 biologo ev olucionista ErnstMayr , . ha duas maneiras de entender 0 conceito denicho ecol6gico. Em uma v is ao c la ss ic s, haveria mi-lhares de niches em potencial em uma regiao, algunsdos quais estao ocupados pelas especies que ali v i"v e rn . S eg un do essa interpretacao, 0 nicho e um a pro-priedade do arnbiente. Muito s e co lo gis ta s, porern,consideram 0 niche como uma propriedade da espe-cie que a ocupa, ou se]a, 0 n icho ecol6g ico e entendi-do como uma projecao daquilo que a especte neces-sita do habitat. (Fig. 13.4)Competicao e a princfpia de Gause

Quando duas especies de uma biocenose exp lo-ram niches ecol6gicos semelhantes, estabelece-se en-tre elas uma competlcao por um au mais recursos llmi-tados do rneio, Por exemplo, especies que comem ca-pim, como as gafanhotos e 0gada, competem par ali-m ento quando este e esc asso. P la ntas cu ja s ralzes ocu-pam a mesma regiao do solo competem par agua e parnutrientes minerals lirnitados.

Com base nessas observacoes, 0 cientista russoG e org yi F ra ntse v ic h G au se n 910-1986) concluiu qu e, seduas ou rnaisespecies ocuparem exatarnente 0mesmonicho eco l6g ico , a competicao entre elas sera tao severaque nao poderao conv iv e r. S egundo essa prernissa, quefico u c onh ec id a c omo principle de Gause, ou principleda exclusao competitiva, as niches e co l6 gic os sa o rnu-tuamente exclusiv os e a coexistencia de duas ou maisespecies em um m esm o habitat requer que s eu s n ic hessejam suficienternente diferentes,

o principle de G ause tem side confirm ado por di-v erso s e stu dos, fe itos c om d iferen tes especies d e orga-nism os. 0 proprio G ause v erilicou, em 1934 , que popu-lacces de duas especies do protozuario ciliadoParam ec ium (P . c auda tum e P . a ure lia ) cresciam nOT-malmente quando cu ltiv adas em tubos separados. Noentanto, quando mantidas juntas, a populacao de P.cauda tu m e ra e li m inad a p ela competicao P ar o utro la do ,P. caudaium e P ara me ciu m b ursa ria p od iam c onv iv er

. .. F igura 1 3.4 N ic ho e co l6 gico retere-se a posicaofunciona l de urn organism o em seu ambients,compreendendo seu habitat, suas a tiv id ad es e os recursosq ue e le o bte rn , e nfim , to da s a s a S'i I0. Vive juntoasparedes do tubode cu lt ura... Figura 13.5 Paramecium caudatum e Parameciumbursaria e xp lo ram d ife re nte s n ic he s e co l6 gic os , p od en doconv iver em urn rnesrno tuba de cuttura


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Outros estudos sobre nichos ecol6gicos foram reali-zados com duas especies de cormor6es (corrnorao-negroe cormorao-de-poupaj, aves marinhas que fazem ntnhosnas mesmas regi6es da Inglaterra e se alimentam nas mes-mas aguas, Esses estudos mostraram que 0 cormorao-ne-gro mergulha mais profundamente no mar, alimentando-se de peixes e camar6es, enquanto 0 cormorao-de-poupapesca em aguas mais superficiais, alimentando-se de pe-quenos organismos do plancton. Essas duas especies deaves podem conviver no mesmo habitat porque seus ni-chos eco16gicos sao suficientemente diterentes, elas naocompetem par alimento, um dos principais recursos querestringem 0crescimento populacional. (Fig. 13.6)

A cornpeticao entre duas especies que explorarn mesmo niche eco16gico pode Ievar a tres diferentessituacces: a) a extincao de uma das especies, b) a ex-pulsao de uma das especies do territorio, c) a rnudancade nicho ecologico de uma ou ambas as especies, quedeixam de competir por recursos escassos.

Ecossistemao termo ecossistema foi utilizado pela pri rneira vez

em 1935 pelo ec61ogo ingles Arthur George Tansley(1871-1955) para descrever urna unidad e d iscreta em queseres vivos (biocenose) e componentes nao-vivos(bi6topo) interagem, formando um sistema estavel

oiJ

... Figura 13.7 .. Acima, recife submerso e suacomunidade biol6gica, que vive de maneira altamenteinteqrada. As ilustracoes a direita mostram niveisde orqanizacao da vida no ecossistema do recife.As comunidades biol6gicas, em conjunto com os fatoresnao-vivos do meio (biotope), comp6em 0 ecossistema _

292 _________ PAR lE I II E C O L O ~

Alimenta-ssem aguas_s up erfiC ia is . , -

Corrnorao neqro

... Figura 13.6 a corrnorao-de-poupa eo corrnoraonegro exploram diferentes nichos alimentares em seuhabitat aquatico .

Os princlpios que definern um ecossistema aplicarn-seem todas as escalas, desde um pequeno lago ate 0 nl-vel planetaria. Assim, um ecossistema pode ser tantouma floresta, um lago, uma i1ha, um recife de corais auum aquario auto-suflciente, com plantas, peixes, bacte-rias, algas etc. 0 maier ecossistema do planeta e a pro-pria biosfera, considerada em sua totalidade. (Fig. 13.7)

ORGAN I SMO

POPULA ( _ {AO

COMUN I D AD EB IO LOG ICA

E CO SS I S T EMA


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13.2 Cadeias e teiasalimentares

Conceitos fundamentals na caracterizacao dosecossistem as sao 0 flu xo d e e nerg ia , v ia c ad eia s alimen-tares e teias alirnentares, e a ciclagem d e nu trientes, atra-ves do s c ic Io s b iogeoqufmi co s.

t Os conceitos de cadeia alimentare de teia alimentar

Cadeia alimentar e definida como a serie linearde organismos pela qual flui a energia original mentecaptada pelos seres autotr6ficos fotossintetizantes equim iossintetizantes. Cad a elo da cadeia, representa-do por um organismo, alirnenta-se do organism o que 0precede e serv e de aJimento para a organismo que 0sucede. Na representacao de um a cadeia alim entar con-sidera-se que cada organismo ou especie participantealimenta-se exclusiv am ente de urn outro tipo de orga-nism o. P or exernplo, em um ecossistema de campo, aserie constitufda par plantas de capim, que sao comi-das por gafanhotos, que sao com idos por passarosinsetivoros, que sao com idos por serpentes, constituiuma c ad eia alim en ta r.

Uma cadeia alimentar ger alment e a pr es en ta tres ouquatro elos, sendo raros os casas de mais de seis elos. /o p rim eiro com ponente d e um a cad eia alim entar e sern-p re u rn o rg an ismo autotrofico, em g era l um a alga ou umaplanta. Esse prim eiro com ponente da cadeia e denorni-nado produtor, pois e quem cap ta energia lurninosa (o uenergia quimica, no caso dos quim iossintetizantes) e autiliz e para a sintese de materia organica, a partir desubstancias inorganlcas. Os demais componentes da ca-de ia , denorninados consumidores, u tiliz am a e ne rg ia c ap -tada pelos produtores e arm azenada nas molecules orga-nicas que ingerem com o alim ento.Produtores, consumidorese decompositores

Cada um dos eJos de uma cadeia alimentar cons-titu i um nfvel tr6fico. O s produtores form am 0 primei-ro ruvel tr6fico de qualquer cadeia aiirnentar. Os seresque se aJimentam diretamente dos produtores, deno-minados consumidores p rlma rlo s, c on st it uem 0 segun-do nfvel trofico, os segulntes, que se alimentarn dosc on sumid ores p rlm arios , d en om in ad os consumidoress ec un da rio s, c on stitu em 0 terc eiro n fv el tro fico e a ssimpo r d ia nte . (Fig. 13.8)

Considererncs com o exernplo a cadeia ,alim entarconstitu ida per: plantas de capirn, gafanhotos que se ali-mentam de capirn, passaros que se alimentam dos gafa-nhotos e serpentes que se alimentam dos passaros. Essacad eia alim entar p ossu i quatro nfv eis troficos: 0 prirnei-ro e constitu ido p elas plantas d e cap im (p rod utores]: 0segu nd o, p elos gafanhotos (consumid ores primarios],o terceiro, p elos passaros insetiv oros (consumid ores se-cundariosl, 0quarto e ultimo nfv el tr6fico e constitufdop ela s c ob ra s ( co ns um id ore s terciarlos].

Ao morrer, produtores e consum idores dos div er-sos nfv eis tr6ficos serv em de alimento a certos fungose bacterias. Estes decomp6em a m ateria orgaruca dosseres mortos para obter nutrientes e energia, e por issosao chamados de decompositores. Os decornpositoresutiliz am tarnbem as substancias contidas em residuese excrecoes dos animals. A decornposicao eimportan-te per perm itir a reciclagem dos atomos d e e leme nto squfm icos, que podem voltar a fazer parte de outrosseres v iv os.

Cadeias alimentares nao ocorrem isoladas nosecossistemas, u ma v ez que as relacoes alim entares en-

DECOMPOSITORES(Iungos e baoterias)

CONSUr.:t1qORTERCIARIO

CONSUMIElORSECUNOARIO

CONSUMIOORPRIMARIO

PRODUTOR

....Figura 13.8 Rep r ese llt a< ;ao esquemat ic a ( sem esca la )d e u ma ca de ia a lim en ta r d e te rra firrn e. 0 5 d ecomp osito re sa tuam em to do s o s n ive is d a ca de ia (in dica do p ela se ta ama re la ).

I C,\PiTULO 1 3 F U N D A M EN T O S D A E C O L O G I A 293


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tre os organismos de uma cornunidade sao muito com-plexas. com urn mesmo organismo participando de di-versas cadeias alimentares, ate mesmo em nlveistr6ficos dlferentes. Par exemplo, urn animal que pes-sui alimentacao variada, comendo tanto plantas quan-to outros animals, desempenha 0 papel de consumi-dar primario, no primeiro caso, e de consumidor se-cundario ou terciario, no segundo, Esse e 0 caso daespecie humana que, par ter alimentacao variada, echamada de onivora (do latim omnis , tudo, e vorare,comer, devorar).

As relacoes a lir nen ta res entre os diversos organis-mos de u r n ecossistema costumam ser representadas parrneio de diagrarnas, denominados teias alimentares, auredes aJimentares. Estes compoern-se de d iver sa s cadet-as alimentares interligadas por meio de linhas, que unemos diversos componentes da comunidade entre si, evi-denciando suas relacoes alimentares. (Fig. 13.9)

... F ig ura 1 3.9 R e pre se nta ca o e sq ue rn atic a (s em e sc ala ) d e umate ia a lim en tar q ue oco rre em um ecossistema d e te rra firme ,

t Niveis tr6ficos em ecossistemasterrestres e aquaticos

Na maioria dos ecossistemas terrestres, os pro-dutores sao representados por plantas como arvores,arbustos e plantas herbaceas. No mar enos grandes la-gos, os produtores sao seres rnlcroscopicos. principal-mente bacterias e algas, que flutuam proximo a superff-cie, constituindo 0fitoplancton (do grego pl1yton, planta,e plankton , errante) au plancton fotossintetizante.

294----- PARLE III E CO LO GIA

Os consumidores primaries de uma floresta po-dem variar desde pequenos invertebrados (minhocas,insetos, c ara co is e tc .) ate vertebrados [passaros, roe-dares, ruminantes etc.l No mar e nos lagos, os consu-midores prlrnarios sao as constituintes do zooplancton(do grego lOon , animal), ou plancton nao-fotossinte~tlza nte iestes sao protozoa ri as, pe que nos c rustaceos,vermes, moluscos e larvas de diversas especies.Outros consumidores de fitoplancton, alern dos ani-mais do zooplancton, sao certas especies de peixe.

Os consumidores secundarios e terciarios de umafloresta sao insetos predadores, anffbios e aveslnsetivoras. serpentes, aves de rapina, repteis e marnf-feros carnfvoros, entre outros. No mar e nos lagos, asconsumidores se cunda rlo s e te rc ia rio s sao principalmen-te as peixes. (Fig. 13.10)

DECOMPOSITORES R~~ Fungos. . , . 5 ! : J : ; e bactsriasCONSUMIDORQUATERNARIO

CONSUMIDORTERCIARIO

CPNSUMI.o0RSECUNDARIO

CONSUMI DOR ESI;'RIMARIOS(zooplancton}

PRODUTORES(fitoplancton)

Peixes

~&~ P lancton nao-fotcsslntetizante

(zooplancton)

~~~ P lanclontotossintetizante(fitoplancton)

& Figura 13.10 R epresentay'jo esqusm atica (sem esca la) deuma cad eia a lime nta r marinha N os e co ss is tema s marin ho s, o sp ro du to re s s ao re pre se nta do s p rin cip alme nte p elo fito pla nc to n,H a p eixes em d ife ren te s n ive is tro fkos, d epe nde nd o d e seu tipode alim enta ca o, A seta a ma re la re prese nta a re la c;a o do sd ec ompo sito re s c om to do s o s n iv eis tr6 fic os .


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,. GU IA DE ESTUDOl1li Conceitos baskos em Ecologia1. Conceitue E co lo gia e cornent e por qu e el a e uma cien-cia multidisciplinar.

2. C ornente par que a Ecologia e urn ram o do conheci-m ento qu e, nas til t imas decadas, t e rn assumido impor-t anc ia crescents.

3. Conceitue biosfera,4. Conc ei tu e: a ) populacao bio16gica ; b) comunidade bio-Iogica (biocenose) : c) biotope.

5. Conceitue habitat.6 . Con ce itu e n ic he e co l6 gic o.7. Em qu e consiste 0 principia da exclusao d e Gau se ?8. 0 qu e p od eria ocorrer com d uas espedes qu e comparti-l ha ss em a spec to s impor ta nt es de s eu s niches eoI6gicos?

9 . Conc ei tu e e co ss is tema,U!J Cad eias e teias alim entares10. Conceitue cadeia a l imentar , exempl i ficando.11.0 que s ao n iv e is tr 6fic os ?12..0que sao decornpos it ores?13. Explique 0 que sao teias alimentares.14.0 que sa o o rg an ismo s onivoros?15. Quem sao o s p ro du tores e os consumidores em :

a ) ecossi st emas t er re st re s; b) ecossistemas aquaticos?! I I QUESTOE S pARA PENSAR E D ISC UT IR I16. Q ual dos conceitos d e Ecologia engloba tanto com po-

nentes bioticos como abi6t icos?a) Bi6topo. c) Ecossistema,b ) Comun idade biologica, d) Populacao biol6gica.

17. Cianobacterias e bacterias quimiossintetizantes ocu-pam 0nivel t r6 fi co dosa) consumidores primarios.b) consumidores seeundarios.c) decompositores,d) produtores,C onsidere as inform acoes a seguir para responder asquestries de 18 a 20.Na frase a seguir, os ninneros 1,2 e 3 sucedem e iden-tific am tre s c on ce ito s. "U rn g ru p o d e s a g i i i s (1) v iv e nac o pa d u s a r o o r e : (2) de uma f l o r e s t u ( 3 ) ."296 PARTt I II E CO LO GIA

Escreva as respostas no caderno18. Qual nume ro r efe re -s e a o e co ss is tema?19. Qual mime ro r efe re -s e a popu la cao b io l6gi ca ?20 . Qual mimero r efe re -s e a o hab it at ?21. Uma teia alimentar e constituida por arvores frutife-

ras, bacterias e fungos do solo , coe lhos , capim, serpen-te s, g afa n h oto s, g av i6 es e in se to s fru tiv o ro s ( isto e , quecomern frutos), Os consumidores secundarios sa oa) arvores frutiferas, bacterias e fungos .b ) b acterias e fu ngo s.c) co elh os, serp ente s e g av i6 es.d) serp entes e gavi6es.e ) in se to s frutivoros e gafanhotos.

22 . P em ilon go s-m ach os su gam selv a d e p lantas, en qu an -to p er nilo ng os -feme as s ug am sa ng ue d e a nimals . P od e-se dizer que eles Sao, respectivamente,a) consumidores primaries, ambos.b) consumidores secundarios, ambos.c) consumidor primario: consumidor secundario ousuperior.

d) produtor; consumidor secundario ou supe ri or .e) consumidor secundario: consumidor quaternario,

23 . Onfvora ea) qualquer especie qu e tenha alimentacao diferented a a limen ta cs o h uman a,

b) a denominacao dos organism os qu e ocup am maisd e u rn n iv el trofico n a cad eia alim en tar.c) a especie que ocupa sem pre 0 mesmo n iv el tro ficon a c ad eia a lim en ta r.

d) outra deneminacao dada ao nivel trofico dosdecompositores.

. l i i f i i o l f j W i l IM k h . _24. D ados os habitantes d e u rn lago, esquematize lima teia

alimentar.a) Algas do fi topl an ct on .b) Crustaceos do zooplancton.c ) Pei xe s ( he rb ivo re s) que s e a liment am do fi topl an ct on .d) Peixe s (ca rn ivo re s) qu e se alimentam de outros pe ixes.e) B acterias e fu ngo s. ) Plan ta s l acust re s.g) Pe ixes (he rb ivo re s) que se a limen tam de zooplancton,

25 . Con str ua a s re la ~6 es e xis te nte s, q ua nto a alimentacao,entre os seguintes seres vivos :P lanta s d e alfafaGafanhotosCorruiras (passaro insetivoro)PiolhosVfborasCorujasMosquit os h ema to fa go sCoelhosF ungos e bacterias do solo


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26. Qual dos dois aquarios se assemelha mais a urnecos si st ema? [us ti fi que sua r es pos ta .( )

,. A BIOLOGIA NO VESTIBULARI QUESTOES OBJETIVAS I27. (U F SM - R S) N a re gia o c ia Q ua rta C olonia Italia na, no

e sta do d o RS , e n co ntram -se fra gmento s d e ma ta a tla n-tica, 0 q ue le v ou e ssa re gia o a se r in co rp ora da it Reser -v a da Biosfera da M ata A tlantica, reconhecida pelaUNESCO em 1993. A importancia dessa Re s erv a re si-d e n a g ra nd e b ic div e rsid ad e p re se nte e n o imp ed ime n-to d e su a e xtinc ao.Q ual dos conceitos ecologicos a seguir abrange m aise lemen tos c iab iod iver sidade?a) Especie. d) Comunidade.b) Populacao. e) Habitat.c) Niche.

28. (UFPE) Ao dizer onde uma es pe cie pode se r encontra-da eo que faz no Ingar onde v iv e, estam os inform an-do , r espec ti vamente ,a) nicho ecol6gico e habitat.b ) h ab ita t e n ic ho e co lo gic o.c) h ab ita t e b io to pe .d ) n ic he e co 16gic o e e co ss is tema.e) habitat e eco sistema.

29 . (U FPE) N a figura a seguir esta ilustrado urn im por-tante conceito ecologico q ue e ng lo ba d esd e a maneirapela qualum a especie se alim ents ate suas cond icoesd e r ep ro du cao, h ab ito s, in im ig os n atu ra is e tc . E ste c on -ceito e conhe cid o como

Outros anlrnals da 1---------1mesma especie Predadores

e aguaa ) n iv e is tr ofic os ,b) b io ta o u biocsnose,e ) b io to pe .

d) niche ecol6gieo.e) habitat.

30. (UPSM-RS ) 0conjun to de individuos da mesrr ia espec ieque habi ta de te rminada f eg iao geog ra fi ca e chamadoa) comunidade. d) populacao.b) niche eco16gico. e) bioma.c ) ecos si st ema .

31. (F uv est-S P) 0 c ogume lo shita ke e c ultiv ad o em tron-co s, ond e su as hifa s nu trern-se d as m olec ulas o rga ni-cas com ponentes da m adeira. U ma pessoa, ao com ercogum elos shitake, esta se c omporta nd o c omoa) produtor,b) consumidor primario.c ) c on su rn id or s ec un da rio ,d) consumidor terciario.e) decompositor.

32. C PUC -R S ) O s estudos que visam a protecao d o fito-plancton m arinho sao m uito irnp ortantes para a p re-serv acao d a v ida em nosso planeta. A dest ru ic ao dess etip o d e p lan cton atingiria a ca de ia a lim entar m arinhaju stam ente a o nfv el d osa) consumidores primaries.b) produtores.c ) c on sum idor es s ec un da rio s.d ) c on sum idor es te rc ia rio s.e ) decompos itores,

3 3. (U ta l) 0 e sq uema a ba ix o mostra a s re la co es tr6 fic as emuma p ro prie da de r ura l.

SOLItRIA~.-------~HOMEM ~ 1

GALINHA l PORCOt , - _ _ MILHO __ _ _ _ _ j t

D e acord o com 0 esquema, 0 homem ea ) p ro du to r.b) somente con sum idor p rima rio ,e ) s omente c on su rn id or s ec un da rio .d) somente consumido r t er ci ar io .e) consumidor primario e secundario.

3 4. (UFC -CE) L eia c om a te nc ao 0 te xto a s eg uin"Iodo ana 0 c ic lo da vida se r ep ete n o P anta na l Mato-g ro sse nse . D u ra nte a e sta cso d as c hu v as, o s rio s tra ns-bordam e alagam os cam pos onde se form am banha-dos, lagoas e corixos tem poraries. 0 gado e lev ad o emcom itiv as para as partes altas, A prov eitando a inun-da


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Corn base no texto anterior, qual das alternativas repre-senta uma cadeia alimentar, comecando pelos produto-res e terrninando com os consumidores secundarios?a) rios, ariranhas e peixes;b) pastes, capivaras e oncas:c) campos, gado e capivaras;d) pastes, jacares eaves;e) campos, jaguatiricas e cervos.

35. (UFSCar-SP) Pode-se afirmar que fitoplanctona) e constituido por organismos heterotrofos.b) representa a comunidade dos produtores do

plancton,c) nao depende da presenca de luz para se desenvolver.d) representa a comunidade dos consumidores do

plancton.e) e representado por organismos que se deslocarn ati-

vamente na ag ua ,36. (PUC-Carnpinas-SP) Uma grande area de vegetacao foi

devastada e esse fato provocou a emigracao de diver-sas especies de consumidores primaries para uma co-munidade vizinha em equilfbrio. Espera-se que, nestacornunidade, em urn primeiro momenta,a) aumente 0mimero de consumidores secundarios e

diminua a competicao entre os herbivores.b) aumente 0 ruimero de produtores e diminua a com-

peticao entre os carnivoros.c) aumente 0 ruimero de herbivoros e aumente a com-

peticao entre os carnivores.d) diminua 0mimero de produtores e nao se alterem

as populacoes de consumidores,e) diminua 0 numero de produtores e aumente a com-

peticao entre os herbivoros.37. (Fuvest-SP) 0 modo de nutricao das bacterias e muito

diversificado: existem bacterias fotossintetizan tes, queobtem energia da luz; bacterias quimiossintetizantes,que obtem energia de reacoes quimicas inorganicas:bacterias saprofagicas, que se alimentam de materiaorganica morta; bacterias parasites, que se alimentamde hospedeiros vivos.Indique a alternativa que relaciona corretamente cadaurn dos tipos de bacteria mencionados com sua posi-~ao na teia alimentar.

a)b )c)d)e)

Fotossintet izante Q~imiossintetizante Saprofagica ParasltaD e c o m p o s i lo r P r o d u to r C o n s u m i d o r D e c o m p o s i t o rC o n s u m id o r C o n s u m id O f D e c o m p a s i t o r C o n s u m id o r

P r o d u t o r C o n s u m i d o r D e co m p os ito r D e co m p os ito rP r o d u t o r D e c o m p o s i t o r C o n s u m id o r C o n s u m id o rP r o d u t o r P r o d u lo r D e c o m p o s i lo r C o n s u m id o r

38. (UFPE) Os seres vivos nao sao entidades isoladas. Elesinteragern em seu ambiente com outros seres vivos ecom componentes fisicos e quimicos. Sao afetados pe-~-------

las condicoes desse ambients. Corn relacao ao ecossiste-rna marinho, qual das alternativas e correta?a) 0 Zooplancton e 0 Fitoplancton representam os or-

ganismos produtores (autotroficos) nas cadeias ali-mentares marinhas,

b) Os consumidores secundarios e terciarios, nos ma-res, sao representados principalmente por peixes.

c) No arnbiente marinho, nao existem decompositores.d) As diatomaceas sao os principais representantes do

Zooplancton,e) Todos os seres do ZoopLlncton marinho sao

macrosc6picos.39 . (PUC -RJ) Quando nos referimos ao ecossistema de urn

lago, dois conceitos sao muito importantes: 0 ciclo dosnutrientes e 0 fluxo de energia. A energia necessariaaos proce sse s vitais de todos os elementos deste lago ereintroduzida nes te ecossi st emaa) pela respiracao dos produtores.b) pela captura direta par parte dos consumidores,c) pelo processo fotossintetico,d) pelo armazenamento da energia nas cadeias troficas,e) pela predacao de niveis tr6ficos inferiores.

40. (Uerj) Na rnaioria dos casos, a energia de urn ecos-sistema origina-se da energia solar.A figura a seguir mostra alguns seres componentes doecossistema de urn lago.

Copepoda

InsetaConsidere que, no lago, existam quatro diferentes es-pecies de peixes. Cada uma dessas especies se ali-menta exclusivamente de urn dos quatro componen-tes indicados.o peixe que teria melhores condicoes de desenvolvi-mento, em funcao da disponibilidade energetica, seriao que se alimentasse dea) algas.b) insetos,

c) copepodes,d) crustaceos,

41. (PUC-SP)Em uma lagoa de agua doce, sao encontradosorganismos como microcrustaceos CD,que se alimentamde fitoplancton (II) e sao animais predados por insetosaquaticos (III) e tambem por peixes pequenos (IV).Os insetos, por sua vez, servem de alimento para peixesmaiores (V).Atraves da atividade de certas bacterias (VI)presentes no lago, substancias organicas sao degrada-das e seus produtos, liberados no ambiente, podem serreutilizados por todos os organismos.


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Na ta be la a ba ix o, q ue le tra a pre se nta c or re sp on de nc iac or re ta c om a d esc ric ao ?

a)b)c)d)

P rodu- Consum ido res Consumidores Consumicores Compeliteres P rim arios S ecundarios Terciarios doresI II II I IV VelVI II 111,IVeV Ve VI Ille IVII I I II, IV e V VI III, IVe VII I II le IV V IIlelVV I I II I I lelV 111,IVeV)

42. (Mackenzie-Sf' -Adaptado)

1 \ 1 2 1IA resp eito d a teia alim en tar rep resen tad a acim a, co n-s id er e a s s eguin te s afirrnacoes:I. FWlg0S nao pod em ocupar 0 nivel 1 .I I. Bact er ia s podem ocupar os niveis r e VI.III. A ves podem ocupar os nfv eis II e V.IV. A lgas podem ocupar os niveis I e VI.Qual d as a lte rn ativ a s c or re sp onde a c or re ca o d as a fir -macoes?a) ap ena s Ista correta.b) apenas II e II I es tao corre ta s .c ) a pe na s I I, I II e IV estao corretas.d ) a pe na s 1 , II e III esta o co rreta s.e) apenas IV esta correta,QUESTOES D ISCUR SIVAS

43. (Vunesp) Considere a afirmacao: /IAs populacoes da-q ue le amb ie nte p erte nc em a d ife re nte s e sp ec ie s d e ani-mais e vege ta is".Qu e c on ce ito s e sta o imp lfc ito s n es sa f ra se , s e le v armo sem consideracao:a ) s or ne nte 0 c on ju nto d e populacoes?b) 0 conjun to d e popu la coe s mais 0 ambiente ab i6 ti co?

44. (V unesp ) A tabela mostra u rn exemplo de transferenciade energia em urn ecoss is tema, do qual se considerouuma c ad eia alimentar de predadores.Quantidade de energia (kcallm'/ano)Total Quantidade

Nivels assimilado disponlvel Diferem;;atr6ficos pelos para os nlvelsorgariismos Ir6ficos seguinles

Produtores 21000 9000 12000Consumidores 11 000 4600 6200prirnariosConsumidores 3.500 1500 2000secundariosConsumidores 500 100 400terciarios

B asean do- se n os d ad os da tab ela , re sp ond e:a) A que corresponde a quantidade de energia discri-

m in ad a n a c ol un a "D ife re nc a" ?b) D ificilm ente esta cadeia alim enrar, cujo fluxo de

ene rg ia e st a r ep re se nta do n a ta be la , apresentara con-surnidores quaternaries, P or q ue?

45 . (Fuv e s t-SP) A tabel a a seguir mostra med idas, em m as-sa seca por m etro quadrado (g/m 2), dos cornponentesd e d iv ers os n iv eis tr6 fic os em u rn d ad o e co ss iste rn a.

Nlveis tr6ficos Massa seca (g /m2)Produtores 809

Consumidores prlrnarlos 37Consumidores secundarios 11Consumidores terciarlos 1,5

a) Por que se usa a massa seca por unidade de area(g/m 2), e nao a m assa fresca, para com parar os or-g an ismo s e nc on tra do s n os d iv ers os n iv eis tro fic os ?

b) Explique par que a massa seca diminui progressi-v am en te em cad a niv el tr6 fic o.

c ) e ss e e co ssis te rn a, id en tifiq ue o s n iv eis tr6 fic os o cu -pa do s p or cob ras, gafanhotos, musg os e sap os.

46 . CU FV -MG ) N a m aio ria dos e co ss istema s n atu ra isencontramos varies tipos de produtores e de consu-midores. A existencia de varias op~6e s a limen ta re sinterliga as cadeias em uma teia alimentar, comoexemplificado abaixo,rCom bas e n a fig ura e no s c on ce ito s e co 16 gic os , re so lv ao s Hens :a) A qual(is) ordem lns) de ccnsum idortes) pertencea c ob ra ?

b ) In dep en de ntem ente d a o rd em q ue o cup am , q uan to sco nsumid ores p ertenc em a u rn un ico niv el tr6 fico?

c ) E xp liq ue c omo g av ia o p od eria o cu pa r 0 nive l t r6f icoin ferior ao d a co bra .

! CAPiTULO 13 FUND AM ENTO S D A E CO LO ~ -----,-....,


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299

... Um banco de coral relineuma comunidade de seresmarinhos na qual energia emateria fluem entre os niveistr6ficos (aumento "" 1/20x)

- - -ENERG JA E MATERIANOS ECOSSISTEMAS

14.1 Fluxo de energiae niveis tr6ficoso sol e a principal responsav el pela existencia de

v ida na Terra. Em prim eiro lugar, porque as radiacoes so-l ar es aquecem 0 solo, as massas de agua e 0 a r , c ri andou rn amb ie nte Ia vo ra vel a v id a. Em segu ndo lug ar, po rquea luzso la r e c ap ta da p elo s s eres fo to ss in te tiz an te s e tra ns-ferida de urn organism o para outro, ao longo das cadeiasalim en tares, perm itind o a existencia d e praticam ente to-dos os ecossistem as da Terra. (Fig. 14.1)

A energia lum inosa captada por algas, plantas ebact er ia s fo tossint et izan te s e utilizada na producao desubstancias organicas, nas quais fica arm azenada com oenergia po tencial qu fm ica, A o comer seres fotossin teti-z antes, os consum idores prim aries aprov eitam a energiacontida nas m oleculas das substancias organicas ingeri-das, u tilizando-a em seus processos v itais, inclusiv e nasintese de suas proprias substancias organicas, O s con-sum idores secundarios, par sua v ez , ao com er consumi-

d ore s p rim arie s, u tlliz am as su b sta nc ia s d es te s c omo fo ntede en erg ia, e ass im p or dian te. P ortanto , a transferencia deen ergia n a cadeia alim entar e unldlrecional, ela tem ini-do com a captacao da energia lum inosa pelos prod u tarese term ina com a ar;ao dos decompositores. Em cadanfv el trofico, p arte da energia arm az en ad a nas rnolecu lasorganicas e u tiliz ada na realiz acso de trabalho e liberadana form a de calor. (Fig. 14.2)

Em uma cadeia alirn en tar. p ortan to, a q uantid ad e d eenergia presente em urn nfv e! trofico e sem pre m aior quea energia que pode ser transfetida ao niv el seguinte. lssoocorre porque todos os seres v iv os consomem parte daen erg ia do alim ento para a rnan uten cao de sua prop ria v id ae nao tran sferem essa p arcela para 0nive l t r6fi co segu in te .Por exernplo, do total de m ateria organlca produzida parum a planta, cerca de 15%sao degradados no processo dere sp ira ca o c elu la r, p ro du zin do a e nerg ia n ece ssa ria a rna-nutencao dos processos v itais. O esse m odo, quando co-m em plantas, os herbiv ores tern a su a d is po sic ao a pe na s8 "5%d a e ne rg ia o rig in aimen te a rmaz en ad a n as s ub sta nc ia so rg an ic as p rodu zid as p ela fo to ss fn te se .


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Luz absorvidana atmosfera

(20%)

ATMOSFERA

Luz aproveitada para a II fotossintese (1% a 2%) J

Luz que alinge a """'.superifcie terrestre (45%) ,

"

\

A . Figura 14.1 Representa~ao esquernatica mostrando que mais da metade da radiacao solar que atinge aTerra nao chega ate 0 solo. Aproximadamente 35% dessa radiacao e refletida pelas nuvens e poeira e quase20 % e absorvida pelo vapor d'agua e outras molecules da atmosfera. Da energia solar que chega efetivamentea superficie, apenas de 1% a 2 % sao aproveitados para a fotossfntese.

Sol

Produtor

ENERGIA DISSIPADA NOS DIFERENTES NivEIS TROFICOS

ConsumidorSecundarlo Decompositores

... Figura 14.2 A transterencia de energia ao longo das cadeias alimentares e unidirecional. A energiae gradualmente dissipada ao passar pelos niveis troficos. Os decompositores atuam em todos os niveistr6ficos. (Representacao esquernatica sem escala)

AMm disso, quando um animal come uma plantaau outro animal, parte das rnol ecula s o rgan icas conti-da no alimento nao e aproveitada, sendo eliminada nasfezes. Par exemplo, urn herbivore consegue aproveitarapenas lO % da energia contida no alimento que inge-re. 0 restante, cerca de 90%, e eliminado nas subs-tancias que cornpcern as fezes do animal. Da energiaefetivamente aproveitada, cerca de 15% a 20% sao em-pregados na rnanutencao do metabolismo, e 0 que sa-bra fica armazenada nas substancias que compoern ostecidos corporais.

Quando come um herbivoro, urn carnivoro apro-veita aproximadamente 50% da energia disponfvel noalimento que ingere, sendo 0restante eliminado nas Ie-zes. Da metade aproveitada, 15% a 20% sao utilizadosna rnanutencao do metabolismo. 0mesmo ocorre nosnfveis tr6ficos seguintes.

Assirn, a energia captada originalmente do Sol vaise dissipando como calor ao longo dos niveis tr6ficosdos ecossistemas. Conseqiientemente. para rnanter-se,estes dependem da absorcao constante de energia lu -rninosa do Sol. (Fig. J 4.3, na pagina seguinte)~ ----~-------~------.....CAPiTULO 14 E NE RG IA E M ATE RIA NO S E CO SS IS TtM AS 301~------------------


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C D Energia assimilada pelas plantas Perda de energia na respiracao vegetalo Energia disponivel para os herbivoros8) Perda de energia nas fezes des herbivorosC D Energia assimilada pelos herbivoros Perda de energia na rsspiracao dos herbivoroso Energia disponivel para os carnivoros Perda de energia nas fezes dos carnivoros Energia assimilada pelos carnivoros@ Perdas de energia na respiracao dos carnivoros@ Energia disponlvel para 0 nivel seguinte

"'__---+@,---C D

Fluxo de

A Figura 14.3 R e pre se nta cao qra fica d as q ua ntida de s de en erg ia dispo nlve is p ara ca da n ive l tr6fico de um acad eia a lim entar. A cad a n ivel, p arte d a e ne rg ia e d is sip ad a c om o c alo r, d ura nte a s a tiv id ad es m eta b6 lic as d oso rg an is mo s, e p arte e e lim in ad a n as tezes. 0 q ue sa bra p od e se r tran sfe rid o ao nive l tr6 fico sequinte.

Plramides de energia de piramide, que constituem as chamadas plramidesde energia. Nesse tipo de representacao, a base corres-ponde ao nfvel tr6fieo dos produtores e, na sequencia,sao representados os niveis dos consumidores pri-maries, dos eonsumidores secundarios e assim por dian-te, A largura de cada ruvel representa a quantidade deenergia presente na materia organica disponfvel para 0nfvel trofico seguinte. (Pig. 14.4)

Amassa total de materia organics contida em urnser vivo (au em urn eonjunto de seres vivos) e abiomassa, eJa reflete a quantidade de energia qufrnicapotencial disponfvel para 0 nivel tr6fieo seguinte.Em uma teia alimentar, a biomassa contida em cada ni-vel trofico pode ser representada par graficos em formao

r=JC2

Nivel dosNivel dosconsu midoresseeundarios (C2J -7"'--------",.L--...",.--

p

A Figura 14.4 Um a p ira rnid e de en ergia m ostra a q uan tida de d e e ne rg ia q uim icap ote nc ia l d is po niv el e m c ad a n iv el tr6 fic o d e u m e co ss is te rn a: A s ra prs se nta co es p od em

, s er ta nto p la na s (A ) c om o trid im en sio na is (B) , A s p ira rn id es d e b ioma ss a te rn fo rm asemelhante a d as p ira mid es de en erg ia, p ais a m assa de m ate ria orq anica re fle tea q ua ntida de de e nerg ia q ufm ica d ispo nfvel em ca da n ive l trofico .


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ourro tipo de representacao grafica, denom ina-d a p iramid e de numeros, e utiliz ado para indicar aquantidade de indiv fduos existentes em cada nfv eltr6fico de uma cadeia alimentar. Por exernplo, na ca-deia alirnentar formada por capirn, gafanhotos e sa-pos, um a pirarnide de ruirneros m ostra a quantidadede plantas existente no niv el dos produ tores, a quanti-dade de gafanhotos no nfv el dos consum idores pri-maries e a quantidade de sapos no niv ei dos consu-m idores secundarios, Ev entualm ente, se ha apenasum produtor de grande tamanho (uma arv ore, porexernplol e m uitos consum idores secundarios (lagar-tas de borboleta, por exemplo), 0 grafico nao teraformato de pirarnide. apesar de receber essa deno-rninacao. (Fig. J 4.5)

0 conceito de produtividadeo estudo da transferencia de energia entre seres

v i v os p er te nc en te s a n fv e is tr ofic os d ife re nt es e d e g ran -de importancia para a humanidade, uma v ez que a es-

700C,r-~~~--~~----~P

CONSUMIOORSECUNOARIO

CONSUMIOORPRIMARIO

PRODUTOR ~

pede hurnana participa de div ersas cadeias alim enta-res, tanto d e terra firrne q uanto aq uaticas.

Q uanto rnenos nfv eis tr6ficos u ma cad eia alim en-tar apresentar, m en or sera a dissipacao energetics aolongo deIa, uma v ez que as rnaiores perdas de energiaacontecern, precisam ente, na transferencia de m ateriaorganica de um nfv eI tr6fico para ou tro. Por exem plo, eprecise utiliz ar quase uma toneIada de v egetais paraalimentar um nurnero de coelhos que forneca apenas2 50 k g d e c arn e. P ortan to , e menos d isp end io so, em bo-ra nem sernpre adequado ao paladar hum ane, utiliz ard iretam ente v egetais com o alim ento, pois assim se ev i-ta a perda energetica que ocorre na transferencia para 0n fv e l d os h er bfv o ro s. (Fig. 14.6, n a p ag in a se gu in te )Produtividade primaria

o total d e energia luminosa efetiv am ente cap tad apelos seres autotr6ficos, ou seja, a quantidade de ener-gia qu e os seres fotossintetiz antes conseguem conv er-ter em biomassa, em determ inado interv ale de tempo,c on st it ui a c hamada produtividade p rima ri a bru ta (PPB ).

C2c,P

CONSUMIDORPRIMARIO

PRODUTOR

Figura 14.5 P ir~mid es d e nOme ro s. A . A fo rm a tfp ica d e p ir~mid e, c om b as e la rg a e a pke e stre ito , re pre se ntac ade ias a limenta res nas qua is 05 p ro duto re s s ao p la nta s p eq ue na s (c ap im . p or e xemp lo ) e o s h erb iv ore s e p re da do re ss ao re la tiv am en te g ra nd es . B . N o g rM ico re pre se nta tiv o d e ca de ia s a lim en ta re s em q ue o s p ro duto re s s ao d e g ra nd etama nh o (uma a rv ore , p or e xemp lo ) e o s h erb iv oro s s ao re la tiv am en te p eq ue no s (la qa rta s, p or e xemp lo ), a b as e d ografico e re du zid a, fo rm ando uma p ira rn id e a tip ic a. ( R ep re se nta ca o e sque rn atic a. s em esc ala ).----------ICAPiTULO 1 4 E N E R G IA E M A T E R I A N O S E C O S S I S T E M A S 303-- ----..::...........!


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....Figura 14 . .6 P rodutos de origem vegeta l sao , em m edia . de prcducao m ais bara ta queo s de orig em a nim al; pa ra a lim enta r o s a nim ais. e p reciso in ve stir n a fo rm aca o d as pa sta gen s.

C om o ja virnos, parte da energia luminosa armaze-nada na m ateria organica e gasta na respiracao celulardo proprio organisrno totossintetizante, p ar a s up rir suasnecessidades basicas de sobrevivencia, A penas a quan-tidade de energia que sobra fica arm azenada na bio-massa. A energia armazenada na biom assa dos produ-tares, m edida durante urn determ inado interv ale detempo, constitui a produtividade primarla Ifquida(PPL). E . essa energia que esta realmente disponivelpara 0 nivel tr6fico segulnte A ssim , representando asperdas energeticas na respiracao c elu la r p ar R , temos:PPL"" PPB - R.

A eficiencia des produtores de u rn ecossistem a p o-de ser av aliada pela produtiv idade primaria liquidaUrn estudo mostrou que certos ecossisternas rnarinhos,

P

P r odu t iv id adesecundariaI fq uid a ( P S L )

P r od utiv id ad e p rlrn arla liq uld a ( P P L )P r od utiv id ad e p rirn aria b ru la ( P PB )

....Figura 14 .7 A . P irarn ide que m ostra a re lacao entree ne rg ia e p ro dutiv id ad e. A p ro dutiv id ad e p rirn aria liq uid ae re la tiv am en te m aio r n os e co ss is te ma s m arin ho s q uenos de te rra firrne , porque os produto res do fitop lancton (B )te rn cre scim en to ra pid o e a cum ulam p ouca m ate ria o rq anicaem s eu s c orp os (m ic ro gra fia d o m ic ro sc op ic optico): E m umafloresta (C ) o corre oin verso : a s a rvo res cre sce m len ta me nte eacum ula m m ulta m ateria o rg 'a nica em se us troncos,

L -~---- -1P A R T E I II ECOLOGIA04

em que os produtores sao principalm ente algas. p rodu-zem rnais materia orgarrica por ana do que uma florestatropical, onde os produ tores sao representados par di-v ersos tipos de p lanta.

A explicacao para a ma io r p ro du 1:iv id ad e d as a lg ase que nelas nao ha, c omo na s p la nta s. te cid os nao-pro-dutivos, isto e. que nao fazem fotossintese, como ma-deira . fibras etc . P or ser curto , 0 ciclo de v ida das algaspossibilita que a quantidade de energia p ar e las absor-v ida seja rap idam ente liberada peIa rnorte e decompo-sicao dos indivfduos, sem hav er acumulo d e b iomas sa .P ar o utr o lade, em uma floresta, grande parte da ener-gia absorv ida na Iotossintese fica armazenada na ma-d eira d as arv ores, constituindo urna biomassa irnprodu-tiv a e de longa duracao, (F ig. 14.7)


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Produtividade secundariaProdutividade secundarla liqulda (PSL) refere-sea quantidade de materia organica armazenada no corpo

de urn animal herbfvoro em determinado intervalo detempo; ela corresponde a energia que 0 herbivoro con-seguiu absorver dos alimentos que ingeriu, ja subtraidoa que foi gasto para manter seu metabolismo.

Par exemplo, com uma tonelada de alfafa pode-sealirnentar urn bezerro au trezentos coelhos. A quantidadede came produzida a partir dessa alfaasera a mesma, masos coelhos estarao prontos para 0 abate em 30 dias, en-quanto 0 bezerro precisara de 120dias. Portanto a PSLdoscoelhos e quatro vezes maiorque ados bezerros. (Fig. J 4.8)

14.2 Ciclos biogeoquimicosCom a morte dos organismos au perda de partes

de seu corpo, a materia organica e degradada, e os ato-mas que a constitufam retornam ao arnbiente, on de po-

derao ser incorporados por outros seres vivos. Uma vezque as Momos dos diversos elementos quimicos quefaziam parte de seres vivos voltam ao ambiente nao-vivo, fala-se em clclos btogeoqufmlcos (do grego bios,vida, e qeo , Terra), para se ressa! ta r 0 fato de que os ele-mentos qufmicos circulam entre as seres vivos (biosfera]eo planeta (atmosfera, hidrosfera e litosfera).

Se nao houvesse esse reaproveitamento dos com-ponentes da materia dos cadaveres, atomos de algunsdos elementos qufmicos fundamentais para a cons-tituicao de novos seres vivos poderiam se esgotaro processo de reciclagem dos atomos na naturezae realizado prLncipalmente por certos fungus e bacteriasdecompositores. Nutrindo-se dos cadaveres e das fe-zes dos mais diversos seres vivos, as decompositorespromovem a degradacao destes, transformando as mo-leculas de suas substancias organicas em molecules maissimples, que passam para 0 ambiente nao-vivo e po-dern ser reutilizadas poroutros seres como materia-pri-ma para a producao de suas substancias organicas.

Pesocorporal8,3 kg Consumo diario de feno120 dias fsno0,9 kg Ganho de peso por dia109 kg Ganho de peso com 1 t de feno

2 keal Perda diaria de ca lor

33,3 kg303,6 kg109 kg

80.000 kcal.. Figura 14.8 A produtividade secundaria l lquida (PSL) de coelhos E o cerca de quatro vezes maior quea do gado bovino. 0calculo de produtividade leva em conta que, com a mesma quantidade dealimento, coelhos ficam prontos para 0 abate em um quarto do tempo que e necessario ao gada.(Segun do Phillipson, J., 1977)

,.--._--CAI'iTULO 1 4 E N E R G I A E M A T E R IA N O S E C O SS IS T E M A S 305_ _ _ _


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t Cicio daaquaEmbora a agua nao seja formada par urn elem en-

to q ufm ico e si m por mol ecu Ias qu e contern atornos dehid rogenio e oxigenio, 0 clclo da agua e impor ta nteporque essa substancia esta associada aos processosmetab6licos de todos as seres v iv os. 0 ciclo da aguapode ser considerado sob dois aspectos: 0 pequenociclo, ou ciclo curto, e a grande ciclo, ou ciclo longo,o pequeno ciclo da agua e aquele do qual naoparticipam os seres v iv os. Nele, a agua dos oceanos,lagos, rios, geleiras e mesmo a em bebida no solo ev a-p or a, p as sa ndo a form a gasosa. Nas camadas mais sl-ta s d a a tm os fe ra , 0 v apor d ' agu a cond en sa-se e origi nanuv ens, a partir das quais retom a a crosta terrestre naforma de chuv a. 0 ciclo das chuv as contribuiu no pas-sado e ainda contribui para tam ar 0 clim a da Terra fa-vorave l a vida .o grande dclo da agua e aquele do qual partici-pam as seres v iv os. Em um ecossistema de terra firme,par exemplo, as plantas absorv em , par meio de suasraizes, aagua infiltrada no solo. AMm de ser solv ente ereagente d e inumeras reacoes qu irnicas in tracelu lares,a agu a e uma d as rnaterias-p rim as d a foto ssfntese, seu s

Atmosfera Mov,imenlo das nuvens

Nuvens

C o n d e n s a < ; : a o(chuva)PEQUENOC I C L O

atom os de hidrogenio faz em parte dos glicfdios produ-z idos, e seus atomos de oxigenio unern-se dois a dois,form and o a gas oxigenio (0) liberado para a atm osfera.N a respiracao, as plantas degradam as m olecules arga-nicas que elas mesmas fabricaram , obtendo energia eliberando gas carbonico e agua.

A s plantas perdem agua continuam ente por trans-p ir ac ao , p rin cip alme nte d ura nte 0 dia, quando seus es-tom atos estao abertos. A transp iracao e es sen cia l p araque a agua absorv ida pelas rafzes seja conduz ida ate asfolhas, nas quais ocorre a fotossintese A liberacao daagua na forma de v apor pelos estomatos, alem de res-friar a planta, contribui para a rnanutencao de um graude um idade do ar fav orav el a vida .

A agua tam be m partici pa de in L i meros p rocesses d om etabolism o anim al. A nim ais obtern agua bebendo-aou ingerindo-a em alim entos, por outro lado, estao con-tinuam ente perdendo agua do corpo na urina, nas fezese p or m eio d a transp iracao.

Parte da agua que as plantas e os animais absor-v em e utilizada na sintese de outras substancias, fican-do incorporada nos tecidos anim ais au v egetais ate suamo rte , q ua ndo e dev alv ida ao am biente pela acao dosdecomposi tores. (Fig. 14.9)

Oondensacao(chuva)

Transpirag8,o e resplraeaode plantas e animais

GRANDEC I C L O

. a . Figura 14.90 Representacao ssquematka do cicio da agua na natureza,

E : _ 3 _ 0 _ 6 - _ - _ - _ - _ _ - - - M _ R _ T E _ I I _ I _ . _ E C _ O _ L _ O _ G _ I ~ A I


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, Cicio do carbonao clclo do carbono consiste na passagem de ato-

m os de carbona (C) p resentes nas m oleculas de gas car-bo nic o (C 02) d isp on iv e is n o e co ssistema p ara rn ole cu la sque constituem as substancias organicas dos seres v iv os(proteinas, glicfdios. lip idios etc .), e v ice-v ersa. 0 gascarbonico e captado pelos seres autotroficos e seus ato-mos sa o u tiliz ad os n a sin te se d e mole cu le s o rg an ic as, c ujoc on stitu in te fu nd amen ta l e o c arb on o.

Como ja m encionam os, parte substancial das m o-I ec ula s o rg an ic as p ro du z id as n a fo to ss fn te se e degrade-da pelo pr6prio organism o fotossintetiz ante em sua res-piracao celular, para a obtencao da energia necessariaao m etabolism o. N esse processo, 0 carbono e devolvi -do ao ambiente na forma de CO 2. a re stante d a m ate riaorganica produzida na fotossfntese passa a constitu ir abiom assa dos produtores. 0 carbono constituinte da bio-massa pode ter dois destines: ser transferido aos ani-m ais herbiv ores ou ser restitu fdo ao arnbiente na form ade CO 2 , com a morte do organismo produtor e a degra-d aca o d e su a m ate ria organic a p elos d ecomp ositores.

N os herbfv oros, com o v im os no item 14.1, a m aiorp arte d a e nerg ia co ntid a no alim en to inge rid o na o e apro-v eitada, sen do elim inada nas fez es, qu e sofrem acao dosd ecompos ito re s. D a s s ub sta nc ia s o rg an ic as in co rp or ad asp elas ce lu la s d o he rbiv ore , grand e p arte e degradada na

re sp ira ca o c elu la r p ara fo rn ec er e ne rg ia rn eta bo lic a, n es-s a degr adacao, 0 carbono e Iiberado na forma de CO ,.A o utra p arte d as su bsta nc ia s a lim en ta re s o rig in alm en teob tid a d os p ra du tore s e utiliz ada na sfntese das subs-tanc ias organic as d o he rbiv ore, p assa nd o a constitu ir su abiom assa. Esta podera ser transferida a um carniv ora oud ec omposta p elo s d ec omposito re s. A ssim , 0c ar bono c ap -tad o na fotossintese v ai p assa nd o d e u rn niv el trofico p araoutro e, ao m esm o tem po, retornando aos poucos a at-m osfera, com o resultado da respiracao dos proprios or-ganism os e da a< ;ao dos decom positores, que atuam emto do s o s n fv e is tr6 fic os. (F ig . 1 4.1 0)Combustfveis f6sseis

Em certas condicoes ocorridas no passado, restose cadav eres de grande quantidade de organismos ded iv erso s n fv e is tro fic os (m ic ro rg an ismos, p la nc to n, a ni-m ais etc.l nao forarn decom postos, geralm ente por te-rem side rapidam ente sepultados no fundo do m ar, sobdepositos de sedimentos que depois se tornaram ro-chas. O s residuos organicos desses seres soterrados ti -v eram suas rnoleculas preserv adas da ar;ao dos decem -positores, nelas m antendo a energia potencial quim icaorigina!m ente captada do Sol, pela fotossfntese. Essassu bstanc ias org anica s sofre ram le ntas transforrnac oes eoriginararn os cham ados com bustfv els fossels, com o a

AssrnuacaopelafotossinteseC O 2 atrnostenco

decompositores.. Figura 1 4.10 R epra senta cao esquernatica do cicio do carbono .A qui e sta o re pre se nta do s a pe na s o s n ive is d os p ro duto re s e d os h erb ivo ro s.A passa gem do ca rbo no para os dem ais niveis tr6ficos o eorre de m an eira sem elh ante.


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ca rvao m ine ral . 0ga s na tu ra l e 0 pe tr6 le o. A e ne rg ia co n-tida nas m olecules que form am esses com bustive is fo i,portanto, orig ina l mente captada da luz so lar por meioda fo to ss in te se . m ilh oe s de an os arras. (Fig. 14.1 I )

A utilizacao de combus tfv e is tosseis pela especieh um an a tem re stitu fd o a atmosfera , na forma de CO 2,atornos de carbono que ficaram fora de circu lacao du-[ante rni lhoes de anos. D evido a queima desses com -b ustfve is , a co nce ntra ca o d e g as ca rb on ico n a a tm osfe raaum entou, nos ultirnos 100 a nos, d e 0.029% p ara q ua se0,04%. Emb ora p oss a p are ce r in sig nifica nte , e ss e a ume n-to represents, em termos proporciona is, quase 40% .D e acordo com rnuitos cientistas, 0aumento do teor deCO, na a tmosf era esta provocando a elevacao da tem -peratura m edia da T erra. em decorrencia do aumento doefeito e stu fa (e sse e fe ito se ra e stu da do no ca pitulo 18).

... F ig ura 1 4.1 1 A . R ep re se nta ~C io e sq ue rn atica d a fo rm a\;a o d ecombustfveisosses. E s se sfo rm aram-s e de re sto s o rg an ico s d eseres que viveramno passado e que escaparam da acao do sdecompositores. B.Apos permanecerem milhoes d e a no s sobpressao entre as cama da s d e ro ch a, o s re sto s o rg an ico s o rig in am a ssubstances ca ns titu in te s d o petr6 1e o e do gas natu ra l (me tana )

308 ~ _ A R _ T E _ I _ I I _ . _ E _ C _ O _ L D G i A ] _ G _ I A _ '

C icio do nitroqenioo ciclo do nltrogenlo con siste n a pa ssa gem d e ate-

mas de nitrogenio de s ub sta nc ia s in or ga nic as do meioffs ic o p ara mo le cu le s o rg an ic as constituintes des seresvivos, e vice-versa. A tom os de nitrogenio fa zem p arted e d iv er sa s subs tancia s o rganic a s, sen do a s m ais im po r-ta nte s a s p ro te fn as e os acidos nudeicos.o maior reservatorio de nitrogenio do p la ne ta e aatm osfe ra . o nd e e sse elem en to quimico se encontra nafo rm a d eg as n i tro ge n io ou n itro ge nio m ol e cu l a r (N2J . per-fazendo cerca de 79% do volume do ar atrnosferico .A g ra nd e m aio ria d os sere s vivos, entretanto, nao c on se -gue u ti liza r nitrogenio na fo rma mo le cu la r ( N 2 1 e , p ar iS50.depende de um as poucas especies de bacteria . conheci-das genericam ente com o b ac te ria s fix ad ora s de nitro-genio, c apaz es de u tiliz ar d ire tamen te 0 N

"incorporan-

d o o s a torn os d e n itro ge nio em su as m ole cu le s o rg an icas.Essa incorporacao e denominada fixa~ao do nltrogenlo.Hxacao do nitroqenio e nitrificacao

Algumas bacterias de vida livre . entre e las as ciano-bac te r ia s , f ixam nit rogenio da a tmosfe ra . O u t ra s bacteriasfix ad ora s d e nitrcgenio. no entanto , v ivem no interior decelulas d e o rg an ismo s eucarioticos E sse eo caso dasbacterias d o g en era Rhizobium ( riz 6bio s ). que vivern as-so cia da s p rin cip alm en te a s rafzes de p la nta s J e gum in os as( fe ija o , s o ja . e rv ilh a e tc .) . E s sas bacterias in va dem as ra lz esde plantas [ovens, insta lando-se e reproduzindo-se noin terior de suas celulas. As bacterias estimulam a mul-tiplicacao das ceiulas in fectadas, a que leva a formacaod e tumo re s, d en om in ad os n6dulos. Gra~as a associacaocom o s rizo bio s, a s p lan tas le gumin osa s po dem vive remsolos pobres em com postos n itrogenados, nos quais ou-tras p lantas nao se desenvo lvem bern. O s riz6b ios, porsu a vet; tarnbern se beneficiam com a associacao, poisu tiliz arn c omo a l imento s ub sta nc ia s o rg an ic as fa br ic ad aspela planta, Ao morrer e se decompor, as p lantas legu-minosas llberarn, em forma de amenia, 0 nitrogenio desuas mo lecu le s o rganicas, fe rt iliz ando 0solo. (Fig. 14.12)

A lg um as p la nta s c on se gu em a pro ve ita r d ire ta rn en -te a amenia , mas 0 com posto nitrogenado m ais ernpre-gada pelos vegeta is e a nitrato (NO;). 0 processo deformacao de nitratos no so lo e denominado nitriftcacao,e s ua o co rre nc ia da-se pela a


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Solo

IPe l o asso rvent s t

Penstracao dasbacterias na raiz

Rhizobium sp. no inter io rda celula da raiz

N itr os om o n as s p.2 NH, + 31 2 NO; + 2 Hp + 2 W + ENERGJAamenia ga s

oxigenioagualtrlto

o nitrite e texico p ara as pla ntas, m as raram entese acumula no solo por muito tempo, pois e imediata-m ente oxidado por bacterias d o g en ero Nitrobader, queo transfo rm am em nitrates. Essa re ac ao ta rnb ern lib erae ne rg ia , u tiliz ad a p ela s b ac te ria s em s eu meta bo lismo .

Nitrobaaer sp.2 NO; + O 2 2 NO~ + ENERGIAnitrite g a soxlgenlo

nltrato

C om postos que liberam nitratos sao altam ente so-hiveis em agua , 0q ue fa cilita s ua a ss irn ila ca o p ela s p la n-tas ; estas absorvem os nitratos d issolv idos na agua que

... F igura 14 .12 A. R epresentat;ao esquernatica (sem escala) deum a raiz de legum inosa sendo infectada par bacterias do generaRhizobium. O s rizobios penetram nas rafzes da planta por meio dosp el o s a bs orv en te s. D e po is , n as ce lu la s m ais in te rn as d as ra iz es ,in du zem a rn ultlp lka ca o ce lu la r, 0 que le va a fo rm aca o d e n od ule s.B . N odulos na reiz de um a e sp ecie d e fe ijC io . C. Mic rogra fia , co lo r izadaar ti fi ci almente , de bac te ri as R h izob ium /egum inosa rum, obse rvadas aom ic ro sc op ic e le tr6 nic o d e v arre du ra ( aumento = 1 5,0 00 x).

pene tra nos pelos abso rventes d as raizes. 0nitrogenioque comp6e 0 nitra to passa a fazer parte de m oleculesorganicas vegeta is, principa lm ente protefnas e acidosnucleicos. Q uando as plantas sao com Jdas par herbfvo-ros, as s ub sta nc ia s o rg an ic as n itro ge na da s s ao utiliza-das para a cons ti tu i cao das molecules anim als. 0 rnes-mo ocorre nos nfveis tr6ficos superiores das cadeiasa l ime n tares.

A degradacao de prote fnas e de acidos nucle icosq ue ocorre no m eta bolism o anim al prod uz com posto s ni-trogen ados de nom in ados gen erica mente excre coes, ouexcretes, com o am enia, ure ia e acido urico, que sao eli-m ina dos no am biente. P ela a


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DesnitrificacaoE nqu anto uma p arte d os com postos nitrogenad os

p re se nte s n o so lo sofre n itrific ac ao . o utra so fre desnitri-ficat;ao, processo realizado par bacterias do solo, de-n om in ad as g en er ic ament e bacterias desnitrificantes.Estas, para obter energia, degradam compostosnitrogen ad os liberand o gas nitrogenio (N), q ue r eto rn aa atmosfera. (Fig. 14.13)Adubacao verde

Os agricultores interferem deliberadam ente no ci-cia do nitrogenio com a objetiv o de obter maior pro-dutividade em suas culturas. U ma das maneiras de au-rnentar a quantidade de nitrogenio disponfvel no soloe por meio do cultiv o de plantas leguminosas, comoso ja , a lfa fa , fe ija o, e rv ilh a etc., que abrigam em suasraizes bacterias fixadoras de nitrogenio do generaRhizobium. A s legum inosas podem ser plantadas tan-to junto com plantas nao-legurninosas, nas chamadasplantacoes consorciadas, com o em perfodos altern a-dos com 0 c ultiv o d e ou tra s p la ntas, p rocesso charnadod e ro ta ca o de culturas.

FIXAQAO DONITROGENIOATMOSFERICO

Em cam pos experim entais p lantados com legurni-nosas com o alfafa e soja, verificou-se aumento de ate100 v ezes na quantidade de nitrogenio fixado, em rela-~ao a urn ecossistem a natura l. C onhecido com o aduba-t;aO verde, 0 u so d e le gum in osa s e urn metodo e fic az d efert i l izacao d o so lo .

Dutra maneira de m odificar a cicio do nitrcgenio epela fixacao industrial desse elem ento, a partir da at-m osfera. E sse proce sso e u tiliz ad o na Ia bric aca o d e c om -postos nitrogenados utilizados com o fertilizantes dosolo, conhecidos c om o ad ubos qu fm icos. (Fig. 14.14) C ic io do oxiqenlo

o ciclo do oxigenlo consiste na passagem de ato-m os de oxigenio d e c ompos to s inorganicos d o ambi en tep ara su bstanc ias organicas d os se re s v iv os, e v ice-v ersa.Trata-se de urn ciclo c omp le xo , p ois 0oxigenio (0) e utili-zado e liberado pelos seres v ivo s na form a d e substan-cias diversas, c omo g as c ar bo ni co (CO), ga s oxigenio (02)e agua (HpJ. 0 p rin cip al re se rv at6 rio d e o xig enio p ara o sse re s v iv os e a a tm osfera, ond e e sse elem ento se encon-tra na form a de gas oxigenio e de gas carbonico.

N 2 atrnostsrtcoDESNITRIFICA9Ao

A Figura 14.13 Representa


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. & . Figura 14.14 A hum anidade interfe re no oclo do nitrcqenio (om 0 fim de aum entar a prcduca o agrico la.Na toto a ssquerda. consorcio d e cu ltu ra s d e la ra nja e fe ija o. a s a du bo s q uim ico 5 contem, entre outros elementos ,n itro g@ nio n a fo rm a d e nitrates (foto a direi ta) ,

02 e utiliz ado na respiracao aer6bica de plan-tas e animals. Nesse processo, as M amas de oxigenioc om bina rn-se c om atom os d e hidrogenio. form an do mo-lecu las de agua Estas podem ser u tiliz adas na slntesede outras substancias, de modo que seus atomos deoxige nio ficam faz end o pa rte delas.o CO 2 atmosferico e utilizado no processo defotosslntese e seus atornos de oxigenio passam a fa-z er parte da materia organics das plantas, Pela res-

piracao celular, e tarnbern pela decom posicao dessama te ria o rg an ic a, 0 oxigenio e restitufdo a atmosfe-ra , fazendo parte de molecules de agua e de gascarbonico.

Assim , gas oxigenio, gas carbonico e agua, queconstitu em a s tres p rinc ip als fontes inorga nic as de ato-m os de oxigenio para os seres v iv os, estao constante-m ente trocando atom os entre si, durante os processosme ta b6 lic os d a b io sfe ra . (Fig. 14.15)

Hp (vapor) O2 atrnosterlco

e n>:lJ::- ' = -o, m0-~ Transplracao animalI::m'0c:oo

RespiraC;80

CO2 atrnosterloo'-----

.A Figura 14.15 R ep re se n ta o;a o e sq ue rn atic a d o c ic io d o o xiq e nio . F o ram re p re se n ta da sa pe na s a lg um as d as m a is im p orta nte s v ia s d e u tiliz aca o e lib era o;a o d es se e lem en to .

~o 1 4 E N E R G IA E M A T E R IA N OS E CO S S I S T E M A S _ _ 311


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QUADRO 14.1 A camada de ozonio que protege a Terra

... Figura 14.16 Re pre se nta o:a o e sq ue rn atic a d a fo rma ca o d e o zo nio .N es sa re ac ao , a le rn d e 02 e d e o xiq en io a to rn ic o (0), ha um te rc eiro partic ip ante ,g en eric amente c hamad o "te rc eiro ro rp o" (T), q ue a ge c omo c ata lis ad or. terceiro corp o pode ser tanto um a rnotecu la de 6xid o n itro so (N 02) comoum a outra m ole cule de 02'

Nascamadas mais altas da at-mosfera, uma das formas de radia-~ao ultravialeta emitida pelo Sol(ultravioleta curta) causa a rupturade uma certa quantidade de mOle-culas de gas oxiqenio (2), com li-beracao de atornos isolados. queimediatamente reagem com mole-culas de gas oxiqsnio, formando agas ozonic (0). Essarea


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Cicio do f6sforoAlern da agua , do c arb on a (el, do nitrogenio [N ) e

do oxigenio (0), tambern 0 fosforo (P) e importante paraas seres vivos. Atornos d es se elemen to Iazern p arte, p arexernplo, do ma te ri al hereditario e das molecules ener-geticas de A T P .

Em ce rto s a sp ec to s, 0clclo do fosforc e mais s im -ples que os ciclos do carbono e do nitrogenio, pols, com onao ha muitos compostos gasosos de fosforo, nao hapassagem de atomos desse elemento pela atmosfera.O utra raz jio para a sim plicidade do ciclo do fosforo e aexistencia de apenas urn composto de fosforo realmen-te importante para os seres v iv os: a ion fosfato (pO:-).As plantas obtern fosforo do ambiente ao absorv erfosfatos dissolv idos na agua e no solo. Os animals ob-tern fosfatos na agua e no alim ento.

... Figura 14_18 Representa


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.. GUIA DE ESTUDO1m Fluxo de energ ia e n iveis troficos1. 0 que significa diz er que 0 fluxo de energia nos ecos-sistemas e unidirecional?

2. 0 que ocorre na transferencia entre niv eis troficos coma quantidade de energia disponfv el?

3. 0 que e biomassa?4. 0 que sa o piramides d e e ne rg ia ?5. 0 que e um a piram ide de mim eros?6.0 que e produtiv idade primaria bru ta (PPB)? E pro-durividade primaria liquida (PPL)? Par que estudosrelatives a p rod utiv id ad e sao im portan tes?

7. Par que e m enos dispendioso produzir a lim ento v ege-tills (como graos, por exemplo) do que aiimentos ani-rnais (com o carne, por exem plo)?

8. Por que motiv e a produtividade de um ecossistem amarinho, em que as produtores sao seres m icroscopi-cos do fitoplancton, e maior que a de urn ecossisternade terra firme, c omo uma flo re sta ?

9. Conceitue produtividade secundaria l iquida (PSLl,exernplificando.II!!) C ie los b iogeoqu imicos10 . Conc eitu c ie lo b io ge oq uim ic o.11. De que maneira as agentes decompositores atuam nos

c ido s b iogeoqui rn ico s?1 2. C om pare resumid am en te 0 pequeno e 0 grand e cielo

da agua na biosfera1 3. Em relac ao ao c ie lo d a agua, faca uma tabela que con-tenha os seguintes Hens: a) fonnas de obtencao de agua

por plantas e an ima is ; b) p rincipals funcoes d a agua nom etabo lism o v eg etal e animal; c ) formas pelas quais aagua e devolv ida 210 am biente par p lantas e animais.

14. Em relacao 210 cielo do carbona, Iaca uma tabela quecontenha as seguintes itens: a) forma quim ica emque 0 carbona esta disponiv el no am bients: b) form asde obtencao de carbona por plantas e animais: c) pro-cess as p elos quais 0 c arbo na o rg fm ic o e devolv ido aoam biente pelas p lantas e anim ais.

15. 0 que sao e como se formaram as combustiv eis f6s-seis? Q ual e a conseqiiencia da sua utiliz acao pela hu-manidade?

16.0 que e fixa~ao do nitrogenio e com o ela ocorre?17. Q uais sao e onde v iv em os principais organism os fixa-

dares de n it rogen io dos ecossistem as de terra firrne?PARTE I l - ; - : - E ~ J

Escreva as respostas no caderno18. 0 que e nitrificacao? Qua is sao e como atuam as bacte-

rias que execu tam esse p rocesso?19. 0 que e d es nitrific ac ao e qu al e 0 seu papel no ciclo do

nitrogenio?20 . 0 que e adubacao verde? Exernplique.21. Em relacao ao cielo do nitrogenio, faca uma tabela que

contenha os seguintes itens: a) forma quimica emque a nitrogemo esta acumulado no ambiente; b) for-mas de obtencao de nitrogenio por p lantas e animais:c ) proces sos pelos quais a nitro ge nio orga nico e devol-vido 21 0 ambiente par plantas e animais,

22 . Quais s ao a s t r e s principais fontes inorganicas de oxigenioutiliz adas p elos seres v iv os? D e qu e m aneiras o oxigeniopresente em run organism o v iv o retorna 2 1 0 ambiente?

.Quadro 14.1 C AMADA DE O ZONIO QUEP RO TE GE A TE RR A

23 . Com o se form a 0 gas oz onio na atm osfera?2 4. Q ua l e a importancia da cam ada de ozonio atm osferi-

ca para as seres v iv os?2 5. Q ua l e a principal causa da destruicao parcial da ca-

mada de o zon ic na atmosfera e quais sao as consequen-cias d es sa d es tr uic ao ?

26. Em relacao ao ciclo do f6sforo na biosfera , resp ond e:a) Qual e 0 papel desse elem ento qulrnico n05 seres

vivos e em que forma ele e utilizado?b) Por que existe urn cielo do f6sforo de duracao curta

e urn de duracao longa?

27. 0desenho representa um a piram ide ecologica, em queP = produtor, C 1 = = consum idor primario e C2 = con-sum idor secundario, Com certeza, essa e umaa) piramide de biomassa.b) piramide d e e ne rg ia .c) piramide de mrmeros.d) representacao errada, pais nao tern forma de pira-

mide,C2C1p

Considere as alternativ es a seguir para responder a squest5es de 28 a 31.a) A gua.b) Carbone.

c) itrcgenio.d ) Ox ig en io .


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28. A form acao de com bustiv eis fosseis, com o 0 petroleo eo carv ao. esta diretam ente relacionada ao cielo de quale lem en to q uim ic o?

29. B acterias quim iossm tetiz antes capaz es de transforrn aramenia em nitrates participam do ciclo de qual ele-mente quimico?

30. A rotacao de cultu ras e a plantacao consorciada comlegum inosas sao processos relacionados diretam enteao ciclo de qual elem ento quim ico?

31. A formac ao da camada de ozonic q ue p ro te ge a Terrada radiacao ultravioleta esta diretamente relacionadaa qual elem ento quim ieo?

32. A capacidade que as Jeguminosas tern de enriqueeer 0solo com nitrogenio dev e-se a bacteriasa) desnitrificantes que v iv em no solo.b) fixadoras de N2 que v iv em em suas rafzes.c) nitrificantes que v iv em em suas folhas.d) nitrificantes que v iv em no solo.

33. Im agine que um ecossistem a perdesse seus decom posi-tores. 0 que aeonteceria com os cidos biogeoquimicos?

34. Em 1 m 2 de floresta, foram encontrados os seguintesv al ores de biomassa para 0 c on ju nto d e c om po ne ntesde cada niv e! trofico:a) niv el primario (produtores) - 809 gb) niv el secundario (consum idores primaries) - 37 gc) niv el terciario (consum idores secundarios) - 11 gd) n fv e! quaternario (consum idores terciarios) -1,5 gConstrua a piram ide da biomassa para essa comuni-dade utilizando um a escala apropriada.

35. Foram calculados os v alores de biomassa dos compo-nentes de tres niv eis tr6ficos de dois ecossistem as, urnterrestre e urn aquatico. as resultados obtidos sao apre-sentados a seguir. .

EeossistemaNiveis Irofieos Terrestre Aqu81ieoBiomassa des produtores 520 g/ m2 680 g/ m 2(seres fotossinle!izantes)Biomassa dos consumidores 0,07 g/ m 2 120 g/ m2primarios (herbivoros)Biomassa dos consumidores 0,01 g/ m 2 9 g/ m2secundarlos (carnfvoros)

Construa as piram ides de biomassa para esses doisecossistem as usando um a escala apropriada.

36. E im portante refletir sobre a q uestao dos combustiv eisfo ss ei s, i st o , aqueles que se formaram a partir de seresv iv os que v iv eram ha centenas de m ilhces de anos. E 0caso do petr61eo e do carv ao m ineral, que m ov im entampraticamente toda a industria e os v eiculos do mundo.Esses cornbustiv eis nao sao renov av eis, e suas reserv as

estao dim inuindo rap idamente e term inarao por se es-got ar . Imag in e 0mundo desprovido de pett6leo ou car-v ao, Q uais seriam as alterna tiv as energeticas da h um ani-dade? T roque ideias com outras pessoas. Tente av aliar 0grau de infonnacao e de interesse das pessoas sobre essetem a. Pesquise m ais sobre 0 assunto, que certam entetera cada v ez rna i s im portancia no futuro.

__ A BIOLOGIA NO VESTIBULARI Q U E S T O E S OBJET IVAS I37. (U FSM -R S-A daptado) Considere se e verdadeira (V)

o u fa lsa (F) cada lima das afirmativ as a seguir:1. P ro du to re s re aliz am fo to ssin tese o u q uim io ssin te se .2. Numa piram ide de energia, 0 n iv el d os c on sumid o-

re s e sempre maior que 0 d os p rodu to re s.3. D ecornpositores form am 0 prim eiro niv el trofico da

cadeia alimentar pois, sem eies, 0 fluxo de energianao podc se processar.

A sequencia correta referente as afirmativasl. 2 e 3 e :a) V - F - F. d) V - V - v .b) F - V - V. e) F - F - Fc) V - F - V .

38. CPUC-Campinas -SP) Considere:1 . m aior acum ulo de energia;II. m aior biom assa,III. m aior m irnero de indiv iduos:Nos primeiros niv eis tr6ficos de urn ecossistema noqual os produtores sao gram fneas,a) ocorre sornente I.b) ocorrem somente I e 1 1 .e) ocorrem somente I e III.d) ocorrem sornente II e III.e) ocorrem I, II e Ill.

39. (U FSCar-SP) 0 d iagrama seguinte representa uma pi-ram ide de energ ia:

A Jargura de cada niv el dessa piram ide, quando anali-sada de baixo para cim a, representaa) a quantidade de energia disponiv el para 0 nivel

t ro fi co s egu in te .b) 0 ruim ero de produtores. consum idores primariese c on sumid ore s se cu nd ario s, re sp ec tiv am en te .c) 0 tam anho dos produtores, consum idores prim aries

e c on sumid ore s se cu nd ario s, re sp ec tiv am en te .d) a quantidade de energia perd ida, quando se passa

de um niv el tr6fico para 0 seguinte,e) a produtiv idade primaria bruta, a produtiv idade

primaria liqu ida e a produtiv idade secundaria li -qu id a , r esp ec ti v amen te .


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40. (Enem -M EC) A falta de agua doce no Planeta sera, pos-siv elmente, urn dos mais grav es problemas deste se-culo. Prev e-se que, nos pr6ximos v inte anos, a quanti-dade de agua doce disponivel para cada habitante serad ra stic am en te re du zid a.Por meio de seus diferentes usos e consumos, as ativ i-dades hum anas interferem no cido da agua, alterandoa) a quantidade total, mas nao a qualidade da agua

disponiv el no P laneta,b) a qua lid ad e da agua e sua quantidade disponivel

para 0 consum e das populacoes,c) a qualidade da agua disporuvel, apenas no sub-solo

terrestre.d) apenas a disponibilidade de agua superficial exis-

tente nos rios e la go s.e) 0 regime de chuv as, mas nao a quantidade de agua

disponiv el no P laneta.41 . (Fuvest-SP)

E sta bele cim en to d aspla nta s em ambie nte

d e terra firm e -,Diversificat;ao

d as p la nta s v as cu la re s/

600 500 300 200 10000m ilhoes de anos arraso g ra fic o m ostra a variacao na concentracao de gas

carbonico atm osferico (C O), nos ultim os 600 milh6esde anos, estimada por diferentes metodos. A relacaoentre 0 declinio da c on ce ntr ac ao a rmo sfe ric a de CO 2 eoestabeiecim ento e a div ersificacao das plantas pods serexplicada, pelo m enos em parte, peIo fato de as plantasa) usarem 0 gas carbonico na respiracao celular.b) transformarem atornos de carbona em atomos de

oxigenio,c) resfriarem a atm osfera ev itando 0 e fe ito e st ufa .d) produz irem gas carbonico na dcgradacao de mole-

culas d e g li co se .e) imobilizarem carbono em polimeros organicos,

com o celulose e Iignina.42 . (Enem -MEC) Do ponto de v ista ambiental, uma dis-

tin< ;ao im portante que se Iaz entre os cornbustiv eis eserem prov enientes ou nao de fontes renov av eis. Nocaso dos deriv ados de petr6leo e do alcool de cana,e ssa d istin ca o se c ara cte riz aa) pela d iferenca nas escalas de tempo de formacao das

fontes, periodo geol6gico n o caso do petr61eo e anualno da cana,

, b) pelo maior ou menor tempo para se reciclar 0 combus-tiv el u tilizado, tem po m uito m aior no caso do alcool,318 PA RTE III ECOLOGIA- - - - - - ~ ~ - - - - - - - -

o

A u tiliz ac ao d o alcool como cornbustivel de automoveisin te nsific a, p rin cip alm en te, a p assa gem re pre se nta da p or:a) I c) III e) Vb) II d) IV

c) pelo maior au menor tempo para se reciclar 0 com-bustiv el utilizado, tempo muito maior no caso dosderivados d o p et r61eo.

d) pelo tempo de combustao de uma mesma quanti-dade de combustivel, tempo muito maior para asderivados do petr61eo do que do alcoa I.

e) pelo tempo de producao de combustiv el, pois 0 re -fino do petr61eo lev a dez v ezes mais tempo do quea destilacao do fermento de cana.

43 . (U F SM -R S ) O bse rv e 0 esquema a seguir, que e umasim plificacao do ciclo do carbono.

(I~C ~ I I _ _ ) " O "Nesse ciclo, se I representar osa) consumidores, II representara os decompositores.b) consumidores, II representara os p rodutore s,c) produtores, II representara os consumidores,d) produtores, II representara os decompositores .e ) d ecomposi to re s , IIre pre se nta ra o s c on sumid ore s:

44 . (Vunesp) 0 cido do carbona na natureza pode ser repre-se nta do , sim plific ad am en te , d a se gu in te m an eira ,

-------{3

Os mimeros de 1 a 5 indicam, respect ivamente:a) fotos sintes e, nut ri cao, r espi racao, combus tao e mo rte ;b) respiracao, nutricao, fotossintese, morte e combustao,c ) n utrio so , c om bu sta o fotossintese, morte e respiracao:d) fo to ss in te se , c ombus ta o, r es pir ac ao , m orte e nutricao;e) fo to ss in te se , r es pir ac ao , n utr ic ao , c om bu sta o e m orte ;

45. (Fuv est-SP) 0 esquema a seguir representa 0 ciclo docarbone.


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46 . (PUC-RS) A associacao entre plantas leguminosas ebacterias do genero Rhizob ium e um exemplo demutualismo envolvendo membros de reinos distintos.Par tratar-se de urn mutualismo, ambos os organismossao beneficiados. 0 papel das bacterias do generoRhizobhlltl ness a associacao contribui significativamen-te para 0 dele globala) do carbono.b) do nitrogenio.c) da agua.

d) do fosforoe) do enxofre,

47 . (UFV-MG)Contrariando a sua fama de vilas, como cau-sadoras de doencas nos seres vivos, muitas bacteriasse relacionam com a natureza como agentes importan-tes nos cidos biogeoquimicos. No cicIo do nitrogenio,as bacterias ni tr i ficantes convertem:a) amenia em nitrato.b) amonia em aminoacidos.c) nitrogenio atmosferico em amenia.d) nitrato em nitrogenioe) aminoacidos em amenia.

48 . (DEL-PR) Na regiao Norte do Parana muitas areas es-tao sendo ocupadas por culturas de milho e de trigo.Essas culturas tern provocado desgaste do solo. Paraevitar esse desgaste, os agricultores ado tam 0 rodiziode culturas, pratica na qual se alterna a plantio do mi-lho e do trigo com 0da soja. Essa p rat ica agricola podeincorporar nutrientes ao solo porque a soja possui emsuas raizes bacterias fixadoras de:a) oxigenio, c) calcic.b) carbone, e) nitrogenio,c ) fo sfo ro .

49. (PUC-RJ) Apesar de a atmosfera terrestre ser consti-tuida em sua maior parte par nitrogenio, este nao pedeser diretamente absorvido pelas plantas. As plantaspodem obter do solo e da agua, sob a forma de nitra-tos,o nitrogenio utilizado pelos organismos. Os nitra-tos sao produzidos pora) decomposicao das rochas por a


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Indique, justificando:a) os flux os gue incluem os processos de fotossintese,

respiracao aerobics e ferrnentacao, realizados pelosseres vivos atuais,

b) 0fluxo que e diretamente afetado pelas us inas termoe-letricas a carvao mineral.

55. (Vunesp) A fixa~ao biol6gica de nitrogenio vem sendoestudada ha 50anos, Neste periodo, rnuitos conhecimen-tos em relacao a esse proeesso foram produzidos.a) Quais sao os organismos responsaveis pela fixacao

biol6giea de nitrogenio?b) Por gue a presenca desses organismos no solo con-

tribui para sua fertilizacao?56. (Fuvest-SP)

ATMOSFERA

a) 0esquema mostra, de maneira simplificada, 0 ciclode que elemento quimieo?

b) Que informacao, dada pelo esquema, permite iden-tifiear esse elemento quimico?e) Cite duas classes de macromolecules presentes nos

seres vivos, que contenham esse elernento quimico.57. (Fuvest-SP) Apes alguns meses de monitoramento de

uma regiao de floresta temperada (de [ulho a dezem-bro de 1965), a vegetacao de uma area foi derrubada eimpediu-se 0 crescimento de novas plantas.Tanto a area de fIoresta intacta quan to a area desmatadaeontinuaram a ser monitoradas durante os dois anos emeio seguintes (de janeiro de 1966 a junho de 1968).o grafico a seguir mostra as concentracoes de nitratos

L 1320 PARTE III ECOLOG;]

presentes nas aguas de ehuva drenadas das duas areaspara corregos pr6ximos.

Derrubada \;Area desma tada

1966a) Se, em 1968, a vegetacao da area intacta tivesse sido

removida e arnbas as areas tivessem sido imediata-mente usadas para cultivo de cereais, era de se es-perar que houvesse maior produtividade de graosem uma delas? Par que?

b) Qual elemento quimico do nitrato e fundamentalpara a manutencao .de urn ecossistema? Por que?

58. (Fuvest-SP) 0esquema represents 0 eiclo do elementonitrogenio:

a) Explique de que rnaneira os animais obtem nitroge-nio para a fabricacao de suas substiincias organicas,

b) Em quais dos processos indicados por letras (A,B,e, DeE) participam bacterias?e) Qual a importancia do processo E para a continui-

dade da vida?


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... S up erconcentracao d eborboletas monarcacobrindo completamente aveqetacao, no Mex ico .

15.1 Caracteristicasdas popu lacoes

'"DINAMICA DAS.-POPULAC;:OES

",-BIOLOGICAS

Populacao biologica e um grupo de Individuosde rnesrna especie que convivern em determinada areageografica. Cada populacao evolui e se adapta ao am-biente como uma unidade no ecossisterna, Assim, po-pulacoes surgem, crescem e se estabilizarn, mantendoum equilfbrio com as dernais componentes da bioce-nose, mas elas podem tambern declinar ou se extin-guir A populacao humana, por exernplo, cresce atual-mente em ritmo acelerado e defronta-se com intrincadosproblemas de sobrevivencia, 0 que tem sido motive depreocu pacao para cientistas e politicos. a Terra esta setornando superpovoada pela especie humana. 0 esgo-tamento dos recursos ambientais eo desequilfbrio eco-logico estao entre as principais consequencias dessesuperpovoamento.

H a dais aspectos importantes na caracterizacao deurnapopulacao: a densidade populacional e a taxa de cres-cimento. 0 estudo estatfstico do tamanho e da estrutura(relattva a idade e ao sexo dos indivfduos) das popula-coes. assim como das variacces desses parametres dentrodelase chamado de demografia (do grego demos , povo,e grap/1e, descricaol.

Densidade populacionalUma infcrrnacao importante a respeito de qualquer

populacao e a densidade populacional , definida comoo numero de indivfduos de uma mesma especie quevivem em determinada area ou volume (no caso dehabitats aquaticos, par exemplol. Essa definicao esta re-presentada a seguir:

Densidade Numero de indivfduos=--------~populacional Area ou volumeCAP iTULO 1 5 D IN AM IC A D AS P O P U L A < ; :O tS B IO L 6 G IC AS 321


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A densidade das populacoes hum anas, densidadedemografica (d o greg o demos, povo), e c alcu la da comb ase em rece nseamen to s periodicos, os censos dem o-g ra fico s P o r e xe rn plo , 0 censo realizado em 1990 esti-mou a populacao brasileira em ap roxim ad am ente150 rn ilh oe s d e p esso as, distribuidas p elo s 8 ,5 m ilh 6e sde q uilo rn etro s q u ad ra do s de supe rffcie do te rrito rio n a-c lonal . Ass im, a dens idade demograf ica do Bras il , n aquel eano, era d e ap roxirnad am ente 17,6 h ab/km - (habitantespor q uild rn etro q ua dra do l, No ana 2000 , 0 censo mos-trou que a populacao brasileira estav a constitu ida par169 m ilh6es de pessoas. com o nosso territorio perma-neceu 0 mesmo, conclufmos que a densidade demo-grafica brasileira aumentou p ara 19,8 hah/krn'. Em ou-tras paJav ras, na area hipotetica de um quilornetroquadrado, em que havia aproximadamente 18 pessoas(17,6 h abz krn'] em 1990, passaram a v iv er m ais d uas p es-so a s em 2000 (19,8 hab.z krn"] (F ig. 15. I)

t Taxas de crescim ento popuJ acionalo es tu do d o cresc im en to p op ula cio na l e importan-

te p ara entend er 0 com portam ento das populacoes deurn ecossistema. M edidas do tamanho de uma popula-< ;ao,tom adas em diferentes interv alos de tem po, lnfor-m am se ela esta em expansao, em declfnio ou estav el, que perm ite faz er correlacoes com fatores com o dispo-nibilidade de alim ento, clim a etc.

P od e- se d efin ir ta xa de cresdmento de um a popu-lac;:aocom o a v ariacao (aum ento ou dirninuicao) do nu-mero de indiv fduos em determ inado interv alo de tern-

p o. F ala -se em tax a de crescimento absoluto quando naose lev a em conta 0tam anho da populacao, mas apenas avariacao do nurnero de ind iv id uos no p erfod o considera-d o. E ssa relacao esta exp ressa na representacao a segu i r:

Taxa de crescimentoabsoluto

Nf - Nit

Nessa expressao, 0 s ig nific ad o d as s ig la s e.Ni = numero de indiv fduos no inicio d o p erfo do consi-

derado.Nf = nurnero de indiv fduos no final do perfodo consi -

derado:t = d uracao d o p erfod o considerado

Analise, a segui r,alguns exe m p los de taxas de cres-cirnentoI, Considere uma populacao de paramecios (proto-

zoarios de agua doce), constitufdainicialm ente par2 m il indiv fduos (N i = 2.000). U rna hora m ais tarde(t = I h) hav ia 4 m il indiv fduos (N f = 4,000), Nessecaso, a taxa de crescim ento absoluto foi, no perfodoanalisado, de 2 m il indiv fduos par hora.

2. No estudo de duas populacoes de bacterias (A e B )foram reg istra do s as seg uin tes re su ltad os:Tempo NQde bacterlas/rnt, de meio de cultura

Populacao A Populacao Blnkio 10.000 200,000

Ap6s 3 h 40.000 500 ,QOO

... F igura 1 5.1 A d ens id ad e demo gra fie a ca lcula da pa ra tod o 0

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