terça-feira, 26 de abril de 2011

Fluxo de energia nos ecossistemas

Todos os organismos requerem energia para se manterem vivos, para crescerem, para se reproduzirem e, no caso de muitas espécies, para se movimentarem.
- Fotossíntese 

A luz solar representa a fonte de energia externa sem a qual os ecossistemas não conseguem manter-se. A transformação (conversão) da energia luminosa para energia química, que é a única modalidade de energia utilizável pelas células de todos os componentes de um ecossistema, sejam eles produtores, consumidores ou decompositores, é feita através de um processo denominado fotossíntese. Portanto, a fotossíntese - seja realizada por vegetais ou por microorganismos - é o único processo de entrada de energia em um ecossistema. 

domingo, 24 de abril de 2011

Cadeias Alimentares

As espécies que vivem em um mesmo ambiente estão ligadas entre si, como elos de uma grande corrente. O motivo que as une é o alimento: uns servem de alimento aos outros, transferindo-lhes a matéria que forma seus corpos e a energia que acumulam para realizar as suas funções vitais.

O primeiro elo dessa ’cadeia alimentar’ é formado pelos vegetais, que usam a luz do sol, na fotossíntese, para produzir energia. Por conta de serem os primeiros a receber a energia do sol - a única fonte externa de energia em nosso planeta - e a transformá-la, os vegetais são chamados de produtores. Os elos seguintes da cadeia alimentar são formados pelos consumidores - seres vivos que, incapazes de produzir o próprio alimento, conseguem-no comendo outros seres vivos.

Existe uma ordem entre os consumidores: os consumidores primários, ou de primeira ordem, são os que se alimentam dos produtores; os secundários, ou de segunda ordem, alimentam-se de consumidores primários e os terciários... Bem, essa cadeia pode ter muitos elos de consumidores, dependendo da riqueza de espécies que convivem no mesmo ambiente. Há ambientes tão diversificados que as cadeias alimentares acabam se tornando complexas teias alimentares. Nas cadeias alimentares, além dos produtores e consumidores, há também o importante elo dos decompositores, seres que se alimentam de cadáveres. São eles os seres vivos capazes de degradar substâncias orgânicas, tornando-as disponíveis para serem assimiladas pelos produtores. Com eles, a cadeia alimentar é realimentada e pode perpetuar-se.
Matéria e energia passam de um elo a outro da cadeia alimentar: dos produtos aos consumidores e, destes, ao decompositores. Parte da energia é consumida em cada elo, pelas atividades que os seres vivos desenvolvem para sobreviver; aos últimos elos sobram parcelas cada vez menores de energia.


A Física na natureza

A natureza, com sua impressionante diversidade e beleza, nos dá várias amostras nas quais são visíveis os conceitos da Física. Alguns desses exemplos :
- Algumas formigas podem carregar algo que tenha cinquenta vezes o seu peso, enquanto as abelhas carregam um peso trezentas vezes superior ao seu. 
- As borboletas e os gafanhotos podem voar 160 km ininterruptamente.
- As moscas domésticas batem as asas com uma frequência de 200 Hz, ou seja, duzentas vezes por segundo.
- As libélulas conseguem voar a uma velocidade de 100km/h



O que acontece quando interferimos no Ecossistema


   Os costões rochosos do litoral de São Paulo, situados nos cantos das praias, e nas ilhas, são ecossistemas ricos em diversidade e densidade de organismos, os quais são agrupados em produtores (algas verdes, vermelhas, pardas), herbívoros (caramujos pastadores, caranguejos, ouriços, etc.), carnívoros (caramujos, siris, caranguejos, estrelas do mar), comedores de areia (pepinos do mar) e filtradores (cracas, mexilhões, ostras...). Todos estes organismos, cuja diversidade pode chegar a várias centenas de espécies, estão ligados pela teia trófica, na qual uns servem de alimento para outros.
O fato
    Um derrame de óleo atinge o costão recobrindo parte da comunidade presente nas rochas. Diversas espécies de algas morrem intoxicadas pelos compostos químicos do óleo, bem como estrelas do mar, anêmonas e ouriços. Caranguejos herbívoros e caramujos morrem asfixiados e recobertos pelo óleo.
Consequências
    Com a redução drástica das algas presentes na rocha, os herbívoros que sobreviveram não terão recursos para se alimentarem e sua taxa de mortalidade irá aumentar; consequentemente, os carnívoros que deles se alimentavam também irão iniciar um período de abstinência alimentar, e assim por diante ao longo de toda a teia alimentar. Por outro lado, com a morte das algas, muito espaço na rocha foi desocupado e as espécies mais resistentes e com grande capacidade reprodutiva, como as cracas, ocupam a rocha descoberta, em uma área diferente da sua área natural de ocupação. Com o tempo, um processo de sucessão ecológica se inicia, onde o ambiente passa por fases de recuperação até retornar às condições próximas às de antes do derrame de petróleo.
A recuperação após perturbações ecológicas graves, pode durar muitos anos ou até décadas, como é o caso dos manguezais (desmatamento e aterro de manguezais não possibilitam a recuperação natural dos mesmos).
   A séria realidade do desmatamento da Amazônia é outro bom exemplo. A floresta vive sobre um sedimento extremamente pobre em nutrientes. Os sais, oligo elementos (substâncias vitais, mas necessárias em pequenas quantidades) e todos os nutrientes necessários às plantas são extraídos das camadas superficiais do solo, onde se acumula grande quantidade de matéria orgânica vegetal e animal. Todo este material é constantemente decomposto pelas bactérias e fungos (decompositores) com o auxílio dos insetos que trituram  os restos vegetais, e os nutrientes retornam às plantas fechando um ciclo delicado e equilibrado. Com o desmatamento, para a formação de pasto para o gado, este ciclo da floresta é quebrado. O pasto que cresce no lugar da floresta logo extingue os poucos nutrientes do solo e não consegue mais resistir, tornando necessários novos desmatamentos. A própria queima, método utilizado no desmatamento já é 
bastante prejudicial ao solo.
O desequilíbrio biológico, resultante de atividades humanas desordenadas, causa perturbações, a curto, médio e longo prazo, nos ecossistemas naturais, mas também tende a reverter estas perturbações ao próprio homem, uma vez que ele vive e depende do meio ambiente para continuar a sobreviver. Sem água potável, sem ar respirável, sem florestas, sem fauna e flora em equilíbrio, a qualidade de vida do próprio homem encontrar-se-á ameaçada. Há muitos indícios de que as mesmas espécies marinhas e terrestres, que hoje estão se extinguindo, estão levando consigo substâncias presentes em seus corpos, que poderiam ser a solução de muitas doenças. Isto é especialmente verdadeiro para as centenas de espécies de plantas e animais desconhecidos da Amazônia, cujas populações inteiras, neste momento, estão sendo destruídas, sem ter sido sequer descobertas e estudadas.

Quando o Homem interfere no Equilíbrio

O equilibrio é mantido quando o homem consegue respeitar a natureza que em sua superioridade independe das ações humanas. O desiquilibrio acontece quando o homem age na natureza. Não importa qual é sua ação, desde que ele faça alguma coisa é desiquilíbrio. As ações humanas na mata, na água, no ar, na terra tem trazido grandes consequências principalmente ruins .


 - Fatores naturais de desequilíbrio
São eventos muito raros , imprevisíveis, como grandes furacões, terremotos, tempestades, maremotos, vendavais, etc., os quais tendem a gerar intensa destruição nos ambientes onde ocorrem. Dependendo do tipo de ecossistema atingido, os danos na comunidade biológica podem ser intensos, sendo necessários vários anos para a sua plena recuperação. Em alguns casos, eventos casuais , mas em uma certa ordem  (voltam a ocorrer em períodos de tempo longos, mas relativamente regulares), induzem as comunidades ao desenvolvimento de adaptações, como por exemplo nos cerrados, onde o fogo é um fator estressante periódico, que ocorre em intervalos de alguns anos. Neste exemplo, muitas árvores e plantas já se encontram adaptadas ao fogo, algumas inclusive necessitando dele em alguns processos reprodutivos. Neste caso, o fogo do cerrado é um fator de desequilíbrio para alguns componentes do ecossistema, mas para outros não.


 - Fatores de desequilíbrio induzidos pelo homem
Nesta categoria encontram-se todos os tipos de estresse produzido pelo homem na natureza: poluição atmosférica, poluição dos rios e lagos, poluição dos mares e oceanos, desmatamento de florestas, matas cilliares e mangues,  captura de espécies para comércio, macacos, aves, focas, sobrepesca (captura excessiva de peixes, captura de peixes muito jovens e peixes em época reprodutiva), aquecimento global (efeito estufa), redução na camada de ozônio, explosão demográfica, etc..


Estes e outros fatores, ligados às atividades humanas causam perturbações nos ecossistemas, que vão desde efeitos imperceptíveis a curto prazo até a total destruição de ecossistemas inteiros, como ocorre com os aterros de manguezais, queimadas na Amazônia, derrames de petróleo, etc.. Um aspecto muito importante no que diz respeito aos fatores de desequilíbrio biológico é que, estando todas as espécies interligadas em um ecossistema e dependendo do ambiente físico para viver, as perturbações ocorridas em uma espécie ou um compartimento ecológico (por exemplo, animais herbívoros), refletirão em toda a teia alimentar, causando danos muito maiores, em todo o ecossistema.