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Ecologia

introduo e conceitoscAPtuLo 1

1. Introduo

Apesar dessa relao histrica das sociedades humanas com a natureza, a palavra ecologia (do grego okos, casa, e logos, estudo) surgiu pela primeira vez somente no final do sculo passado. Em 1869, o bilogo alemo Emst Haeckel definiu Ecologia como o estudo cientifico das relaes entre os organismos e seu ambiente. Tratava-se de uma rea do conhecimento que nascia e que procurava fundamentalmente compreender como funcionava a natureza, ou seja, quais eram e como ocorriam as interaes dos seres vivos entre si e com o meio ambiente.

Ao longo do tempo, a Ecologia tem progredido bastante em suas diferentes especialidades e nas ultimas dcadas passou a ser considerada uma cincia importante para toda a sociedade.

A partir dos anos 60, ocasio em que foram amplamente divulgados os danos decorrentes do uso indiscriminado do DDT (inseticida) e de outras substncias qumicas no combate a pragas agrcolas, teve incio um processo de conscientizao ecolgica por parte de determinados setores da sociedade. Nessa poca, comearam tambm a surgir em grande escala os efeitos dramticos da interveno inadequada das sociedades humanas na natureza. O aumento crescente da destruio e da contaminao do ambiente passou a constituir, pela primeira vez na histria da humanidade, uma ameaa sobrevivncia da espcie humana.

Essa noo da fragilidade da natureza e de seus limites diante da interveno humana con-tribui para que a Ecologia servisse de base para novas analises e tambm para que a relao ser humano-ambiente fosse repensada.

Alm disso, o conhecimento ecolgico tem influenciado diversos movimentos sociais, desde os que propem medidas de proteo natureza at aqueles que criticam o atual modelo de civiliza-o, sugerindo drsticas mudanas econmicas, sociais e culturais na busca de uma nova relao com o meio natural como soluo para a crise ambiental atual.

Por todas essas razes, a Ecologia adquiriu a posio de uma das mais importantes reas do conhecimento de nosso tempo. Por causa da complexidade dos temas de que trata e de sua utilidade prtica, associa-se no apenas Biologia, mas tambm a outras reas do conhecimento, como Geo-logia, Geografia, Qumica e Economia, por exemplo.

Com base no principio de que conhecendo o funcionamento da natureza possvel controlar e usar racionalmente seus recursos, respeitar seus limites e agir de acordo com seus princpios, a Ecologia surge como ferramenta fundamental para guiar os processos de interveno humana na natureza ao propor alternativas ao sistema tradicional de explorao dos recursos naturais.

No mundo moderno, os temas de Ecologia esto presentes todos os dias nas manchetes dos jornais, nos artigos das revistas, nos programas de televiso, em palestras, congressos, campanhas populares e providencias de governos. Desmatamento, poluio da atmosfera, dos rios e dos mares, extino de espcimes da flora e da fauna, desequilbrio ecolgico, efeito estufa, alteraes climticas, perigos das usinas nucleares, esgotamento dos recursos naturais no-renovveis, destruio da ca-mada de oznio pelos aerosis e muitos outros assuntos que atingem o interesse de todas as pessoas, independentemente de profisso e classe social, demonstram que comeamos a tomar conscincia de que herdamos um mundo cheio de problemas, que se somaram ao longo de inmeras geraes e se tornaram cada vez mais graves e cruciantes proporo que a inteligncia humana disparou em busca do progresso, sem se dar conta de suas conseqncias.

Ser custa de um novo proceder e de uma conscincia verdadeiramente ecolgica que o homem ter de reverter o quadro de profundas alteraes por ele impostas Natureza, se pre-tender preservar sua sobrevivncia, bem como a dos demais seres sobre a Terra.

Resumindo, Ecologia a cincia que estuda as condies de existncia dos seres vivos e as interaes, de qualquer natureza, existentes en-tre esses seres vivos e seu meio.

2. Nveis de organiza-o da ecologia

2.1. espcie

o conjunto de todas as populaes forma-das por indivduos semelhantes entre si e capazes de se reproduzir em condies naturais, gerando descendentes frteis e semelhantes aos parentais.

2.2. Populao

um conjunto mais ou menos numerosos de indivduos de uma mesma espcie, convi-vendo numa rea comum e mantendo ou no um certo grau de isolamento em relao a gru-pos de outras regies.

2.3. comunidade

o conjunto de organismos de espcies distintas que convivem numa mesma rea, mantendo entre si um relacionamento que pode ser harmnico entre uns e desarmnico entre outros.

A ecologia trata tambm das relaes es-tabelecidas entre os seres vivos e o meio fsico formado pelo ar, pela luz, pela temperatura,

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pela umidade, pelo tipo de solo, etc. A gua e os sais minerais, por exemplo, so transforma-dos pelas plantas em substncias orgnicas; os micrbios que vivem na terra transformam novamente a matria orgnica das folhas mor-tas, dos cadveres e excretas em substncias minerais. Desse modo, os microrganismos promovem uma importante reciclagem da meteria na natureza. Os fatores do ambiente fsico (luz, temperatura, umidade, etc.) que interagem com os seres vivos so chamados de fatores abiticos (a = sem; bios = vida) por oposio aos fatores biticos, formados pelos seres vivos.

2.4. ecossistema

o conjunto de elementos biticos (seres vi-vos) e abiticos (fatores diversos do ambiente) de uma determinada rea, que trocam entre si influ-ncias notveis, coma transferncia de matria e energia, visando a um equilbrio estvel.

2.5. Biosfera

o conjunto formado por todos os ecos-sistemas da Terra. Constitui a poro do planeta biologicamente habitada. A biosfera constitui uma camada do planeta de apro-ximadamente 15 quilmetros de espessura, abrangendo da mais alta montanha s profun-dezas dos oceanos.

3. Teoria de GaiaUma das lies que podemos tirar do estu-

do da ecologia que todos os seres vivos esto ligados entre si e com o ambiente fsico, influen-ciando-se mutuamente. Essa interdependncia to grande que alguns cientistas comparam a Terra a um imenso organismo: a chamada te-oria de Gaia, formulada em 1979 pelo cientista

britnico James Loverlock. Na mitologia grega, Gaia a deusa que personifica a Terra. Na verda-de, no somente o nome, mas tambm a prpria acepo da palavra Gaia remonta aos velhos mi-tos grego-romanos, onde Gaia (Tellus em latim) era a deusa que representa a Terra, entidade concreta e estvel, surgida depois do estgio inicial em que imperava o caos, considerado um abismo vazio e ermo e onde nada existia. Gaia era a natureza coberta de guas, terras, bichos, montanhas e grutas subterrneas.

A idia de que a Terra viva pode ser to ve-lha quanto a humanidade. Antes do sculo 19, at mesmo os cientistas sentiam-se confortveis com a noo de uma Terra viva. Segundo o historiador D. B. Mclntyre (1963), James Hutton, normalmente co-nhecido como o pai da geologia, disse numa palestra para a Sociedade Real de Edimburgo na dcada de 1790 que considerava a Terra um superorganismo e que seu estudo apropriado seria atravs da fisiolo-gia, Hutton foi mais adiante e fez a analogia entre a circulao do sangue, descoberta por Harvey, e a cir-culao dos elementos nutritivos da Terra, e a forma como o sol destila gua dos oceanos para que torne a cair como chuva e refresque a terra.

Como um imenso organismo, nosso pla-neta teria a capacidade de auto-regulao, isto , seria capaz de manter constante sua tempe-ratura, a salinidade dos oceanos, etc. Essa ca-pacidade se daria pela interao entre os seres vivos e o ambiente fsico. A atmosfera instvel da Terra foi capaz de persistir e no se tratava de um evento casual, ento isto significaria que o planeta est vivo pelo menos at o ponto em que compartilha com outros organismos vivos a maravilhosa propriedade da homeostase, a capacidade de controlar sua composio qumi-ca e se manter bem quando o ambiente externo est mudando.

Quando, baseado nessa evidencia, nota--se que a Terra um superorganismo e no uma bola de pedra -, o argumento no foi bem recebido. Muitos cientistas o ignoraram ou cri-ticaram sobre a base de que no era necessrio

explicar os fatos da Terra. Em suma, disseram os cientistas, a idia era teleolgica e intestvel. Dois cientistas, entretanto, pensaram de forma diferente; um deles foi a eminente biloga Lynn Margulis e o outro o geoqumico Lars Sillen.

As teorias cientificas no so julgadas tan-to por estarem certas ou erradas quanto o so pelo valor de suas previses. A teoria de Gaia j se mostrou to frutfera nestes termos que por pouco importaria se estivesse errada. Ela v a biota e as rochas, o ar e os oceanos como exis-tncia de uma entidade fortemente conjugada. Sua evoluo um processo nico, e no vrios processos separados estudados em diferentes prdios de universidade.

A teoria de Gaia tambm amplia a ecologia terica. Colocando-se as espcies e o meio am-biente juntos, a instabilidade matemtica cls-sica de modelos de biologia populacional. No precisamos mais justificar a existncia de flo-restas tropicais Midas sobre as bases precrias de que elas podem conter plantas com drogas capazes de curar doenas humanas. Essa teoria fora a ver que elas oferecem muito mais que isso. Dada sua capacidade de evapotranspirar enormes volumes de vapor dgua, elas servem para refrescar o planeta propiciando-lhe a pro-teo solar de nuvens brancas refletoras. Sua substituio por lavoura poderia precipitar um desastre em escala global.

A filosofia de Gaia no humanista. O mundo como um organismo vivo do qual somos parte; no os donos, no os inquilinos, sequer os passageiros.Ser egosta humano e natural. Mas se preferirmos ser egosta no ca-minho correto, ento a vida pode ser e ainda consistente com um mundo adequado para os nossos netos, bem como para os netos de nos-sos parceiros em Gaia.

4. Alguns conceitos ecolgicos

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Bicoro o conjunto de condies impostas pelo ambiente para a instalao das espcies. Para que uma certa espcie se instale numa determi-nada regio tem de, forosamente, se adaptar s condies que o ambiente local lhe impe. O que ocorre, naturalmente, que espcies procuram o lugar onde encontram melhores condies de vida.

As comunidades podem evoluir e atingir um grau mximo de desenvolvimento em funo do bicoro local. Assim, a comunidade de um brejo ou charneca pode evoluir, fazendo-o transformar-se num pasto; mais tarde, este pode evoluir para um matagal; o matagal, para uma pequena floresta. A essa altura, o ecossistema no tem mais como abri-gar novas espcies. A comunidade atingiu o clmax do seu desenvolvimento.

O termo bioma designa as comunidades clmax dos ecossistemas terrestres, no tem de ser uma comunidade com numerosas espcies. Tem, sim, de ser uma comunidade que atingiu o grau mximo de desenvolvimento compatvel com o ambiente.

Dois outros termos muitos usados em Eco-logia e que tambm se prestam confuso na in-terpretao dos estudantes so hbitat e nicho. O termo hbitat usado para designar o lugar (local fsico) onde vivem os indivduos de uma espcie, o local fsico no qual vive uma espcie.

O conceito de nicho ecolgico, alm de res-trito, bem mais complexo. Ele significa a posio biolgica ou funcional que uma espcie ocupa num determinado ecossistema. O nicho traduz o que a espcie representa no quadro geral do ecossistema, pelo que ela faz (como utiliza a energia circulante no meio, o que come, onde, como e a que momen-to do dia o faz), como procede em relao s outras espcies e ao prprio ambiente (se predadora, se atacada por outros, se devasta o meio ou se colabora para a melhoria dele), a que horas do dia ou da noi-te, ou em que estaes do ano tm maior atividade, quando e como se reproduz, at onde facilita ou difi-culta a instalao de novas espcies naquele local etc.

Nicho ecolgico o lugar funcional ocu-pado por uma espcie dentro do seu ecossistema Espcies que convivem num mesmo hbitat tm nichos ecolgicos diferentes. Sempre haver algu-ma coisa que uma espcie deva fazer ou represen-tar diferentemente da outra. H casos extremos em que at numa mesma espcie o macho e a fmea ocupam nichos diferentes. Por exemplo, muitos mosquitos revelam costumes alimentares diversos entre machos e fmeas machos fitgafos (ali-mentando-se de plantas), inofensivos; fmeas he-matfagos (alimentando-se de sangue), parasitas.

Cada espcie tem que ter o seu prprio nicho ecolgico. Embora alguns animais como rato, a lebre, a cutia, a capivara e a pre tenham hbitos alimentares semelhantes, convivam no mesmo meio e procurem morar em tocas similares, revelam costumes reprodutivos diferentes e saem procura de alimentos, o que j caracteriza a no--identidade dos seus nichos.

4.1. ectone

Quando ocorrem nichos muito semelhan-tes ou biologicamente prximos entre si, deve-mos, ento, admitir que haja uma superposio de nichos, mas no que haja identidade entre eles. E isso to verdadeiro que a superposio apenas parcial, nunca total, pois, se assim o fosse, estaria patenteada a identidade.

A B

A superposio de nichos nunca total, pelo que se torna mais razovel admitir que cada espcie tem o seu nicho prprio especializado. Duas espcies de peixes podem conviver numa mesma profundidade de uma lagoa, alimentar-se seme-lhantemente e ter atividade maior mesma hora do dia, mas reproduzir-se em pocas diferentes do ano. Nesse caso, seus nichos se superpem em grande parte, mas ainda assim so diferentes.

5. Componentes do ecossistema

A estrutura de qualquer ecossistema sem-pre apresenta trs categorias bsicas de orga-nismos: os produtores, os consumidores e os decompositores. Cada uma dessas categorias ocupa um nvel trfico (ou alimentar) diferente.

5.1. Produtores

So seres que, no ecossistema, conseguem fabricar substncias orgnicas a partir de com-postos inorgnicos simples. H dois tipos de organismos produtores: quimiossintetizantes e fotossintetizantes. Os produtores dados sua ca-pacidade de produzir a prpria matria orgni-ca, so conhecidos como seres auttrofos.

5.2. consumidores

So seres que, pela incapacidade de fabri-car o prprio alimento, dependem, direta ou in-diretamente, dos produtores. So chamados he-tertrofos, pois, por no sintetizarem o prprio alimento, utilizam substncias produzidas pe-los auttrofos. Os consumidores so subdividi-dos em primrio (ou de primeira ordem, quan-do se alimenta diretamente dos produtores), secundrios (ou de segunda ordem, so aqueles que se nutrem de consumidores primrios) e tercirios (ou de terceira ordem, so os que se alimentam de consumidores secundrios).

Os consumidores podem ter vrias deno-minaes, de acordo com o tipo de alimento obtido. Eis algumas delas:

- Herbvoros ou fitfagos: nutrem-se somente de plantas;

- Carnvoros: nutrem-se somente de carne.- Onvoros: nutrem-se de plantas e de

animais.

- Ictifagos ou piscvoros: nutrem-se de peixes.- Hematfagos: nutrem-se de sangue.- Coprfagos: nutrem-se de fezes.- Ornitfagos: nutrem-se de aves.- Insetfagos: nutrem-se de insetos.- Planctfagos: nutrem-se de plnctons.- Detritvoros: nutrem-se de detritos ve-

getais e animais.

5.3. decompositores

So seres que se alimentam de cadveres em decomposio. So capazes de degradar substncias orgnicas, liberando substncias inorgnicas que podem ser novamente utiliza-das pelos produtores.

6. Cadeia alimentar ou cadeia trfica

uma sequncia de seres vivos na qual uns comem os que os antecedem na cadeia, antes de serem comidos pelos outros que os seguem. A ca-deia alimentar mostra a transferncia de matria e energia atravs de uma srie de organismos vi-vos. Nesse fluxo de energia e matria, podem-se reconhecer diversos nveis trficos.

O primeiro nvel trfico representado pelos produtores; o segundo, pelos consumidores prim-rios; o terceiro, pelos consumidores secundrios; e assim sucessivamente, sendo o ltimo nvel trfico representado pelos decompositores

A cadeia alimentar mostrando diferentes nveis de consumidores. (Referente ao item 1.6)

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Cadeias alimentares na terra e na gua: as setas indicam que o alimento e a energia so transferidos do produtor para os consumidores.

7. Teia alimentar

Muitos animais tm alimentao variada, enquanto outros servem de ali-mento para mais de uma espcie. Portanto, encontramos na comunidade um conjunto de cadeias interligadas, formando o que se chama de teia alimentar.

A teia alimentar se completa com a incluso dos decompositores, que so indispensveis para o equilbrio do ecossistema. Conhecendo a teia ali-mentar, podemos estudar com detalhes a passagem da matria e da energia pelos ecossistemas.

8. Plnctons, Nctons e Bentos

No estudo das cadeias e teias alimentares dos ecossistemas marinhos e dulccolas, observa-se uma profunda interao dos mais diversos seres aquticos, atravs dos quais se d o fluxo de matria e de energia impres-cindvel para a manuteno do equilbrio ecolgico.

Esses seres, que vo desde os microrganismos aos grandes mamfe-ros aquticos, como baleias e golfinhos, passando por uma infinita escala de minsculos organismos, podem ser catalogados em trs categorias: Seres planctnicos; Seres nectnicos; Seres bentnicos.

8.1. os plnctons

So conjuntos de organismos aquticos, microscpicos ou no, que flu-tuam passivamente ao sabor das correntezas, uma vez que no so dotados de rgos de locomoo ou os tm precrios e insuficientes para sua prpria orientao. Algas, protistas, bactrias, microcrustceos, larvas de insetos e de outros seres constituem exemplos de organismos planctnicos.

8.2. os nctons

Compreendem os seres de locomoo ativa na gua. So os peixes, ce-tceos, polvos, lulas etc.

8.3. os bentos

Abrangem os seres que vivem exclusivamente no fundo das guas. Es-ponjas, corais, estrelas e ourios-do-mar representam espcimes bentnicos.

9. Ecologia da teia alimentar

Perturbaes nos Sistemas Alime-ntares. O equilbrio e o perfeito fun-cionamento dos sistemas alimentares esto diretamente relacionados com a interao entre os componentes biticos e abiticos, e essa interao parte fundamental para a estabilidade geral do ecossistema.

Em um sistema alimentar, seja ele do tipo cadeia, seja do tipo teia, as populaes de consumidores estabelecem entre si uma relao predador presa. Nessa relao, o tamanho de uma populao influi diretamente no da outra, e a quantidade de organismos em cada populao deve ser compatvel, dentre outros fatores, com a disponibilidade de alimento.

Considerando uma cadeia alimentar, qualquer desequilbrio quanto ao numero de seres vivos em um nvel trfico traz conseqncias importantes para os demais.

Por exemplo, se por um motivo qualquer, todos os camalees fossem eli-minados desse ecossistema, a perturbao na cadeia seria generalizada:

(1) Os falces morreriam por falta de alimento.

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(2) A populao de gafanhotos aumentaria consideravelmente por falta de predadores.

(3) Os gafanhotos comeriam mais soja, o que causaria reduo significativa na populao de produtores da cadeia alimentar.

Portanto, a cadeia alimentar sofre grande de-sequilbrio e fica totalmente alterada.

A situao real, contudo, no bem assim, pois os seres vivos fazem parte de teias alimen-tares. Existindo mais opes de alimentao e mais de um predador para cada populao, o sistema fica muito menos vulnervel com a eli-minao de uma espcie.

Na teia alimentar, organismos tm opes alimentares. Caso exista algum problema em relao a um recurso alimentar, existe outro.

Os falces alimentam-se de lagartos e co-bras, alm dos camalees. Os gafanhotos ser-vem de alimento para bem-te-vis, lagartos e sapos, alm dos camalees. Caso ocorra uma re-lativa diminuio de um predador, existe outro. Assim, sem alteraes drsticas na quantidade de consumidores primrios da teia, o tamanho populacional dos produtores mantido.

Pode-se concluir ento que as teias ali-mentares so representaes mais fiis de uma

situao real devido sua maior complexidade e estabilidade, e existem nelas mecanismos in-ternos de auto-regulao no disponveis nas cadeias alimentares.

A atuao do ser humano sobre o meio ambiente tem alterado de maneira significativa a estrutura das teias alimentares. Ao interferir de maneira incisiva, provocando a extino ou a reduo drstica das populaes, as perturba-es podem atingir certos limites aps os quais a estabilidade perdida. Tem-se, ento, uma si-tuao de desequilbrio ecolgico.

fLuxo de mAtriA e energiAcAPtuLo 2

1. Energia Solar

Os ecossistemas so mantidos pela luz so-lar. A energia luminosa absorvida pelas plan-tas na fotossntese e transformada em energia qumica, armazenada nas ligaes das mol-culas de alimento. Essa energia transferida atravs das cadeias alimentares para todos os nveis trficos.

Na realidade, a quantidade de energia que as plantas absorvem apenas uma pequena frao da quantidade de luz que chega ao nosso plane-ta. Grande parte da energia luminosa refletida pelas nuvens, outra parte aquece o ar, o solo e a gua, causando evaporao. Da energia luminosa que atinge um ecossistema, apenas 1% utiliza-do na fotossntese. Esse 1%, porm, suficiente para gerar no planeta de 150 a 200 bilhes de to-neladas de matria orgnica por ano.

Nos ecossistemas, a quantidade de energia disponvel diminui medida que vai sendo trans-ferida de um nvel trfico para outro. Na lagoa, o caramujo que come a planta aqutica recebe dela energia qumica; porem, essa energia aqutica re-cebe dela energia solar que a planta absorveu pela fotossntese durante toda a vida. Os peixes que comem os caramujos, por sua vez, recebem deles muito menos energia do que aquela que o caramu-jo absorveu das plantas que comeu durante toda a vida, e assim por diante. Por que isso ocorre?

Na verdade, grande parte das substncias que as plantas fabricam durante sua vida consumida na prpria respirao, que libera a energia para que se mantenham vivas. Assim sendo, num dado instante, o corpo das plantas disponveis para a nutrio do caramujo contem apenas uma peque-na frao das substncias que elas produziram durante a vida. Por causa disso, transferida aos caramujos pequena parte da energia absorvida na fotossntese. O mesmo raciocnio vale para a rela-o entre caramujos e peixes carnvoros: a maior parte da matria que os caramujos receberam das plantas, ao longo de sua vida, foi gasta na respira-o e na excreo. Para os peixes carnvoros, sobra apenas a energia contida no corpo dos caramujos, no instante em que so predados por eles.

Assim, muitas plantas so necessrias para nutrir um nico caramujo durante sua vida; so precisos vrios caramujos para nutrir um s peixe carnvoro, e vrios peixes carnvoros para nutrir uma s ave da margem.

Isso permite estabelecer uma regra b-

sica: uma cadeia alimentar no pode ter mais de quatro ou cinco elos. Quanto mais curta a cadeia, maior a quantidade de energia disponvel para os nveis mais elevados.

1.1. A Produtividade dos ecossistemas

A quantidade de matria orgnica produ-zida ou transferida para um nvel trfico da ca-deia chamada produtividade. Esta divide--se em:

(1) Produtividade primria quantidade de matria orgnica produzida pelos auttrofos;

(2) Produtividade secundria quanti-dade de matria orgnica incorporada pelos consumidores.

Cada uma dessas produtividades, por sua vez, pode ser subdividida em:

(1) Produtividade bruta total de mat-ria orgnica acumulada;

(2) Produtividade lquida quantidade de matria orgnica que sobra aps descontar-mos os gastos com a respirao celular.

Assim, a produtividade primaria bruta inclui toda a matria orgnica produzida pela planta, inclusive a que gasta na respirao. J a produtividade primaria liquida obtida sub-traindo-se da produtividade bruta a quantidade de matria consumida na respirao, durante o intervalo de tempo em que feita a medida.

2. Pirmides ecolgicas

As pirmides ecolgicas constituem manei-ras de expressar, graficamente, a estrutura dos n-veis trficos de uma cadeia alimentar em termos de energia, biomassa ou nmero de indivduos.

Cada nvel trfico representado por um retngulo cujo comprimento proporcional quantidade de energia, biomassa ou nmero de indivduos presentes nesse local. Assim: o retngulo da base da pirmide representa o primeiro nvel trfico da cadeia (produtores); o segundo retngulo situado logo acima dos produtores, representa o segundo nvel trfico (consumidores primrios); o terceiro retngulo, situado acima dos consumidores primrios, re-presenta o terceiro nvel trfico (consumidores secundrios), e assim por diante.

Podemos considerar trs tipos bsicos de

pirmides ecolgicas: de energia, de biomassa e de nmeros.

2.1. Pirmide de energia

Expressa a quantidade de energia acumu-lada em cada nvel da cadeia alimentar. Como vimos, a energia apresenta um fluxo decrescen-te ao longo da cadeia. Isso significa que quanto mais distante dos produtores estiver um deter-minado nvel trfico, menos ser a quantidade de energia til recebida. Considera-se, em me-dia, que um elo qualquer da cadeia transfere para o elo seguinte apenas cerca de 10% da energia til que recebeu; por isso, as cadeias alimentares geralmente no possuem mais que quatro ou cinco nveis trficos.

2.2. Pirmide de biomassa (omite o tempo)

Expressa a quantidade de biomassa ou ma-tria viva acumulada em cada nvel trfico da cadeia alimentar.

Sabe-se que apenas uma pequena parcela da biomassa adquirida atravs dos alimentos verdadeiramente transformada em matria viva. A maior parte dessa biomassa utilizada como fonte de energia e eliminada para o meio na forma de excretas (como a uria) e fezes.

Admite-se tambm que determinado elo da cadeia incorpora apenas cerca de 10% da biomassa adquirida dos elos que lhe servem de alimento. Por isso, a biomassa dos produtores deve ser sempre bem maior que a biomassa dos consumidores secundrios, e assim por diante. Logo, a pirmide de biomassa, tal como a pirmi-de de energia, apresenta-se normalmente com o vrtice voltado para cima.

2.3. Pirmide de nmeros (omite o tamanho)

Expressa a quantidade de indivduos pre-sentes em cada nvel trfico da cadeia alimen-tar. Como o numero de indivduos geralmente diminui ao longo dos sucessivos elos de uma cadeia alimentar, a pirmide de nmeros re-presentada com o vrtice voltado para cima. Entretanto, existem muitos exemplos que con-trariam esse fato.

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Pirmide de energia em um rio do Brasil.

Produtores (36.380 kcal/m/ano)

consumidores primrios (590 kcal/m/ano)

consumidores secundrios

(40 kcal/m/ano)

alfafa (8t)

bezerros (1t)

adolescente (47kg)

zooplncton (20g/m)

fitoplncton (4g/m)

Pirmide de biomassas: a largura da cada retngulo indica a quantidade de matria orgnica em cada nvel trfico.

500 ps de capim

70 gafanhotos

50 pssaros

Pirmides de nmeros: a largura de cada retngulo d uma idia do nmero relativo de indivduos em cada nvel trfico.

3. Poluio e desequi-lbrio nas cadeias ali-mentares

Ao interferir de forma leviana na na-tureza, o homem causa poluio e dese-quilbrio nas cadeias alimentares, afetan-do no apenas a vida de outras espcies, mas tambm pondo em perigo sua prpria sobrevivncia.

3.1. desequilbrio na cadeiaMuitos inseticidas so venenos poucos

especficos, isto , so txicos para a maioria dos organismos. Alm de destrurem os insetos perniciosos, afetam aqueles que transportam o plen, essencial para a reproduo de certas plantas. Matam ainda as aranhas, pssaros e diversos insetos que se alimentam das espcies perniciosas. Em decorrncia disso, os insetos que resistiram ao veneno encontram-se livres de seus inimigos naturais, podendo proliferar mais rapidamente.

Como exemplo desse tipo de desequilbrio, podemos citar o que ocorreu em Minas Gerais, na chamada zona do Alto Mdio So Francisco. Por volta de 1974, as plantaes dessa regio co-mearam a ser atacadas por sucessivas pragas, a ponto de, em fevereiro de 1979, haver, num s municpio, 60 cigarrinhas por metro quadrado. Pesquisas indicaram que esse grande nmero de insetos foi causado pelo desaparecimento de seus inimigos naturais, os inhambus e as per-dizes, vtimas das queimadas e da ingesto de uma espcie de mosca que, provavelmente, foi contaminada por inseticidas.

A eliminao de uma espcie pode ter efeitos negativos sobre outras espcies da cadeia alimen-tar: se eliminarmos pssaros que comem insetos, os insetos proliferam e podem destruir plantaes.

Outro caso de desequilbrio acontece quando o homem destri um ecossistema natural e instala uma cidade ou uma cultura agrcola. O mosquito transmissor da febre amarela (Aedes aegypti), por exemplo, pode se espalhar pela cidade, ficando longe de seus inimigos presentes nas matas.

3.2. magnificao trfica

Um dos mais srios problemas atuais o constante acmulo, no ambiente, de subproduto de indstrias qumicas como chumbo e mer-crio e de molculas sintticas como plsti-co, detergente e inseticidas. Esses produtos no podem ser decompostos pelas bactrias e pelos fungos, que no possuem enzimas capazes de destru-los ou oxid-los. Em outras palavras, esses compostos no so biodegradveis e, aos poucos, vo se acumulando no ambiente.

Quando ingeridos pelos seres vivos, os produtos no-biodegradveis tendem a se con-centrar tendem a se concentrar ao longo das cadeias alimentares, pois no participam do metabolismo e sua eliminao difcil.

Devido reduo da biomassa na passa-gem de um nvel trfico para outro -, a concen-trao do produto txico vai aumentando nos organismos ao longo da cadeia. Conseqente-mente, os organismos dos ltimos nveis tr-

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ficos acabam absorvendo doses altas dessas substncias, prejudiciais sade. Esse fenme-no conhecido como magnificao trfica.

As substncias no-biodegradveis so eliminadas muito lentamente atravs das fezes, urina ou suor. Por isso, vo aos poucos se acu-mulando no organismo. Assim, se uma pessoa bebe constantemente gua ou ingere algum ali-mento contaminado por mercrio, esse metal pode ir se acumulando em seu corpo, ao longo da vida. Dependendo da quantidade, muitos anos depois o mercrio acumulado, por exem

plo, provocar problemas no fgado, no c-rebro, nos rins ou em outros rgos.

Na dcada de 1950, uma verdadeira tra-gdia ecolgica ocorreu no Japo, depois que uma indstria lanou resduos com mercrio na baa de Minamata. Os peixes e moluscos fo-ram contaminados e o mercrio passou para a populao (que se alimentava desses animais), depositando-se no sistema nervoso, no fgado e nos rins. Mais de mil pessoas morreram into-xicadas e cerca de duas mil tiveram leses ce-rebrais, passando a apresentar paralisia fsica e distrbios visuais.

Em certos estados do Brasil (principalmen-te Amazonas, Par e Mato Grosso) uma tragdia parecida com a Minamata pode se repetir. Os garimpos, que usam mercrios para retirar o outro das pedras, acabam poluindo os rios da regio (rios Paraguai, Madeira, Tapajs, Xingu).

Os peixes do rio Paraguai, por exemplo, tm 60 vezes mais mercrio em seu organismo do que o limite mximo definido pela Organizao Mun-dial de Sade. E o que pior: esse mercrio pode acabar no corpo das pessoas que se alimentam dos peixes.

cicLos BiogeoqumicoscAPtuLo 3

1. Introduo

Sabe-se que os organismos esto constan-temente retirando da natureza os elementos qumicos de que necessitam. No entanto, de uma forma ou de outra, esses elementos aca-bam sempre voltando ao ambiente.

O processo contnuo de retirada e devolu-o de elementos qumicos natureza constitui os chamados ciclos biogeoqumicos.

Ainda que o ecossistema necessite da ener-gia fornecida pelo Sol, essa perptua reciclagem de elementos como o carbono, o nitrognio, o oxignio e outros confere uma certa auto-sufi-cincia biosfera, permitindo a manuteno da vida ao longo dos tempos.

2. Ciclo da gua

2.1. introduo

Desde que a vida surgiu na Terra, h pouco mais de 3,5 bilhes de anos, a gua foi fundamental como base da alimentao dos organismos e como meio de desenvolvimento

de plantas e animais. Ela to bem aproveita-da que, ao longo de milhes de anos, o mesmo estoque original em movimento alimenta rios, lagos e aqferos ou reservatrios subterrneos no chamado ciclo hidrolgico.

O planeta azul, Terra, quase todo cober-to de gua. Apesar dessa abundncia lquida, o mundo vive tempos de secura. Nem sempre encontrado onde se precisa e muitas vezes no tem a qualidade necessria para ser utilizado.

De toda gua existente na Terra, apenas 2,5% fresca, esse valor no pode ser todo aproveitado, pois mais de 70% esto nas gelei-ras polares. Restam 0,75% para dividir entre os 6 bilhes de humanos. Segundo a Organizao das Naes Unidas, no ltimo meio sculo, a disponibilidade de gua por ser humano dimi-nui 60%. Enquanto isso a populao aumenta 50%. Como se pode matar a sede de tanta gen-te? A resposta, em alguns casos, tem sido pro-curar onde ela existe em excesso para abastecer as regies mais esturricadas. Em Los Angeles, na costa oeste americana, por exemplo, onde a chuva to rara que virou noticia, a prefeitura vai busc-la cada vez mais longe a centenas de quilmetros de distncia, quase na fronteira com o Canad. Na cidade do Mxico, os cerca de

20 milhes de habitantes assistem imponentes diminuio de mais de 3 metros por ano do lenol fretico principal.

Mas para que esse ciclo no se altere, preciso se preservar as florestas, nas quais os mananciais ficam protegidos, e os oceanos, de onde evapora boa parte da gua que abastece, mais tarde, rios, lagos e mananciais. O problema que o homem gasta toa, suja, envenena e no preserva os ecossistemas que poderiam alimen-tar a ciranda aqutica.

Moradores de grandes metrpoles, como a Cidade do Mxico, So Paulo e Rio de Janeiro tm motivos de sobra para se preocupar. Seten-ta por cento da gua nesses lugares costuma ser mal aproveitada. A ONU estima que 5,3 milhes de pessoas, na maioria crianas, morrem todo ano por doenas causadas por gua contamina-da. No Brasil 30% das mortes de crianas com menos de um ano de vida se devem diarria e 65% das interaes peditricas so causadas por doenas tambm relacionadas gua.

2.2. consumo de gua e suas consequncias

O mundo gasta gua para produzir alimen-

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to, ou seja, com a agricultura. Sem reservas, a populao comea tambm a passar fome. Na es-tiagem de 1877 no Nordeste, calcula-se que meio milho de pessoas morreram no serto cearense.

No Brasil, a agricultura o setor que uti-liza a maior parte da gua disponvel, cerca de 59%. O consumo domstico e comercial vem a seguir, com 22% e, por ltimo, as indstrias, que gastam 19% do total. A diviso das guas irregular, cerca de 60% esto na Amaznia, onde vivem cerca de 17 milhes de brasileiros. Os demais 143 milhes tm de se conformar em repartir os 40% que sobram. Estima-se que o desperdcio, s em So Paulo, seja de 10 metros cbicos (ou 10 mil litros) por segundo. A gua jogada fora poderia ser aproveitada por 4,3 milhes de pessoas por dia. Tanto lquido der-ramado leva especialistas a concluir que a crise no falta dgua, mas de mau gerenciamento de recursos hdricos.

Associando-se aos fatores naturais, como a falta de chuva e o fator ventos, o homem con-tribui para a desertificao. A produo de ali-mentos diminui devido ao encurtamento dos ciclos de plantio e colheita. Dados da Unesco mostram que mais de 1 bilho de pessoas no mundo no tm acesso gua potvel e 25 mil

morrem diariamente em conseqncia direta ou indireta desse problema.

Os mdicos aconselham: o ideal beber diariamente entre 2 e 3 litros de gua. A gua representa cerca de 70% do peso corporal de uma pessoa. A maior parte desse volume no se acumula nas veias e artrias, como se imagina, mas dentro das clulas ou nos vos entre elas. At mesmo a regulagem de gua da temperatu-ra do corpo depende da gua, pois pelo suor que se controla uma parcela do calor interno.

Todos os dias uma pessoa perde cerca de 800 mililitros de gua pela transpirao, alm de 1,5 a 3 litros pela urina, 0,5 litro na respi-rao e ainda 200 mililitros que do a consis-tncia pastosa das fezes. Se o volume perdido no reposto, a pessoa entre em processo de desidratao, que pode ser fatal. A gua mais importante para a vida do que a comida; sem beber, uma pessoa tem apenas trs dias de vida. Sem alimento, ela pode resistir, em mdia, at 40 dias.

A gua tanto contribui para manter o indi-vduo vivo, como pode mat-lo se estiver con-taminada. Apenas 58% dos municpios do pas no tm gua tratada.

Cada pessoa vive muito bem usando cerca

de 40 litros dirios de gua. S no Brasil, porm, a cota mdia utilizada de 200 litros. Quanto mais rico em gua um pas, maior a falta de percepo de que, amanh, pode no haver tanto para gastar.

2.3. escassez x Abundncia

Abenoado com cerca de 13% de toda a gua doce disponvel no mundo, teoricamente, o Brasil no deveria se preocupar com a es-cassez. Mesmo assim, todo o ano os habitantes da regio Nordeste do pas olham para o cu rezando para chover e, ultimamente, at mora-dores de cidades mais acostumadas a enfrentar enchentes, como So Paulo e Rio de Janeiro, ob-servam preocupados a torneira pingando.

Segundo o gelogo Aldo Rebouas, criou-se uma falsa impresso de que os bra-sileiros tm gua para dar, vender e desper-diar. No apenas o usurio domstico que usa gua demais sem necessidade. Indus-trias e agricultores no tm o costume de reciclar a gua que usam e as companhias de tratamento e distribuio governamentais

ignoram os quase 70% de gua que no chegam s torneiras por causa dos vazamentos.

a cultura do desperdcio que, somada ao crescimento das popu-laes urbanas, acabou trazendo ao dia a dia do brasileiro um palavro antes desprezado: racionamento. Recife j convive com o racionamento h vrios anos.

Desde 1998, So Paulo, tambm se acostumou a ver as torneiras secas nos dias de rodzio.

Infelizmente, 78% da gua do pas se concentra na regio Norte, a mais desabitada.

O consumo de energia eltrica que depende de usinas bem abastecidas de gua, cresce ao ritmo de 5% ao ano. O governo calcula que, para atender a essa demanda, seria necessrio construir uma hidreltrica de Itaipu a cada quatro anos. A alternativa, por enquanto, economizar tambm na luz para no haver um colapso.

Em 2002 comea a vigorar uma cobrana pelo uso da gua para quem capta o recurso da bacia hidrogrfica do Rio Paraba do Sul. A co-

brana pretende acabar com o uso indevido, principalmente da indstria e da agricultura. A gua que chega nas residncias, na verdade, no tem custo para a populao. Paga-se, sim, pela captao, tratamento e distribuio do produto. J industrias, agricultores e empresas de for-necimento captam diretamente dos rios e no desembolsam um centavo por isso.

A cobrana, no serve apenas arrecadao, mas educa as empresas a evitar desperdcios. A taxa levar considerao, alm do volume usado, o estado da gua devolvida ao manancial.

2.4. Poluio e desperdcio

Falta em alguns lugares, excesso em ou-tros e sujeira por quase toda parte. Nas regies Norte e Centro-Oeste, jogam-se metais txicos, como o mercrio do garimpo, nos rios. No Sul, a ameaa est nos produtos qumicos dos pesti-cidas agrcolas. No Sudeste, o volume de esgoto aumenta com a concentrao urbana. Represas e mananciais agonizam diante da depredao

ambiental, das ligaes clandestinas de esgoto, do lanamento de detritos qumicos e da ocupa-o de reas prximas aos reservatrios.

Estudos da Sabesp, a companhia de Sanea-mento Bsico do Estado de So Paulo, mostram que mesmo que todo o sistema disponvel con-seguisse tratar os esgotos, somente o lixo das ruas, carregados pela chuva para os famosos rios Tiet e Pinheiros, seria suficiente para con-tamin-los na mesma proporo que hoje. Os rios da cidade de So Paulo deveriam ter a fun-o de drenar a gua da chuva e conduzi-la s estaes de tratamento, mas no o que aconte-ce. No estado em que se encontram, eles acabam contribuindo, na verdade para as enchentes que infernizam a vida dos moradores da cidade.

Existe soluo, os projetos de despoluio continuam caminhando e pretendem pelo me-nos, reduzir e controlar o estado de degradao do rio. Seja por conscincia ou por necessidade, a sociedade vai aprender que gua no para ser desperdiada ou agredida com detritos. S se d valor quando falta.

No agreste nordestino pagam-se 50 cen-tavos por uma lata dgua de 20 litros. Em So Paulo, pagam se R$ 0,66 por mil litros de gua tratada. No agreste, a mesma quantidade sairia por R$ 25,00.

De acordo com as discusses da Agenda 21, documento firmado entre vrios pases para definir metas de desenvolvimento ambiental, os processos de desertificao foram atribudos s atividades humanas e fatores climticos. O pro-blema j atinge um sexto da populao mundial e no d muitos sinais de melhora.

2.5. Solues

O problema da falta de gua nas torneiras srio, mas existem solues. Para comeo, economizar a palavra de ordem. Nos Estados Unidos, o governo faz marcao cerrada para combater o desperdcio e a populao tem a cultura do uso eficiente. Lavar um automvel na calada, na Califrnia e no Canad pode dar at cadeia. Alm de o consumo ser controlado, cada

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gota dgua vista como uma nota de dinheiro. Na cidade de Chanute, no estado americano do Kansas, a mesma gua reciclada mais de dez vezes, permanecendo ainda dentro dos padres do conselho sanitrio do pas.

Em vrios pases da Europa e em parte da Amrica do Norte, existem redes separadas de abastecimento, uma com gua potvel, para uso imediato, como na cozinha, e outra com gua limpa, mas no tratada, usada para atividades como lavar o quintal, aguar o jardim ou passar pela descarga do banheiro. No Brasil, as estaes de tratamento fornecem para as cidades guas com cloro e flor, que usada para qualquer fim.

Nas estaes de tratamento, o esgoto chega aos tanques e passa por vrios processos de lim-peza. O primeiro a sedimentao do material grosseiro, no qual ficam retidas as sujeiras maio-res. O processo pode ocorrer de varias formas. O mais utilizado no Brasil o de lodos ativados. Co-lnias de microorganismos comem o lixo, mi-neralizando o material. A sobra desse processo um lodo e gs carbnico.

Existem meios criativos de driblar a falta de gua. Aeroportos, campos de futebol, metr, todos poderiam abrir poos artesianos para ga-rantir suas necessidades. No faz sentido usar litros e litros de gua tratada em banheiros e

depois mandar tudo isso, sujo, pelo ralo.As represas so importantes formas de

prevenir a populao, mas tm um alto preo ambiental. Elas destroem ecossistemas e tor-nam enormes reas que poderiam ser usadas na agricultura.

Como a dessalinizao, outras formas de obteno de gua comearam a aparecer por todo lado. Na frica do Sul, os reservatrios so cobertos por plsticos, para que no se perca nenhuma gota com a evaporao. Na Califrnia, estuda-se a possibilidade de rebocar icebergs dos plos para tratar e conseguir gua doce. Imagina-se que sejam necessrios 60 quilme-tros de icebergs por ms para abastecer o es-tado. Na Arglia, j se pensou at em construir reservatrios para recolher o orvalho da noite.

Sejam propostas simples ou exticas, o que fica claro que, antes de qualquer coisa, preciso apostar na educao, na informao. Na dcada de 80, o governo canadense, preocupa-do com o desperdcio de gua, promoveu uma campanha de incentivo troca das vlvulas de parede dos banheiros pelas descargas externa. Hoje, 20 anos depois, 90% dos usurios pos-suem descargas de caixa, que usam 15 litros de gua em vez dos 30 litros gastos nas vlvulas.

3. Ciclo do Carbono

No desenvolvimento de estudos de ecossis-temas, o estudo dos ciclos de elementos qumicos adquiriu cada vez mais importncia, uma vez que propem proporcionar medidas indiretas. O carbo-no de particular importncia, devido a sua rela-o com a assimilao de energia via fotossntese.

O carbono circula pela Natureza ora como carbono inorgnico, na composio do CO

2 do

ar atmosfrico (num percentual de 0,04%), ora na formao das cadeias de carbono dos com-postos orgnicos (protenas, lipdios, glicdios etc.), integrando, como carbono orgnico, a ma-tria dos seres viventes. Ele tem, portanto, uma passagem pelo meio abitico e uma passagem pelos sistemas vivos.

No meio abitico, ele integra o carvo mi-neral e as suas formas alotrpicas, como o dia-mante e a grafita, bem como se apresentam na constituio do dixido de carbono e monxido de carbono, gases poluentes da atmosfera. Mas tambm est presente em alguns sais, como os carbonos de sdio, de clcio, de magnsio etc.

Durante a fotossntese realizada pelas plantas e por organismos inferiores auttrofos, o carbono inorgnico, sob a forma de CO

2, apreendido e passa

ciclo do carbono

a entrar na constituio das cadeias de carbono que integram a matria orgnica. Essa matria orgnica tem ingresso nas cadeias alimentares e passa pelos seus diversos nveis trficos, desde os produtores aos consumidores e decompositores. Apenas, em cada organismo, o material recolhido como nutriente sofre um reprocessamento, atravs da digesto e da assi-milao, passando da qualidade de matria estranha

para matria idntica do prprio corpo. Isso quer dizer que, quando a r come o gafanhoto, no incor-pora diretamente ao seu patrimnio protenas do gafanhoto, mas transforma essas protenas em prote-nas de r. Da mesma forma, as protenas de r sero transformadas em protenas de cobra no organismo do ofdio que comer a r.

Atravs da respirao celular, as molculas

orgnicas so metabolizadas e do como pro-dutos finais CO

2 e gua. O dixido de carbono

devolve ento Natureza o carbono, outra vez na sua forma inorgnica. Outrossim, pela ati-vidade dos microrganismos, os excrementos e retos cadavricos entram em putrefao e tam-bm liberam CO

2 para o ambiente.

A matria orgnica soterrada por longo

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tempo acaba gerando a turfa (mistura de detri-tos vegetais com terra escura e mida), depois a hulha ou carvo de pedra e, finalmente, os com-bustveis fsseis, como o gs e o petrleo.

A queima de materiais pela industria e pelos veculos automotores tambm desprende grandes quantidades de dixido de carbono na atmosfera. H clculos que estimulam uma descarga anual de mais de quatro bilhes de toneladas desse poluente na atmosfera pela atividade industrial e pelo cons-tante uso dos veculos automotores, justificando uma progressiva elevao da temperatura ambiental que caracteriza o chamado efeito estufa (figura 1.3. Ciclo do Carbono).

3.1. Aquecimento global

A Terra sofreu aumento de 0,5 a 1,0 C em sua temperatura nos ltimos cem anos. Segundo a teoria do efeito estufa, o atual ciclo de elevao da temperatura est sendo causado principal-mente pela emisso excessiva de gases-estufa, que conduziria a um aumento nas temperaturas mdias globais entre 1,0C e 3,5C at 2100.

Outro indicador apontado pelos que asso-ciam as alteraes climticas com a influncia humana a elevao mdia de 10 a 25 cm no nvel mdio dos oceanos, nos ltimos cem anos, que teria sido provocada pelo aquecimento das guas

dos oceanos e pelo derretimento de geleiras. Um estudo do efeito estufa e o aquecimento

global acarretariam, ainda, alteraes nos pa-dres de precipitao pluviomtrica, nas corren-tes atmosfricas de ar e nas correntes marinhas.

A vida humana tambm seria afetada pelo aquecimento global. A incidncia de doenas, a disponibilidade de terras agricultveis, as fontes de energia, a oferta de gua e de alimentos seriam atingidas pelas mudanas globais de correntes da elevao da temperatura media do planeta.

O gs carbnico, o metano, o oxido nitroso e o vapor de gua so os principais responsveis pelo efeito estufa. O gs carbnico corresponde, hoje, a dois teros das emisses humanas de gases-estufa, e sua concentrao na atmosfera j se elevou em mais de 30%, desde 1750, e pode dobrar at 2065.

Ao contrrio do que habitualmente se pen-sa, no so as queimadas de florestas o princi-pal fator do aumento do CO

2 atmosfrico, mas

a queima de combustveis fosseis. Grande parte da energia que movimenta a gigantesca frota de veculos impulsiona maquinas agrcolas e mo-tores industriais ou aciona turbinas em usinas termeltricas depende de carvo, gs natural e derivados de petrleo, cuja queima origina gran-des quantidades de gs carbnico.

Em 1992, as emisses globais de CO2 foram cal-

culadas em quase sete bilhes de toneladas, prove-

nientes, principalmente, de paises industrializados.

4. Ciclo do Oxignio

O ciclo do Oxignio se processa num ver-dadeiro balanceamento com o ciclo do carbono, pois ambos esto intimamente dependentes de dois fenmenos comuns; a fotossntese e a respirao celular. Enquanto pela fotossntese retirado o CO

2 circulante nos ambientes areos

e aquticos e liberado o O2, pelo fenmeno res-

piratrio ocorre exatamente o oposto, ou seja, consumido o O

2 disponvel no ambiente e para

ele eliminado o CO2. Depreende-se, portanto,

que um ciclo abastece constantemente o outro.Assim, o oxignio ora se mostra no meio

abitico, como integrante do ar atmosfrico ou dissolvido como gs nas guas dos ecossiste-mas dulccolas e marinhos, ora se apresentam na constituio das molculas orgnicas de glicdios, lipdios e protdios, na estrutura dos sistemas vivos.

As combustes tambm consomem o O2,

uma vez que ele um gs comburente e partici-pa das reaes de queima dos materiais que se inflamam. E, ainda nesse caso, da queima resul-ta CO

2, que ir entrar no ciclo do carbono, onde

h evidente liberao de O2, realimentando o

ciclo do oxignio.

H2o (lquida)

absoro

decompositores

morte e decomposio

transpirao do solo

transpirao vegetal

fotossntese

respirao

assimilao pelos herbvoros

transpirao animalco

nden

sa

o (c

huva

)

utilizao por plantas e animais

H2o (vapor)o2 atmosfrico

co2 atmosfrico

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5. Ciclo do OznioA camada de oznio, situada entre 15 e 45

Km de altitude, absorve a radiao ultravioleta (UV) do Sol, impedindo que a maior parte dela atinja a superfcie terrestre. Algumas substncias tm provocado a gradual diminuio da camada de oznio; entre elas esto os clorofluorcarbonos (CFCs), utilizados como propelente de aerossis, nas tubulaes de geladeiras e condicionadores de ar (gs freon) e na produo de plsticos injetados, como o isopor.

Os CFCs so fracionados na estratosfera, liberando tomos de cloro, que se combinam com o oznio (O

3), provocando sua destrui-

o e a formao de O2. Alm dos CFCs, outras

substncias (como o tetracloreto de carbono e o metil-brometo) possuem ao semelhante.

Com a diminuio da quantidade de oznio na estratosfera (que vem ocorrendo principal-mente sobre a Antrtida), ocorre maior penetra-o de radiao ultravioleta.

A radiao UV-B, um tipo de radiao, cau-sa vermelhido, queimaduras e bronzeamento da pele. Tambm provoca queimadura na cr-nea e na conjuntiva, que causa dor, embaamen-to da viso, intolerncia luz, lacrimejamento e dificuldade de manter os olhos abertos e dimi-nui a capacidade de defesa dos animais contra infeces. Provoca, ainda, alteraes nas mol-culas de DNA, acarretando o desenvolvimento de mutaes e alguns tipos de cncer de pele, como o melanoma.

Quando os vegetais so expostos excessi-vamente radiao UV-B, a rea total de suas folhas, o comprimento de suas razes e sua ati-vidade sofrem reduo.

A reduo UV-B tambm destri o fito-plncton.Com a rarefao da camada de oznio sobre a Antrtida, j ocorreu queda na produ-tividade de matria orgnica, afetando toda a comunidade, pois o fitoplncton serve de ali-mento para o zooplncton e ambos alimentam crustceos, peixes, aves

O2 + O + T O3 + To

Radiao ultravioleta

camada de oznio 40 km de altitude

oxignio molecular

oxignio atmico

oznio

40 k

m

20 k

m

c ClF

CFCl3

O3

O2

+Reao dequebra de

oznio

Radiaoultravioleta

Liberaode Cl

Monxido de cloro

LiIIberao de Cle novas reaes

6. Ciclo do Nitrognio

Na Natureza, o nitrognio um constituinte raro de crosta terrestre, onde ocorre em media em 25 ppm (partes por milho), e dos oceanos, em concentrao de 80 ppt (parte por trilho). Pode estar incorporado matria orgnica ou na forma de sais minerais: sais de amnia e ni-tratos, no solo ou dissolvidos na

gua. o componente mais abundante da atmosfera terrestre, onde ocorre na forma de um gs incolor, sem cheiro, no inflamvel e no txi-co. O gs nitrognio constitui 78% do peso seco da mistura de gases atmosfricos.

O nitrognio um elemento que possui uma capacidade incomum de receber e doar eltrons, participando de uma grande diversidade de rea-es qumicas. Entretanto, o nitrognio gasoso uma substncia muito estvel do ponto de vista qumico, difcil de transformar-se de modo natu-ral.Para entrar nos ciclos biolgicos o nitrognio precisa ser fixado, isto , combinado com outros elementos qumicos de modo a formar compostos como amnia, nitritos e nitratos, solveis em gua e possveis de serem incorporados matria viva.

provvel que a atmosfera primitiva do nos-so planeta contivesse amnia (NH

3) e, nesse caso,

durante centenas de milhes de anos, a fixao de

nitrognio para a sustentao da vida talvez no tenha sido necessria. Mas na atmosfera atual, apenas uma quantidade pequena de nitrognio atmosfrico fixada por fenmeno ionizantes, como as radiaes csmicas, rastos de meteoros e relmpagos, que, momentaneamente, fornecem a alta energia necessria para o nitrognio reagir com o oxignio ou com o hidrognio da gua.

Na biosfera atual, a fixao do nitrognio ga-soso depende principalmente da atividade menos espetacular, mas no menos assombrosa, de cer-tos tipos de microrganismos. Alguns so de vida livre, como as bactrias do gnero Azobacter e as cianobactrias, e outros vivem em diferentes graus de associao com as bactrias do gnero Rhizobyum.

A fixao do nitrognio ocorre com consumo de energia. As bactrias de vida livre obtm esse recurso metabolizando detritos orgnicos nos so-los, nos sedimentos ou em ambientes aquticos. As bactrias que vivem em associao simbiti-ca nas razes de leguminosas obtm energia dos compostos resultantes por essas plantas. Assim, o nitrognio fixado pelas bactrias incorpora-se metade orgnica dos produtores e pode passar, via cadeia alimentar, por diferentes consumidores.

Em cada uma das etapas da cadeia alimentar, o nitrognio pode tambm ser eliminado do orga-

nismo vivo pela excreo de substncias resultan-tes das transformaes qumicas das protenas: a amnia, a uria ou o acido rico. No processo de decomposio dos organismos mortos ou de seus detritos, as protenas tambm

So transformadas por certas bactrias em gua, gs carbnico e amnia, entre outros materiais.

Os caminhos do nitrognio nos sistemas biol-gicos so complexos e, em cada etapa, h participa-o de diferentes organismos. No ciclo do nitrognio, alem do processo da fixao, ocorrem outros deno-minados amonificao, nitrificao e desnitrificao.

A amonificao um processo de produo de amnia a partir da decomposio de materiais orgnicos, produzidos por todos os organismos.

A nitrificao um processo pelo qual uma srie de reaes qumicas promove a transforma-o da amnia, primeiro, em nitrito, e depois, em nitrato, na presena de oxignio. realizado por alguns tipos de bactrias que ocorrem no solo (Nitrosomonas e Nitrobacter) e marinhas (Nitro-sococcus e Nitrococcus).

A desnitrificao um conjunto de reaes qumicas que ocorre na presena de microrganis-mos, tambm especializados (Pseudomonas de-nitrificans), e se completa com reaes qumicas fora deles, de modo que o nitrognio volta forma gasosa e retirado da circulao biolgica. Ocorre

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em ambientes anaerbicos.O nitrognio , em geral, o fator limitante da

produtividade de um ecossistema. Muitas condi-es ambientais limitam a fixao do nitrognio pelas bactrias. Ela lenta em solos cidos e altas temperaturas. Uma vez que as bactrias simbi-ticas dependem de carbono, sua ao limitada pela taxa de fotossntese do hospedeiro.

A maioria dos solos brasileiros deficiente em nitrognio mineral. A pobreza dos solos tropicais em nitrognio tem vrias causas, entre elas a lixiviao (retirada de sais minerais) pelas chuvas abundantes. Mas possvel o uso de praticas agrcolas enriquece-doras do solo, como a rotao de culturas e o consr-cio de culturas com leguminosas.

Para o agricultor, o legume pode criar um problema mais imediato; o aumento de produo, possibilitado pelo nitrognio extra, leva tambm

a um maior consumo de outros elementos essen-ciais, como o potssio e o fosfato. Isso faz com que uma grande colheita requeira uma quantidade elevada de todos os nutrientes essenciais. Muitas vezes, apenas o cultivo de legumes no resolve o aumento da produtividade agrcola, porque fixa-dores simbiticos de nitrognio tm necessidade maior de alguns micronutrientes e pode ser ne-cessrio adicion-los ao solo.

A fixao industrial do nitrognio, para pro-duo de fertilizantes, importante para aumen-tar a produo agrcola, e a prtica da adubao nitrogenada expandiu-se muito a partir da dca-da de 50. Mas, o uso de fertilizantes para aumen-tar a produtividade agrcola tem limites.

Em geral, o aproveitamento do nitrognio dos fertilizantes pelas plantaes no ultrapassa 50%. Minimizar o uso de fertilizantes o melhor

meio de evitar o empobrecimento do solo em ni-trognio. A adubao inadequada pode at inibir o processo natural de fixao de nitrognio.

6.1. A Fixao de nitrog-nio nas leguminosas

A fixao do nitrognio depende inteira-mente de microrganismos, sem os quais a vida no poderia existir. No solo, a fonte de nitrognio biolgico mais abundante resultante das asso-ciaes simbiticas entre bactrias do gnero Rhizobium e plantas da famlia das leguminosas.

Nas razes dessas plantas, essas bactrias es-timulam o desenvolvimento de ndulos, que so ambientes especiais, carentes de oxignio, onde o nitrognio molecular transformado e transferi-do para a leguminosa e pode, ento, ser incorpo-rado sua matria viva. Em troca, a leguminosa fornece os carboidratos para as bactrias.

Ciclo do Nitrognio

nitrognio atmosfrico

N2

dissoluo de rochas

nitrognio orgnico, incorporado matria vivade plantas, animais, algas,

fungos, protozorios e bactrias

relmpagos

fertilizantes

NH3amnia

NO3-NO2-

fixao do N2desnitrificao

nitrificao amonificao

Esquema simplificado do ciclo do Nitrognio.

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comunidAdes e PoPuLAescAPtuLo 4

1. Interaes biolgicasDiversas populaes compartilham o mes-

mo ambiente e disputam os mesmos recursos, constituindo uma comunidade. Nas interaes entre os seres vivos das comunidades, entram em jogo aspectos como alimento, abrigo e transpor-te, importantes para a sobrevivncia e a reprodu-o das espcies. Aos poucos, estamos aprenden-do a utilizar essas interaes no combate a ervas daninhas e insetos, substituindo herbicidas e inseticidas, com evidente vantagem para o am-biente e para a sade das pessoas.

As interaes (relaes ou associaes) entre indivduos da mesma espcie so intra-espec-ficas; as que existem entre indivduos de espcies diferentes so interespecficas. Interaes de-sarmnicas (do tipo +- e --) so as que represen-tam prejuzo para, pelo menos, um dos indivduos associados; interaes harmnicas (do tipo ++ e +0) so aquelas em que s h benefcio (para um ou ambos os participantes).

+ -> Benefcio

- -> Prejuzo

0 -> indiferena

1.1. interaes desarmnicas

1.1.1. competio (--)

Competio a disputa pelo menos recursos ambientais (como gua, alimento, espao ou luz) entre indivduos da mesma espcie (competi-o intraespecfica) ou de espcies diferentes (competio interespecfica). A competio ocorre quando os indivduos tm nichos ecol-gicos semelhantes ou idnticos. Enquanto dura a competio, ocorre gasto excessivo de energia e menor quantidade de recursos fica dispon-vel para cada um dos competidores. Entre o tico-tico e o pardal, h intensa competio: seus hbitos alimentares so semelhantes, utilizam locais similares para a construo de ninhos e adaptam-se s mesmas condies ambientais em muitas reas do Brasil.

1.1.2. Parasitismo (+-)

Parasitismo a associao em que uma espcie (parasita) vive custa de alimento re-tirado do corpo de outra (hospedeira). O para-sita pode prejudicar, mas geralmente no causa a morte imediata do hospedeiro, mantendo assim sua fonte de alimento e abrigo.

Pulges so parasitas de plantas, das er-vas retiram seiva rica em acar, usada em sua alimentao. O cip-chumbo uma planta que parasita outras: ele aclorofilado e, portanto, incapaz de realizar a fotossntese; suas razes sugadoras penetram na planta parasitada e dela retiram seiva rica em acar. H plantas, como a erva-de-passarinho, que tm clorofila e realizam fotossntese; suas razes retiram da planta parasi-tada seiva contendo apenas gua e sais minerais.

1.1.3. Predatismo (+-)

Predatismo a interao em que um indiv-

duo de uma espcie (predador) mata um indi-vduo de outra (presa), que lhe serve de alimento.

Canabalismo um predatismo intra-es-pecfico, em que um indivduo, para alimentar--se, mata outro da mesma espcie. Ocorre, por exemplo, entre aranhas, escorpies e louva-a--deus. Herbivorismo a relao entre o ani-mal herbvoro e as plantas que consome.

1.1.4. Amensalismo (+-)

Amensalismo a relao em que uma espcie libera substncias que impedem o de-senvolvimento ou provocam a morte de outra espcie. Nas mars vermelhas, certas algas produzem e eliminam, na gua, toxinas que causam a morte de peixes e outros animais.

Determinados microorganismos (fungos e bactrias) produzem substncias os antibiti-cos que interrompem o crescimento de popula-es de outros microrganismos. A penicilina, por exemplo, obtida de fungos do gnero Penicillium, pode ser utilizada contra bactrias causadoras de doenas como pneumonia, sfilis e meniginte.

Efeito sobre as espiesrelao ecolgica

Protocooperao + +0

-

--

0+-

+

+

+

+++

-

inquilinismo (A inquilino de B)

herbivoria (A herbvoro; B planta)

Predao (A o predador)Competio interespecfica

mutualismoParasitismo (A o parasita)

Comensalismo (A comensal de B)

Relaesintraespec-

ficas

Colnias: indivduos unidos, atuando em conjunto; s vezes repartem funes. Ex: corais.

Sociedades: indivduos independentes, organizados cooperativamente. Ex.: abelhas.

Competio intraespecfica: indivduos concorrem pelos mesmos recursos do meio. Esse tipo de relao existem praticamente todas as espcies.

Relaesinterespec-

ficas

Protocooperao: indivduos associados se beneficiam e a associao no obrigatria. Ex.: caranguejo-eremita e anmona-do-mar.

Inquilinismo: indivduo usa outro como moradia, sem prejudic-lo. Ex.: plantas epfitas sobre rvores.

Herbivoria: animais (herbvoros) devoram plantas inteiras ou parte de-las. Ex.: gado, que se alimenta de capim.

Predao: animais (carnvoros) matam e devoram outros animais. Ex.: gavio, que devora outros pssaros e roedores.

Competio interespecfica: indivduos com nichos ecolgicos similares competem por recursos do meio. Ex.: animais que se alimentam do mesmo tipo de planta.

Comensalismo: indivduo usa restos de alimentao de outro, sem prejudic-lo. Ex.: hienas, que aproveitam restos das presas dos lees.

Mutualismo: indivduos associados se beneficiam e a associao funda-mental sobrevivncia de ambos. Ex.: algas e fungos que formam lquens.

Parasitismo: indivduo vive custas de outro, causando prejuzos, geral-mente sem levar morte. Ex.: lombrigas que parasitam o intestino humano.

1.2 interaes harmnicas

1.2.1. comensalismo (+0)Comensalismo a relao em que s uma es-

pcie beneficiada, enquanto a outra no bene-ficiada nem prejudicada. O benefcio envolve abri-go, suporte, transporte ou alimento. Um exemplo ocorre no intestino humano: um tipo de ameba a Entamoeba coli obtm benefcio na forma de restos alimentares e abrigo, sem prejudicar nem beneficiar a pessoa. Outro exemplo dado pelo carrapicho, cujos frutos aderem superfcie externa do corpo de um animal ou mesmo pele e roupas de uma pessoa, sendo transportados para um lugar distante de onde foram gerados. Assim, o carrapicho garante a disperso de suas sementes.

Em outro tipo de comensalismo o inqui-linismo (ou epifitismo) , plantas inquilinas, como orqudeas e bromlias, denominadas epfitas, desenvolvem-se sobre rvores, benefi-ciando-se de uma posio favorvel captao de luz. As rvores que oferecem suporte no so beneficiadas nem prejudicadas.

1.2.2. cooperao (++)

Protocooperao uma associao entre espcies diferentes com benefcio para ambas, mas que no indispensvel para a sobrevivn-cia delas. Os anus so aves que se alimentam de carrapatos que parasitam bovinos; todavia, em-bora anus e bois se beneficiem da associao, podem sobreviver uns sem os outros.

1.2.3. mutualismo (++)

Mutualismo uma relao em que as esp-cies se beneficiam reciprocamente, mas, ao con-trrio da protocooperao, a coexistncia indis-pensvel para a sobrevivncia dos associados.

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Os liquens constituem uma associao mutualstica entre algas e fungos (ou entre cia-nobactrias e fungos). Os fungos protegem as algas, do-lhes sustentao, gua e sais mine-rais, criando condies para que elas realizem fotossntese; o alimento fabricado pelas algas compartilhado com os fungos. Separados, esses fungos e algas no sobrevivem.

Modernamente, a expresso simbiose de-fine uma associao ntima (harmnica ou desarmnica) e inclui o mutualismo, o comen-salismo e o parasitismo.

tipo interao esp-cie 1esp-cie 2

comensalismo (+) ( )

(+) (+)

(+) (+)

(-) (-)

(+) (-)

(+) (-)

harm

nic

asde

sarm

nic

as

protocooperao

mutualismo

competio

parasitismo

predatismo

1.2.4. sociedade e colnias (++)

As sociedades so grupamentos de indi-vduos da mesma espcie que tm plena ca-pacidade de vida isolada; no entanto, prefe-rem viver em coletividade. Os indivduos de uma sociedade tm independncia fsica uns dos outros. Num cardume, por exemplo, os componentes da sociedade no revelam di-ferenciao de formas nem diviso de traba-lho. Os cardumes, as manadas, as alcatias, as cfilas e a prpria sociedade humana so sociedades homeotpicas ou homeomorfas, pois nelas todos nascem iguais, sem qual-quer predefinio de trabalho. Sociedades desse tipo funcionam sob o princpio do cada um por si, Deus por todos.

Num formigueiro, num termiteiro (cupinzeiro) ou numa colmia, j se ob-servam nitidamente no s a diferen-ciao de formas quanto a diviso de trabalho, ambas inatas, caracterizando a sociedade heterotpica.

Colnias como as de corais, so inte-raes harmnicas intra-especficas em que os indivduos se encontram ligados fisica-mente entre si.

As colnias so grupamentos de indiv-duos da mesma espcie que revelam profun-do grau de interdependncia e se mostram ligados uns aos outros, sendo-lhes mesmo impossvel manter-se vivos quando isolados do grupo. As cracas, os corais e as esponjas vivem sempre em colnias. H colnias com diviso de trabalho. Nelas, os integrantes, embora sendo da mesma espcie, costumam revelar variedade de formas e de tamanhos, cabendo a cada tipo o desempenho de um papel especfico (nutrio, reproduo, defe-sa, flutuao, locomoo etc). As caravelas (medusas de cnidrios ou celenterados) e o Volvox globator (alga verde unicelar e mi-croscpica) so encontrados em colnias desse tipo.

1.2.5. mimetismo e camuflagem

Dentre as inmeras formas de adaptao, merecem destaque aquelas que conferem aos indivduos de uma dada espcie a faculdade de se tornarem menos visveis e se confundirem como coisas do ambiente ou mesmo se fazerem passar por seres de outras espcies diferentes. Com recursos dessa natureza, tais indivduos conseguem apanhar suas vtimas com mais facilidade ou, ento, escapar do ataque de seus inimigos naturais. Essas formas de adaptao re-cebem os nomes de camuflagens e mimetismos.

D-se nome de mimetismo ao tipo de adaptao pelo qual os indivduos de uma espcie se mostram acentuadamente semelhantes aos in-divduos de uma outra espcie, levando vantagem como essa semelhana.

Camuflagem um tipo de adaptao pelo qual a espcie revela a mesma cor do meio em que vive ou possui forma que se confunde com coisas do ambiente.

Numerosos insetos, rpteis, anfbios e aves possuem cor verde e, assim, fazem perfeita ca-muflagem em meio s folhagens onde se escon-dem. Entre insetos, alguns adquiriram, durante a Evoluo, cor e forma de acleo (o falso espi-nho das roseiras). Tais insetos procuram tirar partido dessa adaptao vivendo no meio de plantas que possuem acleos.

importante no confundir o mimetis-mo com a CONVERGNCIA, fenmeno que j estudamos no captulo referente Evoluo das espcies. Na convergncia, duas ou mais espcies podem assemelhar-se bastante (como o tubaro e o golfinho, por exemplo), sem que haja nenhuma vantagem para qualquer das espcies, decorrendo a semelhana do fato de terem sofrido mutaes parecidas que lhes per-mitiram adaptar-se ao mesmo tipo de ambien-te. Quando uma espcie tira vantagem da sua semelhana com outra, ento o fenmeno j tipicamente de mimetismo.

2. Dinmicas das Populaes

Populao um conjunto de indivduos da mesma espcie, que vivem em um mesmo espa-o, no mesmo intervalo de tempo. Uma popula-o no apenas um aglomerado de indivduos,

mas uma entidade biolgica com caractersti-cas prprias.

Densidade populacional a relao en-tre o nmero de indivduos de uma populao e o espao ocupado por ela, expresso em rea ou volume. Exemplos: em determinado depsito d lixo, so encontrados, em mdia, dois ratos por metro quadrado; numa lagoa, duas tilpias por metro cbico de gua.

Determinados fatores contribuem para au-mentar ou para diminuir a densidade das po-pulaes (Figura 1). Os que tendem a aumentar a densidade so a natalidade (nascimento de indivduos) e a imigrao (entrada de indiv-duos na populao); os fatores que contribuem para diminuir a densidade populacional so a mortalidade (morte de indivduos) e a emi-grao (sada de indivduos).

Potencial bitico a capacidade de reproduo de uma espcie, avaliada em um ambiente que no impe dificuldades a seu de-senvolvimento.

Consideremos dois campos nas mesmas condies. Num deles, colocado um casal de coelhos. No outro, um touro e uma vaca. Con-sideremos, ainda, que nenhum fator se ope ao crescimento das populaes desses ani-mais. No campo ocupado pelos coelhos, sur-gir maior nmero de descendentes, pois eles reproduzem-se mais rapidamente, ou seja, tm maior potencial bitico que as vacas.

O crescimento de cada populao depende de sua capacidade de reproduo e de seu rela-cionamento com o ambiente, o qual , ao mes-mo tempo, provedor de recursos (alimento, gua e abrigo) e opositor ao desenvolvimento.

Na natureza, o crescimento das populaes limitado por fatores ambientais que dificul-tam a sobrevivncia e a reproduo dos indiv-duos. Esses fatores, como o clima desfavorvel, a pequena disponibilidade de alimentos, gua e espao e interaes biolgicas negativas (para-sitismo, predatismo e competio) so denomi-nados, em conjunto, resistncia ambiental.

2.1. controle da densidade po-pulacional

As populaes que crescem livres da re-sistncia ambiental so populaes no contro-ladas; aquelas cujo cres-cimento influenciado pela resistncia ambien-tal so populaes con-troladas.

2.1.1. Populao no controlada

As bactrias podem desenvolver-se em labo-ratrio, nos meios de cul-tura, em circunstncias prximas das ideais, ou seja, alimento abundante, temperatura adequada, remoo contnua de re-sduos e ausncia de ini-migos naturais. Nessas condies, reproduzem-

Natalidademortalidade

emigraoimigrao

Atuao de fatores sobre uma populao

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-se a cada vinte minutos, dobrando sua popu-lao. Essa intensa reproduo caracteriza um crescimento exponencial, que pode ser repre-sentado graficamente.

0

64

32

16

8421

20 40 60 80 100 120t

nmero de batrias

Crescimento de uma colnia de bactrias em meio adequado.

2.1.2. Populao controlada

Em condies naturais, a reproduo das bactrias , de alguma forma, dificultada por fatores ambientais, como inimigos naturais, temperatura inadequada, escassez de gua, ali-mento ou espao e acumulao de resduos.

O crescimento real da populao, que de-pende de seu potencial bitico em oposio resistncia ambiental, pode ser representado graficamente por uma curva sigmide, ou seja, que tem forma de S.

tnm

. de

ind.

na

popu

la

o

fase de crescimento lentofase logartmafase de diminuio do rtmo de crescimentofase de equilbrio

O grfico mostra as fases do crescimento de uma populao. A resistncia ambiental desacelera o crescimento populacional e, na fase de equilbrio, ocorrem pequenas variaes.

tempo

curva de potencial bitico

curva de crescimento real

resistncia do meio

tamanho populacional mximo suportado pelo ambiente

n d

e in

div

duos

modelo 1) Crescimento lento, correspondendo a

um perodo inicial de adaptao da populao s condies ambientais.

2) Crescimento muito rpido, com a po-pulao j adaptada; costuma ser chamada de fase log (de logartmica), por apresentar cres-cimento exponencial.

3) Diminuio do ritmo de crescimento, aps o final da fase anterior, quando se mani-festa mais nitidamente a ao da resistncia ambiental.

4) Fase de estabilizao ou de equilbrio, em que o nmero de indivduos apresenta pequenas variaes. A populao atinge a ca-pacidade de carga do ambiente, ou seja, o nmero mximo de indivduos que ele pode sustentar.

As interaes biolgicas negativas (compe-tio, parasitismo e predatismo), embora pre-judiciais para, pelo menos, um dos indivduos envolvidos, impedem que as populaes cres-am demasiadamente, esgotando recursos ou acumulando resduos que prejudicariam seu prprio desenvolvimento. A Figura 4 mostra um caso bem documentado, envolvendo presa (lebre) e predador (lince).

Quando a populao de presas est grande, os predadores tm maior oferta de alimento, podendo viver mais tempo e gerar mais des-cendentes. Devido ao aumento da populao de predadores, ocorre a diminuio da populao de presas. Agora, os predadores tm mais dificulda-de de obter alimento e sua populao diminui. Menos atacada pelos predadores, a populao de presas aumenta, reiniciando outro ciclo.

Uma populao aumenta quando tem ali-mento abundante. A escassez de alimento, ao contrrio, provoca diminuio do nmero de indivduos por emigrao, mortalidade e redu-o da natalidade. Fatores climticos (variaes extremas de temperatura, secas, chuvas de gra-nizo e enchentes) podem afetar diretamente as populaes, ou indiretamente, comprometendo a fotossntese e a produo de alimentos.

Grandes disponibilidade de alimento e condies climticas favorveis contribuem para o crescimento das populaes, o qual pode ser comprometido pela disponibilidade de es-pao. Em criaes de laboratrio, com muitos

ratos confinados em espao restrito, mas com alimento abundante, verifica-se aumento da tenso, distrbios de comportamento, elevao da mortalidade e diminuio da natalidade. A mortalidade pode ser causada por violentas disputas, abandono de filhotes e canabalismo; a natalidade diminui porque as fmeas deixam de entrar no cio (perodo frtil) devido a alte-raes hormonais provocadas pelo estresse da superpopulao.

O nmero de presas maior que o de predadores. H variaes peridicas e sincronizadas nas duas populaes, revelando a existncia de um controle mtuo.

tempo (anos)

popu

la

o de

lebr

es e

linc

es (

milh

ares

)

20

40

60

80

100

1845 18851865 1905 1925 19351855 18951875 1915

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160

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sucesso ecoLgicAcAPtuLo 5

As comunidades possuem certas seme-lhanas com os organismos. Assim como os diversos rgos de um ser dependem uns dos outros, as espcies de uma comunidade tam-bm so interdependentes. Alm disso, as co-munidades so atravessadas por um constante fluxo de matria e energia, da mesma forma que os organismos.

semelhana de um organismo, uma comunidade tambm pode se desenvolver gradualmente at atingir a maturidade, isto , at atingir um equilbrio relativo com as con-dies ambientais.

1. As etapas da sucesso

Imagine uma regio desabitada, uma rocha nua, por exemplo. As condies para a sobrevi-vncia de animais e vegetais nessa rea so ex-tremamente desfavorveis: a iluminao direta provoca altas temperaturas, a fixao dos vege-tais na rocha muito difcil e a gua da chuva no se fixa e logo se evapora. No entanto, mes-mo em ambiente to inspito podem se instalar liquens (associao entre algas e fungos), que chegam transportados pelo vento.

Alm da grande capacidade de reter gua, os liquens so pouco exigentes, uma vez que realizam fotossntese e fixao de nitrognio atmosfrico, sendo, por isso, capazes de viver apenas com gua, ar e uns poucos sais minerais. A instalao de liquens em regies sem vida vai formar uma comunidade pioneira ou ecese .

Os primeiros seres a se instalarem em um ambiente sem vida so chamados seres pionei-ros. Dependendo das condies do local, pode-mos ter outros pioneiros formando uma ecese: nas dunas de areia, por exemplo, comum a

instalao de gramneas (como o capim), cuja semente trazida pelo vento. J numa lagoa recm-formada, a comunidade pioneira sero algas microscpicas do fitoplncton.

Aos poucos, a comunidade pioneira vai modificando as condies iniciais da regio. Os liquens, por exemplo, produzem cidos que aju-dam a eroso da rocha, formando fendas onde comea a se depositar uma camada de solo.

medida que morrem, os seres pioneiros enriquecem o solo de matria orgnica. Desse modo, o terreno se torna mais rico em umida-de e em sais minerais. Essas novas condies possibilitam a instalao de plantas de peque-no porte, que necessitam de poucos nutrientes para crescer e atingir rapidamente o perodo re-produtivo. A instalao dessas plantas, por sua vez, acarreta novas modificaes ambientais, que favorecem o desenvolvimento de plantas maiores, como os arbustos. Aos poucos, os ani-mais tambm se estabelecem no local.

Assim, as comunidades crescem e evoluem por etapas. A partir da instalao da comuni-dade pioneira, ocorre uma seqncia de comu-nidades. Cada uma dessas comunidades p chamada estgio seral, sere ou sera.

A velocidade com que essas mudanas acon-tecem vai diminuindo at que, finalmente, se es-tabelece uma comunidade que fica em equilbrio com o solo e o clima da regio, sem ser substi-tuda por outra. Pode tanto chegar ao estgio de uma floresta como parar em estgios anteriores. Essa comunidade que surge no final do processo de sucesso chamada comunidade clmax.

Todo esse processo de substituio de uma comunidade por outra comeando pelo estabele-cimento de uma comunidade pioneira at a comu-nidade clmax chamado de sucesso ecolgica. A sucesso completa pode levar de vrias dcadas

at sculos para atingir a comunidade clmax.s vezes encontramos uma regio de tran-

sio entre duas comunidades clmax (floresta e campo, por exemplo), com uma mescla de vege-tao de ambas. Nessa regio ocorre geralmen-te grande disputa de alimento entre animais das duas comunidades: por isso, ela chamada ectone ou ectono (tono = tenso).

2. Sucesses primria e secundria

A sucesso que ocorre numa regio estril, sem vida, chamada sucesso primria (em-bora, em tempos remotos, sob outras circuns-tncias e ambientes, ela possa ter sido habitada).

Mas a sucesso no observada apenas a par-tir de locais totalmente desertos. Ela pode ocorrer tambm em plantaes abandonadas, matas des-trudas por incndios ou na beira de estradas.

No ambiente do cerrado, por exemplo, as regies destrudas por incndios ocasionais so logo recompostas pela sucesso ecolgica. A sucesso que ocorre em locais j habilita-dos, cujo equilbrio foi rompido por alguma mudana ambiental, causada ou no pelo ho-mem, chamada sucesso secundria. Essas sucesses costumam atingir o clmax mais ra-pidamente do que as sucesses primrias, j que o terreno costuma ser mais propcio para a instalao de novas comunidades.

3. A estabilidade da comunidade clmax

O equilbrio da comunidade clmax pode ser alterado por mudanas drsticas nos fatores fsicos do ambiente, como incndios, erupes

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interfernciA HumAnA em comunidAdes nAturAiscAPtuLo 6

vulcnicas, grandes mudanas climticas ou desastres ecolgicos. Tais mudanas chegam a alterar definitivamente a regio. Mas, no ha-vendo grandes alteraes no clima nem cats-trofes ecolgicas, a comunidade clmax tende a permanecer em equilbrio.

Vrios cientistas acham, porm, que mes-mo no havendo grandes alteraes nos fatores fsicos do ambiente, a comunidade clmax pode se alterar. Essas mudanas ocorreriam de for-ma mais lenta do que nos estgios anteriores da sucesso. Portanto, seria mais correto afirmar apenas que a comunidade clmax mais estvel do que as comunidades que a precederam.

4. Diversidade e estabilidade

Ao longo do processo de sucesso ecolgica, observa-se um aumento progressivo na diversi-

dade de espcies e na biomassa total (a quantida-de de matria orgnica na comunidade). As teias alimentares tornam-se mais complexas e novos nichos ecolgicos se formam.

Para alguns cientistas, o aumento na diver-sidade de espcies e na complexidade das teias importante para garantir a estabilidade da co-munidade clmax. O grande nmero de espcies e o fato de cada uma servir de alimento a vrias outras, formando complexas e variadas teias ali-mentares, tornam mais fcil restabelecer o equi-lbrio na eventual extino de uma das espcies. Numa comunidade simples, as espcies tm poucas opes alimentares e os desequilbrios so mais difceis de serem contornados. Da sua menor estabilidade.

Sabemos que as grandes culturas agrcolas (monoculturas) mantidas fora do clmax pela ao do homem so mais sensveis ao ataque de pragas do que uma floresta ou outra comunidade clmax. Essa maior fragilidade das monoculturas

pode estar ligada perda de diversidade, uma vez que elas so sistemas extremamente pobres em cadeias alimentares e em outros tipos de relao.

Os insetos nocivos so beneficiados no ape-nas pela ausncia de predadores e competidores, mas tambm pela farta quantidade de alimento disponvel. Alm disso, os insetos e outros orga-nismos parasitas, como os fungos, passam a ter mais facilidade em se propagar, devido proximi-dade entre as plantas e ao fato de que esto au-sentes vegetais resistentes praga, que poderiam funcionar como uma barreira.

A vantagem dos sistemas artificiais a sua maior capacidade de produo de alimento para o homem, isto , sua maior produtividade em rela-o comunidade clmax. Em uma comunidade clmax natural, as substncias produzidas pelos autotrficos so consumidas pelos heterotrficos do prprio ecossistema. Nas culturas agrcolas, o homem praticamente o nico a retirar os produ-tos que sero seu alimento.

1. Desmatamento

Um dos maiores problemas ecolgicos da atualidade a destruio das florestas, como ocor-reu no Brasil com a mata atlntica Hoje restam menos de 10% dessas matas em relao poca da colonizao portuguesa. O mundo perde, a cada ano, grandes reas florestais, que so derrubadas ou queimadas, trazendo graves prejuzos ao solo e poluio atmosfrica. Alm disso, diversas es-pcies acabam por se extinguir, o que diminui o estoque global de biodiversidade, que como os cientistas denominam a grande variedade de for-mas viventes produzida pela evoluo biolgica.

Os desmatamentos indiscriminados tm como con-seqncias a eroso e o empobrecimento do solo.

2. Introduo de Novas Espcies

A introduo de novas espcies em um ecossistema equilibrado pode causar proble-mas de grandes propores, comprometendo a estabilidade de toda a comunidade biolgica lo-cal. Esse tipo de desequilbrio freqente, uma vez que a humanidade transfere espcies de um local para outro, no mundo todo. A seguir, apre-sentamos alguns exemplos de transferncia de espcies que causaram problemas aos ecossis-temas hospedeiros.

Em 1839 introduziu-se, na Austrlia, um nico espcime da planta cactcea conhecida como figo-da-ndia (Opuntia inermis). Essa

espcie originria na Amrica do Sul, mas se adaptou to bem s condies australianas que, passados apenas 60 anos, j cobria uma rea de aproximadamente 4 milhes de hectares (1 hectare = 100 m2). Em 1920, o figo-da-ndia j ocupava 24 milhes de hectares e aumentava razo de 4 milhes de hectares ao ano. Grande parte das terras destinadas criao de gado estava sendo ocupada por figo-da-ndia, tor-nando-se intil para a pecuria.

A planta da famlia das cactceas Opuntia iner-mis, popularmente conhecida por figo-da-ndia, originria da Amrica do Sul e se tornou uma praga ao ser introduzida na Austrlia.

Para combater o figo-da-ndia, em 1925 introduziu-se na Austrlia a pequena borboleta sul-americana Cactoblastis cactorium, cujas lagartas se alimentam dos caules da cactcea. Atualmente, as lagartas mantm essas plantas sob controle.

Outro problema ecolgico causado pela intro-duo de uma espcie j havia ocorrido na Austr-lia, em 1788. Aps a introduo do gado bovino, parte das pastagens tornou-se inutilizvel devido ao acmulo de placas de esterco, que endureciam e permaneciam no pasto por muito tempo sem se degradar, matando o capim embaixo elas. Por que isso no ocorria em outros pases?

O problema foi resolvido quando se desco-briu que na Austrlia no havia o escaravelho da espcie Garreta nitens (um inseto colep-tero). Os escaravelhos machos transformam as grandes massas de esterco do gado em peque-nas bolas, que levam para buracos escavados no solo. As fmeas pem ovos nessas bolas de

esterco, o qual serve de alimento para as larvas desse inseto. Os criadores de gado australianos importaram, ento, escaravelhos de outros pa-ses e conseguira assim recuperar as pastagens.

O macho do escaravelho Garreta nitens empurra com as patas traseiras uma pequena bola retirada de um monte de esterco fresco. As fmeas pem ovos dentro da bola e a enterram. Isso causa a rpida degradao e a reciclagem do esterco produzido por grandes mamferos herbvoros. A ausncia de escara-velhos causou desequilbrios ecolgicos na Austrlia quando o gado bovino foi introduzido.

3. Extino de Espcies

A extino, isto , o total desaparecimento de uma ou mais espcies, pode causar srios distrbios ao equilbrio de um ecossistema. Embora o fenmeno do desaparecimento de espcies seja comum na natureza, grande n-mero de espcies tm sido extintas devido interferncia direta da espcie humana. Por exemplo, a caa indiscriminada, que no leva em conta a capacidade de recuperao das po-pulaes caadas, tem causado a extino de muitas espcies. Da mesma forma, ao devastar reas de ambiente natural, seja para a prtica da agricultura, seja para a construo de usinas hi-dreltricas, a espcie humana ameaa espcies nativas e provoca a extino de muitas delas.

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mas esses recursos pem ser uti-lizados de modo a reduzir perdas e, principalmente, minimizar o impacto ambiental.

eles devem ser economizados de modo adurar mais tempo, seja por meio de reciclagem, pela utilizao da menor quantidade possvel ou pela sua substi-tuio de recursos renovveis, quando isso puder ser feito.

5 Permanecer nos Limites da capa-cidade de suporte do Planeta terra. H limites para os impactos que os ecos-sistemas e a biosfera como