PRESSÃO ATMOSFÉRICA

A existência da pressão atmosférica foi constatada pela primeira vez em 1650, graças às experiências realizadas por Otto von Guericke. O físico alemão uniu dois hemisférios metálicos em cujo interior foi feito o vácuo. Nem a força humana, nem a de animais conseguiu separar os dois hemisférios devido à pressão que a atmosfera exercia sobre o interior oco e sem ar. Pressão atmosférica é a força exercida por uma coluna de ar sobre uma unidade de área. Essa força se deve à grande massa gasosa que existe desde o limite superior da atmosfera até as camadas mais próximas do solo. É em geral medida em milibares, sendo o milibar uma unidade equivalente a 105 newtons por metro quadrado (padrão do sistema internacional de unidades), ou em atmosferas. Uma atmosfera é igual a 1.013,25 milibares. A pressão atmosférica se mede com um instrumento denominado barômetro, criado em 1643 pelo cientista italiano Evangelista Torricelli. A medição é feita pelos efeitos da pressão sobre um líquido que, impelido pela força derivada desta pressão, sobe por uma coluna estreita de vidro. Essa propriedade, característica de todas as substâncias líquidas, adquire proporções diferentes de acordo com a densidade do líquido. Uma coluna vertical de mercúrio, líquido de alta densidade, sobe 760mm, altura que é tomada como referência para medir a pressão atmosférica. A água, menos densa, se eleva espontaneamente por um cano a uma altura de mais de dez metros, de modo que só para poços de profundidades superiores são necessários equipamentos de bombeamento. Para bombear água usando a pressão atmosférica basta impedir que o ar faça pressão sobre certa porção da superfície do líquido, que se elevará por força da pressão exercida sobre o resto. Esse é o princípio da bomba de sucção: ela aparentemente puxa a água, mas na verdade faz com que o ar

que fica ao redor do cano impulsione a água cano acima. O mesmo princípio funciona quando se ingere líquido por um canudo: o ar é sugado e o líquido, livre da pressão exercida pelo ar, sobe pelo interior do canudo.

Variações da pressão atmosférica com a altitude. O valor máximo de pressão atmosférica é alcançado ao nível do mar, já que ali se encontra a maior massa de ar por cima do instrumento de medição. A pressão diminui gradativamente com a altura, a uma razão de cerca de 3,5 milibares para cada trinta metros. A diminuição da pressão atmosférica é acompanhada, a grandes altitudes, pela redução da taxa de oxigênio no ar. É por isso que os montanhistas precisam se adaptar a pressões reduzidas, usando técnicas para diminuir a demanda de oxigênio de suas células e tecidos. A pressão exercida pela atmosfera sobre o corpo humano se compensa por uma vasta rede interna de vasos capilares, ou seja, vasos sangüíneos muito estreitos. A redução da pressão cria um desequilíbrio interno que se manifesta sob a forma de enjôo e mal-estar generalizado. Nos vôos comerciais, os passageiros e tripulantes viajam em cabines pressurizadas, nas quais se cria uma atmosfera artificial para evitar os efeitos da queda de pressão no exterior do avião. Pilotos de jatos militares, que voam entre 9.000 e 12.000m de altitude, usam máscaras de oxigênio. A 19.000m de altitude a pressão atmosférica cai para 47mm de Hg e a máscara de oxigênio já não basta para garantir a sobrevivência e o piloto é obrigado a usar um traje hermético pressurizado, semelhante ao dos astronautas.

Pressão atmosférica e meteorologia. A temperatura do ar na atmosfera faz variar os valores de pressão atmosférica. Isso acontece porque o ar frio se encontra mais concentrado e, portanto, pesa mais que o ar quente. A existência de depressões na atmosfera, ou seja, de zonas de ar quente e pressão mais baixa, causa instabilidade, pois o ar frio

circundante flui por baixo da área quente e provoca o fenômeno conhecido como ciclone, com ventos e chuvas.

PRESERVAÇÃO DO AR

A poluição do ar é resultado da emissão de gases tóxicos em geral, mais especificamente: combustão nos veículos, indústria, queima de lixo,

incêndios, aerossóis, cigarros,...

Muitas doenças estão relacionadas com este tipo de poluição: bronquite, asma, câncer de pulmão...

O Planeta Terra tem um importante mecanismo natural de regulação da temperatura, evitando que o calor recebido do sol se perca totalmente no espaço. O gás carbônico presente na atmosfera deixa o calor entrar, mas retém parte deste calor necessário a vida no planeta. Porém este mecanismo está desregulado pelo aumento de gás carbônico na atmosfera, resultado da poluição do ar, especialmente causada pela queima de combustível dos automóveis e das queimadas nas matas e florestas, gerando o efeito estufa.

O Efeito Estufa ( aumento da temperatura da terra) tem sido aumentado pela emissão de gases tóxicos. Esses gases na atmosfera funcionam como os vidros de um carro fechado, permitem que a radiação solar entre, mas não permitem que o calor saia, o que provoca um aumento de temperatura na Terra, derretendo as geleiras das calotas polares e aumentando o nível das águas do mar. Estas mudanças climáticas globais que têm aumentado o nível do mar alagando cidades costeiras têm também provocado seca em outras áreas.

A destruição da camada de ozônio tem sido uma das grandes responsáveis pelo aumento dos casos de câncer de pele. O clorofluorcarbono (CFC), um gás amplamente utilizado pela indústria destrói esta camada, que filtra a radiação UV ( ultravioleta). O CFC é usado em sprays de inseticidas, perfumes, desodorantes, no ar condicionado, nas geladeiras,...

O QUE AINDA PODEMOS FAZER PARA SALVAR O PLANETA E DIMINUIR O EFEITO ESTUFA E A CAMADA DE OZÔNIO?

FEBRE ALTA NO PLANETA

- FOGO NO CHÃO

O gás carbônico misturado ao ar deixa passar a luz que vem do sol. Mas bloqueia o calor que a luz cria ao bater no solo. Essa energia térmica que se acumula na atmosfera é que esquenta o planeta.

- GELO FINO

As calotas polares já estão derretendo. Em algumas áreas, elas estão 40% mais finas que há dez anos atrás. Animais como o caribu e o urso polar podem ser extintos.

- CIDADES AFOGADAS

Com o gelo transformado em água, o nível dos oceanos vai subir, engolindo aos poucos as cidades costeiras. O Rio de Janeiro, o Recife, são algumas das metrópoles em risco.

- MORTE NO MAR

Estudo divulgado este ano mostra que 11% dos bancos de corais, muito sensíveis à temperatura, já estão mortos e mais de 20% deverão desaparecer dentro de 30 anos.

- CALOR DOENTE

A população de mosquitos tende a crescer e a transmitir mais malária, febre amarela e dengue. Diversos estudos confirmam essa hipótese.

- ENTRESSAFRA GERAL

As áreas desertificadas vão crescer em muitos países e reduzir a produção agrícola. Em alguns casos, como na África, drasticamente. O calor, por si só, tende a invibializar culturas de clima frio como o trigo do nosso pãozinho de cada dia.

Composição química DA ÁGUA A água é uma molécula composta por dois elementos químicos: o hidrogénio e o oxigénio, na proporção de 2 átomos de hidrogénio para 1 átomo de oxigénio – H2O.

Propriedades da água

A água é um solvente

No ambiente é muito difícil encontrar água pura, em razão da facilidade com que as outras substâncias se misturam a ela. Mesmo a água da chuva, por exemplo, ao cair, traz impurezas do ar nela dissolvidas.

Uma das importantes propriedades da água é a capacidade de dissolver outras substâncias. A água é considerada solvente universal, porque é muito abundante na Terra e

é capaz de dissolver grande parte das substancias conhecidas.

Se percebermos na água cor, cheiro ou sabor, isso se deve a substâncias (líquidos, sólidos ou gases) nela presentes, dissolvidas ou não.

As substâncias que se dissolvem em outras (por exemplo: o sal) recebem a denominação de soluto. A substância que é capaz de dissolver outras, como a água, é chamada de solvente. A associação do soluto com o solvente é uma solução.

A propriedade que a água tem de atuar como solvente é fundamental para a vida. No sangue, por exemplo, várias substâncias - como sais minerais, vitaminas, açucares, entre outras - são transportadas dissolvidas na água.

Porcentagem de água em alguns órgãos do corpo humano.

Nas plantas, os sais minerais dissolvidos na água são levados das raízes às folhas, assim como o alimento da planta (açúcar) também é transportado dissolvido em água para todas as partes desse organismo.

No interior dos organismos vivos, ocorrem inúmeras reações químicas indispensáveis a vida, como as que acontecem na digestão. A maioria dessas reações químicas no organismo só acontece se as substâncias químicas estiverem dissolvidas em água.

A água como regulador térmico

A água tem a capacidade de absorver e conservar calor. Durante o dia, a água absorve parte do calor do Sol e o conserva até a noite. Quando o Sol está iluminando o outro lado do planeta, essa água já começa a devolver o calor absorvido ao ambiente.

Ela funciona, assim, como reguladora térmica. Por isso, em cidades próximas ao litoral, é pequena a diferença entre a temperatura durante o dia e à noite. Já em cidades distantes do litoral, essa diferença de temperatura é bem maior.

É essa propriedade da água que torna a sudorese (eliminação do suor) um mecanismo importante na manutenção da temperatura corporal de alguns animais.

Quando o dia está muito quente, suamos mais. Pela evaporação do suor eliminado, liberamos o calor excedente no corpo. Isso também ocorre quando corremos, dançamos ou praticamos outros exercícios físicos.

Flutuar ou afundar?

Você já se perguntou por que alguns objetos afundam na água? Porque um prego afunda e um navio flutua na água? O que faz com que a água sustente alguns objetos, de forma que eles consigam flutuar nela?

Entender porque alguns objetos afundam na água enquanto outros flutuam é muito importante na construção de navios, submarinos etc. Se na água um prego afunda e um navio flutua, está claro que isso não tem nada a ver com o fato de o objeto ser leve ou pesado, já que um prego tem algumas gramas e um navio pesa toneladas.

Na água podemos erguer uma pessoa fazendo pouco esforço, enquanto fora da água não conseguiríamos nem movê-la do chão. Isso acontece porque a água empurra o corpo de uma pessoa para cima. A força que a água exerce nos corpos mergulhados de baixo para cima (como um "empurrão"), é denominada empuxo.

A quantidade de água deslocada pelos corpos é um importante fator para a flutuação ou afundamento dos objetos. O prego, por ter pouco volume, desloca um mínimo de água quando mergulhado. Já o navio por ser muito volumoso, desloca uma grande quantidade de água. Então seu "peso" fica equilibrado pela força com que a água o "empurra", ou seja, pelo empuxo.

Quando o empuxo (E) é igual ao peso (P) o objeto flutua, porém quando o peso é maior que o empuxo o objeto afunda. O submarino quando quer afundar aumenta seu peso enchendo seus tanques de água do mar.

A água exerce pressão

Você já tentou segurar com o dedo o jato de água que sai de uma mangueira? O que aconteceu? A água impedida pelo dedo de fluir, exerce pressão e sai com mais força.

Todos os líquidos em geral exercem pressões. Uma maneira de demonstrar a pressão exercida por uma coluna de "líquido" é efetuar orifícios numa garrafa plástica de 2 litros (destas de refrigerante) e enchê-la de água.

A experiência ilustrada abaixo indica que a pressão exercida por um líquido aumenta com a profundidade, pois a vazão do primeiro furo é menor que a vazão dos outros dois. Pode-se verificar que quanto maior a profundidade ou altura de líquido, o filete de água atinge uma maior distância. Diz-se que a pressão é maior e depende da profundidade do orifício considerado.

Pressão e mergulho

Quando uma pessoa mergulha, pode sentir dor na parte interna da orelha. Você sabe por que isso acontece? Novamente, a explicação está relacionada à pressão que a água exerce.

Quando mergulhamos, à medida que nos deslocamos para o fundo, aumenta a altura da coluna líquida acima de nós. Quanto maior a altura dessa coluna, maior será a pressão exercida pelo líquido sobre nós. Por essa razão, nas profundezas dos oceanos a pressão da água é grande e o homem não consegue chegar até lá sem equipamentos de proteção contra a pressão.

Usinas Hidrelétricas

Os engenheiros levam em consideração esse comportamento da água quando planejam as usinas hidrelétricas.

Essas usinas aproveitam o potencial hidráulico existente num rio, utilizando desníveis naturais como quedas de água, ou artificiais, produzidos pelo desvio do curso original do rio.

Nelas, a força das águas represadas dos rios é utilizada para a produção de energia elétrica. Essas usinas são responsáveis por mais de 70% de toda a energia elétrica gerada no país e cerca de 20% da eletricidade mundial. Alem disso não é poluente, é renovável, e permite controlar a vazão dos rios através das barragens, minimizando os efeitos das enchentes.

Você sabe como funciona uma hidrelétrica?

Inicialmente represa-se uma grande quantidade de água em um imenso tanque, cuja base é bem mais larga que a parte de cima. As usinas são construídas abaixo do nível das represas, já que, quanto maior for a profundidade, maior será a pressão exercida pela água. Quando as comportas são abertas, a água sai sob grande pressão. Sob as comportas são colocadas as turbinas, grandes máquinas cuja parte principal é uma roda imensa. A queda da água faz com que as rodas girem, esse movimento gera energia elétrica que é distribuída para as cidades.

Quais são as desvantagens da construção de uma usina hidrelétrica?

As desvantagens da construção de uma usina hidrelétrica são: - Desapropriação de terras produtivas pela inundação; - impactos ambientais (fauna e flora) - perda de vegetação e da fauna terrestres; - impactos sociais (realocação e

desapropriação de moradores); - interferência na migração dos peixes; - alterações na fauna do rio; e - perdas de heranças históricas e culturais, alterações em atividades econômicas e usos tradicionais da terra.

Quais são os impactos ambientais na construção de uma usina?

Para construir represas e usinas é preciso alagar uma área enorme para formar o lago, e muitas vezes mexer no caminho que o rio faz. O lago, também chamado de reservatório, é formado pelo represamento das águas do rio, através da construção de uma barragem. Essa alteração do meio ambiente atrapalha a vida dos bichos e das plantas da região, além de mudar radicalmente a paisagem, muitas vezes destruindo belezas naturais. Também saem prejudicadas as pessoas que moram por perto e têm que se mudar por causa da inundação.

Usina Hidroelétrica de Itaipu

Tensão superficial

Uma outra característica da água no estado líquido é a tensão que ela representa em sua superfície. Isso acontece porque as moléculas da água se atraem, mantendo-se coesas (juntas), como se formassem uma finíssima membrana da superfície. Olhe a figura abaixo.

O princípio de Pascal

Pascal foi um cientista frânces que viveu de 1623 a 1662. Entre muitas colaborações para a ciência, formulou o seguinte princípio: "A pressão exercida sobre um líquido é transmitida integralmente para todos os pontos do líquido". Observe a figura a baixo:

Quando empurramos fortemente uma rolha para dentro de uma garrafa que contém líquido, essa pressão é transmitida integralmente ao líquido existente no recipiente. A pressão da água dentro da garrafa aumenta e empurra a outra rolha para fora.

O ciclo da água

A água no estado líquido ocupa os oceanos, lagos, rios, açudes etc. De modo contínuo e lentamente, à temperatura ambiente, acontece a evaporação, isto é, a água passa do estado líquido para o gasoso.

Quanto maior for a superfície de exposição da água (por exemplo, um oceano ou nas folhas de árvores de uma floresta), maior será o nível de evaporação. Quando o vapor de água entra em contato com as camadas mais frias da atmosfera, a água volta ao estado líquido, isto é, gotículas de água ou até minúsculos cristais de gelo se concentram formando nuvens.

O vapor de água, quando resfriado, pode também formar a neblina (nevoeiro), ou seja, aquela "nuvem" que se forma perto do solo.

Ao se formar nas nuvens um acúmulo de água muito grande, as gotas tornam-se cada vez maiores, e a água se precipita, isto é, começa a chover. Em regiões muito frias da atmosfera, a água passa do estado gasoso para o estado líquido e, rapidamente, para o sólido, formando a neve ou os granizos (pedacinhos de gelo).

A água da chuva e da neve derretida se infiltra no solo, formando ou renovando os lençóis freáticos. As águas subterrâneas emergem para a superfície da terra, formando as nascentes dos rios. Assim o nível de água dos lagos, açudes, rios etc. é mantido.

A água do solo é absorvida pelas raízes das plantas. Por meio da transpiração, as plantas eliminam água no estado de vapor para o ambiente, principalmente pelas folhas. E na cadeia alimentar, as plantas, pelos frutos, raízes, sementes e folhas, transferem água para os seus consumidores.

Além do que é ingerido pela alimentação, os animais obtêm água bebendo-a diretamente. Devolvem a água para o ambiente pela transpiração, pela respiração e pela eliminação de urina e fezes. Essa água evapora e retorna à

atmosfera. No nosso planeta, o ciclo de água é permanente.

Ciclo da água

A qualidade da água

A vida humana, assim como a de todos os seres vivos depende da água.

Mas a nossa dependência da água vai além das necessidades biológicas: precisamos dela para limpar as nossas casas, lavar as nossas roupas e o nosso corpo. E mais: para limpar máquinas e equipamentos, irrigar plantações, dissolver produtos químicos, criar novas substâncias, gerar energia.

É aí que está o perigo: a atividade humana muitas vezes comprometa a qualidade da água. Casas e indústrias podem despejar em rios e mares substâncias que prejudicam a nossa saúde. Por isso, escolher bem a água que bebemos e proteger rios, lagos e mares são cuidados essenciais à vida no planeta.

Água potável

A água potável é aquela popularmente chamada água pura. Para ser bebida por nós, a água deve ser incolor, insípida (sem sabor) e inodora (sem cheiro). Ela deve estar livre de materiais tóxicos e microorganismos, como bactérias, protozoários etc., que são prejudiciais, mas deve conter sais minerais em quantidade necessária à nossa saúde.

A água potável é encontrada em pequena quantidade no nosso planeta e não está disponível infinitamente. Por ser um recurso limitado, o seu consumo deve ser planejado.

Água destilada

A água potável deve ter certa quantidade de alguns sais minerais dissolvidos, que são importantes para a nossa saúde. A água sem qualquer outra substância dissolvida é chamada de água destilada. Veja como se consegue água destilada.

Para retirar sais minerais e outros produtos dissolvidos na água, utiliza-se um processo chamado destilação. O produto dessa destilação, a água destilada, é usado em baterias de carros e na fabricação de remédios e outros produtos. Não serve para beber, já que não possui os sais minerais necessários ao nosso organismo.

Veja como funciona o aparelho que produz água destilada, o destilador:

Observe que a água ferve (1) com ajuda do (2) Bico de Bunsen (chama que aquece a água), transformando-se em vapor (3), e depois se condensa (4), voltando ao estado líquido. Os sais minerais não vaporizam, mas ficam dentro do vidro onde a água foi fervida (chamado balão de destilação).

Água mineral

A água do mar é salgada porque tem muito cloreto de sódio, que é o sal comum usado na cozinha. Justamente por ter tanto sal, não é potável. Se bebermos água do mar, o excesso de sal nos fará eliminar mais água na urina do que deveríamos, e começamos então a ficar desidratados.

Já a água doce, dos rios, lagos e fontes, tem menos sal que a água do mar e pode ser bebida - desde que esteja sem micróbios e produtos tóxicos ou que tenha sido tratada para eliminar essas impurezas.

A chamada água mineral é água que brota de fontes do subsolo. Ela costuma ter alguns sais minerais em quantidade um pouco maior que a água utilizada nas residências e, às vezes outros sais.

A água mineral é, em geral potável e pode ser bebida na fonte ou engarrafada - desde que a fonte esteja preservada da poluição e da contaminação ambiental e que o processo de engarrafamento seja feito com higiene.

O mar pode "morrer"?

Na Ásia, há o famoso mar Morto, que é um exemplo de que um mar pode "morrer". O mar "morre" e os lagos também quando o nível de salinidade, isto é, a concentração de sais da sua água, é tão alto que não permite que os peixes, a flora e outros seres vivam nele. Esse fenômeno ocorre por vários fatores, entre eles: pouca chuva aliada à evaporação intensa (clima quente e seco) e corte ou diminuição do regime de escoamento de rios.

Açude no Acre secando.

Fontes de poluição da água

A água pode conter barro, areia e outras impurezas. Um grande perigo de contaminação da água está, por exemplo, na presença de produtos químicos tóxicos ou microorganismos que tornam a água poluída.

Há varias fontes de poluição, como veremos a seguir.

A conseqüência da falta de tratamento de esgoto

O grande número de dejetos dos populosos núcleos residenciais, descarregado em córregos, rios e mares provoca a poluição e a contaminação das águas. Febre tifóide, hepatite, cólera e muitas verminoses são doenças transmitidas por essas águas.

Há rios como o Tietê e o Guaíba - em cujas margens surgiram a cidade de São Paulo e Porto Alegre - que já estão comprometidos. Além desses, há vários rios expostos à degradação ambiental.

Tietê em obras em São Paulo para retirada de lixo depositado.

A mineração, a extração e o transporte de petróleo

Atividades econômicas importantes têm causado inúmeros acidentes ecológicos graves. O petróleo extraído dos mares e os metais ditos pesados usados na mineração (por exemplo, o mercúrio, no Pantanal), lançados na água por acidente, ou negligência, têm provocado a poluição das águas com prejuízos ambientais, muitas vezes irreversíveis.

Derramamento de petróleo ocorrido na Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, Jun. 2000

A poluição causada pelas indústrias

Mesmo havendo leis que proíbam, muitas indústrias, continuam a lançar resíduos tóxicos em grande quantidade nos rios.

Na superfície da água, é comum formar-se uma pequena espuma ácida, que, dependendo da fonte de poluição, pode ser composta principalmente de chumbo e mercúrio. Essa espuma pode causar a mortandade da flora e da fauna desses rios. E esses agentes poluidores contaminam também o organismo de quem consome peixes ou quaisquer outros produtos dessas águas.

Acidente no rio dos Sinos onde milhares de peixes morreram pela contaminação do rio com dejetos químicos lançados pelas empresas, Rio Grande do Sul, outubro, 2006.

As estações de tratamento da água

Muitas casas das grandes cidades recebem água encanada, vinda de rios ou represas. Essa água é submetida a tratamentos especiais para eliminar as impurezas e os micróbios que prejudicam a saúde.

Primeiramente, a água do rio ou da represa é levada através de canos grossos, chamados adutoras, para estações de tratamento de água. Depois de purificada, a água é levada para grandes reservatórios e daí é distribuída para as casas.

Na estação de tratamento, a água passa por tanques de cimento e recebe produtos como o sulfato de alumínio e o hidróxido de cálcio (cal hidratada). Essas substâncias fazem as partículas finas de areia e de argila presentes na água se juntarem, formando partículas maiores, os flocos. Esse processo é chamado floculação. Como essas partículas são maiores e mais pesadas, elas vão se depositando aos poucos no fundo de outro tanque, o tanque de decantação. Desse modo, algumas impurezas sólidas da água ficam retidas.

Após algumas horas no tanque de decantação, a água que fica por cima das impurezas, e que está mais limpa, passa

por um filtro formado por várias camadas de pequenas pedras (cascalho) e areias. À medida que a água vai passando pelo filtro, as partículas de areia ou de argila que não se depositaram vão ficando presas nos espaços entre os grãos de areia. Parte dos micróbios também fica presa nos filtros. É a etapa conhecida como filtração.

Mas nem todos os micróbios que podem causar doenças se depositam no fundo do tanque ou são retidos pelo filtro. Por isso, a água recebe produtos contendo o elemento cloro, que mata os micróbios (cloração), e o flúor, um mineral importante para a formação dos dentes.

A água é então levada através de encanamentos subterrâneos para as casas ou os edifícios.

Mesmo quem recebe água da estação de tratamento deve filtrá-la para o consumo. Isso porque pode haver contaminação nas caixas d'água dos edifícios ou das casas ou infiltrações nos canos. As caixas-d'água devem ficar sempre bem tampadas e ser limpas pelo menos a cada seis meses. Além disso, em certas épocas, quando o risco de doenças transmitidas pela água aumenta, é necessário tomar cuidados adicionais.

Quando não há estação de tratamento

Nos locais em que não há estações de tratamento, a água é obtida diretamente de rios, lagos, nascentes, represas ou poços. Mas, nesses casos, a água pode estar contaminada por micróbios e poluentes e são necessários alguns cuidados.

O poço mais comum é o poço raso, que obtém água a 20 metros de profundidade, no máximo. Ele deve ser construído longe das fontes de poluição e contaminação, ficando, por exemplo, a pelo menos 25 metros da fossa onde as fezes e os resíduos da casa são despejados. Deve ter uma tampa impermeável (uma laje de concreto armado) e uma abertura a pelo menos 20 centímetros acima do solo, para protegê-lo contra a entrada de águas que escorrem pela superfície do solo.

É preciso também que os primeiros três metros do poço sejam impermeáveis à água da chuva que cai na superfície do terreno. A água que se infiltra a mais de três metros e que entra no poço já sofreu um processo natural de filtração ao atravessar o solo.

É importante garantir que a água do poço ou de outras fontes não esteja contaminada por micróbios. O ideal é que ela seja analisada periodicamente por um laboratório, para verificar seu estado de pureza. Se isso não for possível, a água que se bebe, bem como a que é usada para lavar pratos e talheres, deve ser filtrada e tratada. A água deve ser fervida por pelos menos 15 minutos ou tratada com

cloro (siga bem a instruções do fabricante, pois cloro em excesso pode causar envenenamento). Antes de tratar a água com cloro, porém, devemos filtrá-la, já que os ovos de vermes, por exemplo, não são destruídos pelo cloro, mas podem ser removidos pela filtração.

Existem também poços artesianos, construídos com equipamento especial, que furam a terra e tiram a água de lençóis subterrâneos mais profundos. Esses lençóis estão situados em espaços existentes entre rochas pouco permeáveis, geralmente a mais de 100 metros de profundidade. A água dos poços artesianos costuma estar limpa, mas deve-se também mandar analisá-la em laboratório.

O destino da água utilizada

Para onde vai a água depois de utilizada em lavagens de roupas, banho, ou descarga de banheiros e outras atividades de uso doméstico?

O destino da água que foi utilizada é um grande problema de saneamento básico e que não está bem solucionado em muitas regiões do Brasil.

Em pequenas comunidades, esse problema relativo ao tratamento da água utilizada pode ser resolvido ou minimizado com fossas sépticas e sumidouro.

Nas regiões mais populosas, entretanto, exige-se uma solução mais complexa. Isso ocorre porque, mesmo para um pequeno prédio com dez apartamentos, a fossa séptica e o sumidouro, em geral, não são suficientes para absorver a água consumida por esses moradores. Imagine, então, uma grande cidade repleta de arranha-céus.

Nesses casos, utilizam-se redes de esgoto.

O Tratamento de Esgoto

Ao chegar à estação de tratamento, o esgoto passa por grades de metal que separam objetos (como plástico, latas, tecidos, papéis, vidros etc.) da matéria orgânica, da areia e de outros tipos de partículas.

O esgoto passa, lentamente, por grandes tanques, a fim de que a areia e as outras partículas se depositem.

O lodo com a matéria orgânica pode seguir para um equipamento chamado biodigestor, onde sofre ação decompositora das bactérias. Nesse processo, há desprendimento de gases, entre eles o metano, que pode ser utilizado como combustível.

A parte líquida, que ficou acima do lodo, também é atacada por bactérias, pois ainda apresenta matéria orgânica dissolvida, essa parte é agitada por grandes hélices, que garantem a oxigenação da água. Também podem ser utilizados para essa oxigenação bombas de ar ou mesmo

certos tipos de algas, que produzirão o oxigênio na fotossíntese.

Só depois desse tratamento, o esgoto pode ser lançado em rios, lagos ou mares.

A água já utilizada, após o tratamento retorna ao meio ambiente com seu efeito poluente diminuído. Caso contrário, pode causar grave contaminação da água e, assim, riscos à população que dela se utiliza.

A falta de tratamento de esgoto pode provocar a contaminação do solo e da água, contribuindo para a proliferação de várias doenças. Muitas dessas doenças podem levar a morte muitas crianças, principalmente no seu primeiro ano de vida. Assim, garantir o tratamento de esgoto em todo o Brasil é uma meta a ser alcançada na busca de saúde e qualidade de vida da população.

Doenças transmitidas pela água

A falta de água potável e de esgoto tratado facilita a transmissão de doenças que, calcula-se, provocam cerca de 30 mil mortes diariamente no mundo. A maioria delas acontece entre crianças, principalmente as de classes mais pobres, que morrem desidratadas, vítimas de diarréia

causadas por micróbios. No Brasil, infelizmente mais de 3 milhões de famílias não recebem água tratada e um número de casas duas vezes e meia maior que esse não tem esgoto. Isso é muito grave.

Estima-se que o acesso à água limpa e ao esgoto reduziria em pelo menos um quinto a mortalidade infantil.

Para evitar doenças transmitidas pela água devemos tomar os seguintes cuidados:

Proteger açudes e poços utilizados para o abastecimento;

tratar a água eliminando micróbios e impurezas nocivas a saúde humana;

filtrar e ferver a água; não lavar alimentos que serão consumidos crus com

água não tratada como verduras, frutas e hortaliças.

As principais doenças transmitidas pela água são:

Diarréia infecciosa Cólera Leptospirose Hepatite Esquistossomose

Diarréia infecciosa

Se a pessoa vai muitas vezes ao banheiro e as fezes saem líquidas ou muito moles, ela pode estar com diarréia. A diarréia pode ser provocada por micróbios adquiridos pela comida ou água contaminadas.

As diarréias leves quase sempre acabam sozinhas. No entanto, é preciso beber líquidos para evitar a desidratação, que é muito perigosa.

Uma criança com diarréia precisa continuar a ser amamentada ou continuar com a alimentação. Às crianças

que já comem alimentos sólidos devem ser oferecidas misturas bem amassadas de cereais e feijão ou carne bem cozidos, por exemplo. Depois de a diarréia passar, é bom dar a ela uma alimentação extra, para ajudar na recuperação.

Crianças e idosos correm maior risco de desidratação. Por isso, é importante tomar também os sais de reidratação oral, fornecidos pelos postos de saúde. Eles devem ser misturados em água, na quantidade indicada na embalagem.

Na falta desses sais, podemos preparar e oferecer o soro caseiro. Assim: num copo com água fervida ou filtrada, dissolvemos uma pitada de sal e duas colheres de chá de açúcar.

Cólera

Originária da Ásia, mais precisamente da Índia e de Bangladesh, a cólera se espalhou para outros continentes a partir de 1817. Chegou ao Brasil no ano de 1885, invadindo os estados do Amazonas, Bahia, Pará e Rio de Janeiro. Em 1893 a doença chegou a São Paulo, alastrando-se tanto na capital quanto no interior do estado. No entanto, no final do século XIX, o governo brasileiro declarava a doença erradicava de todo o país. Cerca de um século depois, em abril de 1991, a cólera chegou novamente ao Brasil. Vindo o Peru, fez sua primeira vítima na cidade de Tabatinga, Amazonas.

A cólera é uma doença infecciosa que ataca o intestino dos seres humanos. A bactéria que a provoca foi descoberta por Robert Koch em 1884 e, posteriormente, recebeu o nome de Vibrio cholerae. Ao infectar o intestino humano, essa bactéria

faz com que o organismo elimine uma grande quantidade de água e sais minerais, acarretando séria desidratação. A bactéria da cólera pode ficar incubada de um a quatro dias.

Quando a doença se manifesta, apresenta os seguintes sintomas: náuseas e vômitos; cólicas abdominais; diarréia abundante, esbranquiçada como água de arroz, podendo ocasionar a perda de até um litro de água por hora e cãibras.

A cólera é transmitida principalmente pela água e por alimentos contaminados. Quanto o vibrião é ingerido, instala-se no intestino do homem. Esta bactéria libera uma substância tóxica, que altera o funcionamento normal das células intestinais. Surgem, então, a diarréia e o vômito.

Os casos de cólera podem ser fatais, se o diagnóstico não for rápido e o doente não receber tratamento correto. O tratamento deve ser feito com acompanhamento médico, usando-se antibióticos para combater a infecção e medicamentos para combater a diarréia e prevenir a desidratação. A prevenção da cólera pode ser feita através de vacina e principalmente através de medidas de higiene e saneamento básico. A vacinação é de responsabilidade do governo. No caso da cólera, não há garantia de que todas as pessoas vacinadas fiquem imunes à doença. Estima-se que a vacina existente tenha um grau de eficácia inferior a 50%.

A água no planeta

Cerca de 71% da superfície da Terra é coberta por água em estado líquido. Do total desse volume, 97,4% aproximadamente, está nos oceanos, em estado líquido.

A água dos oceanos é salgada: contém muito cloreto de sódio, além de outros sais minerais.

Mas a água em estado líquido também aparece nos rios, nos lagos e nas represas, infiltrada nos espaços do solo e das rochas, nas nuvens e nos seres vivos. Nesses casos ela apresenta uma concentração de sais geralmente inferior a água do mar. É chamada de água doce e corresponde a apenas cerca de 2,6% do total de água do planeta.

Cerca de 1,8% da água doce do planeta é encontrado em estado sólido, formando grandes massas de gelo nas regiões próximas dos pólos e no topo de montanhas muito elevadas. As águas subterrâneas correspondem á 0,96% da água doce, o restante está disponível em rios e lagos.

Oceanos e mares - 97%

Geleiras inacessíveis - 2%

Rios, lagos e fontes subterrâneas - 1%

A presença de água nos seres vivos

Um dos fatores que possibilitaram o surgimento e a manutenção da vida na Terra é a existência da água. Ela é um dos principais componentes da biosfera e cobre a maior parte da superfície do planeta.

Na Biosfera, existem diversos ecossistemas, ou seja, diversos ambientes na Terra que são habitados por seres vivos das mais variadas formas e tamanhos. Às vezes, nos esquecemos que todos esses seres vivos têm em comum a água presente na sua composição. Veja alguns exemplos.

Água-viva Melância

A água-viva chega a ter 95% de água na composição do seu corpo. A melancia e o pepino chegam a ter 96% de água na sua composição.

Portanto a água não está presente apenas nas plantas; ela também faz parte do corpo de muitos animais.

É fácil comprovar que o nosso corpo, por exemplo, contém água. Bebemos água várias vezes ao dia, ingerimos muitos alimentos que contém água e expelimos do nosso corpo vários tipos de líquidos que possuem água, por exemplo, suor, urina, lágrimas, etc.

O que é a água?

A água é uma das substâncias mais comuns em nosso planeta. Toda a matéria (ou a substância) na natureza é feita por partículas muito pequenas, invisíveis a olho nu, os átomos.

Cada tipo de átomo pertence a um determinado elemento químico. Os átomos de oxigênio, hidrogênio, carbono e cloro são alguns exemplos de elementos químicos que formam as mais diversas substâncias, como a água, o gás carbônico, etc.

Os grupos de átomos unidos entre si formam moléculas. Cada molécula de água, por exemplo, é formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. A molécula de água é representada pela fórmula química H2O. Em cada 1 g de água há cerca de 30 000 000 000 000 000 000 000 (leia: "trinta sextilhões") de moléculas de água.

Representação da molécula de água com os dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. As cores são meramente ilustrativas e o tamanho não segue as proporções reais.

Estados físicos da matéria

Quando nos referimos à água, a idéia que nos vem de imediato à mente é a de um líquido fresco e incolor. Quando nos referimos ao ferro, imaginamos um sólido duro. Já o ar nos remete à idéia de matéria no estado gasoso.

Toda matéria que existe na natureza, se apresenta em uma dessas formas - líquida, sólida ou gasosa. É o que chamamos de estados físicos da matéria.

No estado sólido, as moléculas de água estão bem "presas" umas às outras e se movem muito pouco: elas ficam "balançando", vibrando, mas sem se afastarem muito umas das outras. Não é fácil variar a forma e o volume de um objeto sólido, como a madeira de uma porta ou o plástico de que é feito uma caneta, por exemplo.

O estado líquido é intermediário entre o sólido e o gasoso, as moléculas estão mais soltas e se movimentam mais que no estado sólido. Os corpos no estado líquido não mantém uma forma definida, mas adotam a forma do recipiente que os contém, pois as moléculas deslizam umas sobre as outras. Na superfície plana e horizontal, a matéria quando em estado líquido também se mantém na forma plana e horizontal.

No estado gasoso, a matéria está muito expandida e, muitas vezes, não podemos percebê-la visualmente. Os corpos no estado gasoso não possuem volume nem forma próprios e também adotam a forma do recipiente que os contém. No estado gasoso, as moléculas se movem mais livremente que no estado líquido, estão muito mais distantes uma das outras que no estado sólido ou líquido e se movimentam em todas as direções. Frequentemente há colisões entre elas, que se chocam também com a parede do recipiente em que estão. É como se fossem abelhas presas em uma caixa e voando em todas as direções.

Resumindo: No estado sólido as moléculas de água vibram em posições fixas. No estado líquido, as moléculas vibram em posições fixas. No estado líquido, as moléculas vibram fortemente: quando acontece mudança na posição inicial, as moléculas deslizam umas sobre as outras. No estado gasoso (vapor), as moléculas se movimentam mais intensamente de forma desordenada.

Mudanças de estado físico

As passagens entre os três estados físicos (sólido, líquido e gasoso) têm o nome de mudanças de estado físico.

Você já viu como num dia quente, um pedaço de gelo logo derrete depois de tirado do congelador?

Nesse caso, a água em estado sólido passa rapidamente para o estado líquido. Essa mudança de estado é conhecida como fusão.

Fusão

Passagem, provocada por um aquecimento, do estado sólido para o estado líquido. O aquecimento provoca a elevação da temperatura da substância até ao seu ponto de fusão. A temperatura não aumenta enquanto está acontecendo a fusão, isto é, somente depois que toda a substância passar para o estado líquido é que a temperatura volta a aumentar.

O ponto de fusão de uma substância é a temperatura a que essa substância passa do estado sólido para o estado líquido.

No caso da água o ponto de fusão é de 0ºC. Assim, o bloco de gelo permanecerá a 0ºC até todo ele derreter para só depois sua temperatura começar a se elevar para 1ºC, 2ºC etc.

Mas o contrário também acontece. Se quisermos passar água do estado líquido para o sólido, é só colocarmos a água no congelador. Essa mudança de estado é chamada solidificação.

Solidificação

Passagem do estado líquido para o estado sólido, através de arrefecimento (resfriamento). Quando a substância líquida inicia a solidificação, a

temperatura fica inalterada até que a totalidade esteja no estado sólido, e só depois a temperatura continua a baixar.

No caso da água o ponto de solidificação é de 0ºC. Assim, a água permanecerá a 0ºC até que toda ela congele para só depois sua temperatura começar a diminuir para -1ºC, - 2ºC etc.

Você já percebeu que, quando uma pessoa está cozinhando, ela tem que tomar cuidado para que a água não suma da panela e a comida queime e grude no fundo? Mas para onde vai a água?

A água passa para o estado gasoso: transforma-se em vapor, que não pode ser visto. A passagem do estado líquido para o estado gasoso é chamada vaporização.

Vaporização

Passagem do estado líquido para o estado gasoso, por aquecimento. Se for realizada lentamente chama-se evaporação, se for realizada com aquecimento rápido chama-se ebulição. Durante a ebulição a temperatura da substância que está a passar do estado líquido para o estado gasoso permanece inalterada, só voltando a aumentar quando toda a substância estiver no estado gasoso.

O ponto de ebulição de uma substância é a temperatura a que essa substância passa do estado líquido para o estado gasoso.

No caso da água o ponto de ebulição é de 100ºC. Assim toda a água permanecerá a 100ºC até toda ela tenha evaporado para somente depois sua temperatura começar a aumentar para 101ºC, 102ºC etc.

A água pode passar do estado de vapor para o estado líquido. É fácil observar essa passagem. Quantas vezes você já não colocou água gelada dentro de um copo de vidro fora da geladeira? Depois de um tempo, a superfície do lado de fora fica molhada, não é mesmo?

As pequenas gotas de água se formam porque o vapor de água que existe no ar entra em contato com a superfície fria do copo e se condensa, isto é, passa para o estado líquido. Essa mudança de estado é chamada condensação, ou liquefação.

Condensação

Passagem do estado gasoso para o estado líquido, devido ao um arrefecimento (resfriamento). Quando a substância gasosa inicia a condensação, a temperatura fica inalterada até que a totalidade esteja no estado líquido, e só depois a temperatura continua a baixar.

Um exemplo de condensação é o orvalho e a geada!

Às vezes, quando está frio, logo de manhã vemos que muitas folhas, flores, carros, vidraças e outros objetos que estão no ar livre ficam cobertos de gotas de água, sem que tenha chovido: é o orvalho.

O orvalho se forma quando o vapor de água presente no ar se condensa ao entrar em contato com superfícies que estão mais frias que o ar. Se a temperatura estiver muito baixa, a água pode congelar sobre as superfícies frias, formando uma camada de gelo: é a geada, que pode causar prejuízos às plantações, já que o frio pode destruir folhas e frutos.

Você já observou que certos produtos para perfumar o ambiente instalados no banheiro, por exemplo, vão diminuindo de tamanho com o tempo? Isso acontece porque eles passam diretamente do estado sólido para o estado gasoso. Essa passagem do estado sólido para o gasoso e vice-versa é chamada sublimação.

Sublimação

Passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado gasoso, por aquecimento, ou do estado gasoso para o estado sólido, por arrefecimento. Ex. Gelo seco, naftalina.

Naftalina

O Ar

Muitas são as situações do nosso dia-a-dia em que percebemos a presença de ar. Quando sentimos a brisa suave no nosso rosto, quando o vento sopra forte balançando os galhos das árvores, quando respiramos e

sentimos o ar entrando e saindo dos nosso pulmões, estamos percebendo a presença do ar.

Não podemos ver o ar nem tocá-lo. Ele é invisível, incolor (não tem cor) e inodoro (não tem cheiro). Mas existe, tem peso e ocupa espaço.

De que é feito o ar?

A matéria pode se apresentar na natureza no estado sólido, líquido e gasoso. O ar se apresenta no estado gasoso, é uma mistura de gases. O gás de maior quantidade é o gás nitrogênio ou azoto, que forma cerca de 78% do ar. Isso quer dizer que, em 100 litros de ar, há 78 litros de nitrogênio. Depois vem o oxigênio com cerca de 21%. O 1% restante inclui argônio, o gás carbônico e outros gases. Esta é a proporção de gases no ar seco. Mas normalmente, há também vapor de água (em quantidade variável) e poeira. Certos gases vindos das indústrias ou de outras fontes podem também estar presentes.

Gás Oxigênio e a Combustão

O gás oxigênio é um gás de importância fundamental para os processos vitais do nosso planeta, utilizado na respiração da maioria dos seres vivos. As algas e as plantas também absorvem oxigênio na respiração, mas, pela fotossíntese, liberam esse gás, possibilitando a sua renovação contínua no ambiente.

A maior parte do oxigênio inspirado é utilizado pelos seres vivos na produção de energia que mantém seus sistemas vitais.

Agora veja a figura.

Se emborcamos um copo sobre uma vela acesa, a chama se apaga. A vela se apaga porque o oxigênio dentro do copo foi gasto durante a queima da vela. O oxigênio é, portanto necessário para a queima da vela. Aliás, ele é necessário para a queima de outros materiais também. O processo de queima é chamado combustão.

Em 1783, o químico francês Antoine Lavoisies (1743-1794) explicou esses fenômenos: na combustão ocorre a combinação do

oxigênio com outras substâncias, liberando grande quantidade de calor em curto espaço de tempo.

Quando o motor do carro funciona, por exemplo, a gasolina c ombina-se com o oxigênio do ar. A gasolina ou a outra substância que está sendo queimada é chamada de combustível, e o oxigênio é chamado de comburente. Comburente é, portanto, a substância que provoca a combustão.

No caso da vela acesa, o comburente é o oxigênio do ar. O combustível é a parafina da vela. Mas, para começar a combustão, é preciso aquecer o combustível. No caso da vela, acendemos o pavio com um fósforo. O calor da chama do pavio aquece a parafina que se combina com o oxigênio e é queimado.

A combustão libera energia química que está armazenada no combustível. Essa energia aparece sob a forma de calor e luz. Com a energia da combustão o ser humano movimenta veículos a gasolina, a gás, a óleo diesel ou a álcool, e cozinha alimentos no fogão. Essa energia pode ser liberada também em usinas termelétricas, que transformam energia de combustíveis, como o carvão e o petróleo em energia elétrica.

Depois que a vela se queima, sobra um pouco de parafina. Mas a quantidade que sobra é bem menor. Para aonde foi então a parafina que falta?

A combustão transforma o combustível, que no caso é a parafina, em vapor de água e gás carbônico. Ocorre aqui o que se chama de transformação química ou reação química. As substâncias presentes na parafina transformam-se em outras substâncias: o gás carbônico e a água.

O oxigênio e a respiração celular

Um animal mantido em um recipiente fechado morre logo - mesmo que haja comida suficiente. Por quê?

Quase todos os seres vivos empregam o oxigênio num processo que libera energia para as suas atividades. Sem oxigênio, a maiorias dos seres vivos não consegue energia suficiente para se manter vivo. Esse processo é chamado de respiração celular.

Vamos ver como ele ocorre:

O processo que envolve a entrada de oxigênio em nossos pulmões e a saída de gás carbônico é chamado de respiração pulmonar. Dos pulmões o ar entra e, pela corrente sanguínea, é levado para dentro de estruturas microscópicas que formam o nosso corpo, as células. Nas células ocorre a respiração celular, onde o oxigênio combina-se com substâncias químicas do alimento (principalmente com o açúcar, a glicose) e libera energia. Além disso, produz-se também gás carbônico e água.

Veja um resumo da respiração celular:

glicose + oxigênio -------> gás carbônico + água

A diferença entre respiração celular e combustão

Tanto na respiração celular quanto na combustão da maioria das substâncias, ocorre a produção de gás carbônico e vapor de água. Mas a respiração é um processo mais complicado e demorado do que a combustão: a respiração ocorre em etapas. A glicose, por exemplo, é transformada em uma série de substâncias até virar gás carbônico e água.

Se a respiração ocorresse da mesma forma que a combustão, a energia seria liberada muito rapidamente, e o calor faria a temperatura do organismo aumentar tanto que provocaria a morte. Em vez disso, na respiração a energia é liberada aos poucos, sem a temperatura da célula aumentar muito.

Gás carbônico

Sabe do que são formadas aquelas bolhas que aparecem nos refrigerantes? De gás carbônico. E são também de gás carbônico as bolhas que se desprendem em comprimidos efervescentes.

O gás carbônico compõe apenas 0,03% do ar. Ele aparece na atmosfera como resultado da respiração dos seres vivos e da combustão. É a partir do gás carbônico e da água que

as plantas produzem açucares no processo da fotossíntese.

A partir dos açucares, as plantas produzem outras substâncias - como as proteínas e as gorduras - que formam o seu corpo e que vão participar também da formação do corpo dos animais.

Agora veja na figura como o carbono circula pela natureza: a respiração, a decomposição (que é a respiração feita pelas bactérias e fungos) e a combustão liberam gás carbônico no ambiente. Esse gás carbônico é retirado da atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese.

Como outros gases, o gás carbônico pode passar para o estado líquido ou para o estado sólido se baixarmos suficientemente sua temperatura (a quase 80ºC negativos).

O gás carbônico sólido é conhecido como gelo-seco e é usado na refrigeração de vários alimentos.

O Nitrogênio

É o gás presente em maior quantidade no ar. Essa substância é fundamental para a vida na Terra, pois faz parte da composição das proteínas, que são moléculas presentes em todos os organismos vivos.

O nitrogênio é um gás que dificilmente se combina com outros elementos ou substâncias. Assim, ele entra e sai de nosso corpo durante a respiração (e também do corpo dos outros animais e plantas) sem alterações. Assim, os animais não conseguem obter o nitrogênio diretamente do ar, somente algumas bactérias são capazes de utilizar diretamente o nitrogênio, transformando-o em sais que são absorvidos pelas plantas. Os animais obtêm o nitrogênio somente por meio dos alimentos.

Essa transformação é feita por bactérias que vivem na raiz das plantas conhecidas como leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, amendoim, lentilha, grão-de-bico). É por isso que essas plantas não tornam o solo pobre em nitratos, como costuma ocorrer quando outras espécies vegetais são cultivadas por muito tempo no mesmo lugar.

Com sais de nitrogênio, as plantas fabricam outras substâncias que formam seu corpo. Os animais, por sua vez, conseguem essas substâncias ingerindo as plantas ou outros seres vivos. Quando os animais e as plantas morrem, essas substâncias que contêm nitrogênio sofrem decomposição e são transformadas em sais de nitrogênio, que podem ser usadas pelas plantas. Uma parte dos sais de nitrogênio, porém, é transformada em gás nitrogênio por algumas bactérias do solo e voltam para a atmosfera. Desse modo o nitrogênio é reciclado na natureza.

Saiba mais sobre o ciclo do nitogênio.

O nitrogênio e os Fertilizantes

A produção de sais de nitrogênio pode ser feita em indústrias químicas, a partir do nitrogênio do ar. Combina-se o nitrogênio com o hidrogênio, produzindo-se amoníaco, que é então usado para fabricar sais de nitrogênio.

O amoníaco tem ainda outras aplicações: ele é usado em certos produtos de limpeza e também para fabricar muitos outros compostos químicos.

Os Gases Nobres

São gases que dificilmente se combinam com outras substâncias, correspondendo a menos de 1% do ar. Eles não são utilizados pelo organismo dos seres vivos, entram e saem inalterados durante a respiração.

Entre os gases nobres, o argônio é o que está presente em maior quantidade (0,93%).

Em lâmpadas comuns (incandescentes), o argônio é muito utilizado, já que a sua produção é barata.

Outros gases nobres são:

neônio, usado em letreiros luminosos (é conhecido como gás néon);

xenônio, usado em lâmpadas de flash de máquinas fotográficas;

hélio, um gás de pequena densidade, usado em certos tipos de bexiga e balões dirigíveis;

radônio, um gás radiativo, que, por isso é perigoso, em determinadas concentrações, para os seres vivos.

O Vapor de Água

Ao se colocar água bem gelada num copo e esperar alguns instantes, a parte de fora do copo fica úmida.

Como a água de dentro do copo não pode atravessar o vidro, a água que se formou veio

do ar em volta do copo. Foi o vapor de água do ar que se condensou (passou para o estado líquido) em contato com a temperatura mais baixa do copo.

A água no estado de vapor que existe na atmosfera origina-se da evaporação da água dos rios, mares, lagos e solos, e também da respiração e transpiração dos seres vivos.

Talvez você já tenha ouvido falar em umidade relativa do ar. É a relação entre a quantidade de água que existe em certo momento na atmosfera e a quantidade máxima que ela pode conter (em torno de 4%). Quando essa quantidade é atingida, dizemos que o ar está saturado. O ar está saturado nas nuvens, no nevoeiro e quando começa a chover. Quanto maior a umidade relativa, maior a chance de chover.

Existe um instrumento simples que pode ser utilizado para medir a umidade relativa do ar: o higrômetro de cabelo.

Que é que um higrômetro mede?

Um higrômetro indica umidades relativas. No higrômetro de cabelo um fio de cabelo humano, prêso em A, é enrolado no eixo B e fixo à mola C que o distende. Quando a umidade do ar aumenta, o cabelo absorve água do ar e expande, fazendo rolar o eixo com ponteiro ao ser distendido pela mola. O ponteiro indica a umidade relativa numa escala graduada.

Propriedades do Ar e dos Gases

Uma bexiga cheia de ar tem mais massa que uma bexiga vazia. Por quê?

Porque tem mais ar. O ar tem massa e ocupa espaço. Mas, no caso da bexiga, a diferença de massa é bem pequena e só pode ser medida em balanças bem sensíveis.

A diferença de massa é pequena, porque a densidade do ar é relativamente pequena - muito menor, por exemplo, que a densidade da água.

Agora considere esta situação: você sente um cheiro gostoso de bolo ou outra comida vindo da cozinha. Na realidade, você está sentindo o efeito de gases que saíram do alimento e que estimularam certas partes do seu nariz. Isso acontece devido a uma propriedade do ar e de todos os gases: eles tendem a se espalhar, preenchendo todo o espaço disponível. Por isso, os gases que se desprendem do alimento se espalham pela casa.

Compare os gases com os líquidos: quando você despeja um pouco de água numa garrafa, sem enchê-la, a água se

deposita no fundo. Ela não ocupa o volume todo da garrafa. Mas, por outro lado, qualquer que seja a quantidade de ar dentro de uma garrafa, ele estará ocupando todo o espaço da garrafa. O ar, e os gases em geral, ocupam todo o volume do recipiente onde estão. É a propriedade da expansibilidade.

Quando sopramos uma bexiga de aniversário, enchendo-a bem, constatamos que a parede do balão fica bem esticada. Isso acontece devido a outra propriedade do ar e dos gases: eles exercem pressão contra a parede do recipiente que ocupam.

A pressão exercida pelo ar na superfície da Terra chama-se pressão atmosférica. Recebe esse nome porque a atmosfera é a camada de ar que envolve o planeta.

Pressão atmosférica e a altitude

O matemático francês Blaise Pascal (1623-1662) levou um barômetro para o alto de uma montanha. Após muitas observações, medições e anotações, ele verificou que a pressão do ar diminui com a altura. O ar vai ficando rarefeito (diminui a quantidade de moléculas nele presente), gradativamente, conforme aumenta a altitude.

A partir desse e de outros experimentos, os cientistas concluíram que a maioria dos gases está comprimida na

parte mais próxima da superfície da Terra e que o ar fica rarefeito conforme a altitude aumenta, até um ponto em que não existe mais ar - esse é o limite da atmosfera de nosso planeta. Os avanços da ciência e da tecnologia têm possibilitado mais conhecimentos sobre a atmosfera.

O nivel do mar é utilizado como referencial quando se deseja calcular a pressão atmosférica.

Quanto maior a altitude, mais rarefeito é o ar, e assim, menor é a pressão que ele exerce sobre nós.

Compressibilidade e elasticidade

Observe o que acontece nas etapas do experimento abaixo:

Ao tampar a ponta da seringa e empurrar o êmbolo, o ar que existe dentro da seringa fica comprimido, passando a ocupar menos espaço. Isso ocorre em razão de uma propriedade do ar denominada compressibilidade.

Quando o êmbolo é solto e a força que comprime o ar é cessada, o ar volta a ocupar seu volume inicial. Isso ocorre em razão de uma propriedade do ar chamada elasticidade.

Os Seres Vivos e a Pressão Atmosférica

A atmosfera exerce pressão também sobre os organismos vivos.

Como o nosso corpo não se deforma? Ou porque não morremos esmagados?

Os organismos resistem porque os líquidos e os gases dentro deles exercem uma pressão contrária à da atmosfera.

A pressão atmosférica também é responsável pela entrada de ar nos nossos pulmões. Observe que na inspiração o tórax se expande, isto é, aumenta de volume.

Quando o tórax se expande, os pulmões também aumentam de volume, e o ar entra. Veja: na realidade, com a pressão do tórax, a pressão do ar nos pulmões diminui, ficando menor que a pressão atmosférica. É essa diferença entre a pressão atmosférica e a pressão de dentro dos pulmões que impulsiona o ar para dentro do nosso corpo.

Quando o ar sai, na expiração, ocorre o inverso: o volume do tórax e o dos pulmões diminuem, e a pressão do ar interna torna-se maior que a da atmosfera, fazendo o ar sair.

Se você já viajou para locais mais altos como a serra, viajou de avião ou passou por alguma outra situação na qual você mudou de altitude rapidamente, deve ter percebido uma sensação desagradável na parte interna da orelha. Essa sensação é decorrente de um desequilíbrio momentâneo entre a pressão que existe dentro do seu corpo e a do ambiente, em que houve alteração.

A pressão atmosférica exerce força desigual sobre um dos lados do tímpano, distendendo-o.

A previsão do tempo

A rádio, a televisão, os jornais e os sites diariamente anunciam a previsão do tempo. Dentro de certa margem de segurança, ficamos sabendo se vai chover, se vai fazer frio ou calor.

Para facilitar o estudo da atmosfera, os cientistas a dividem em várias camadas:

Troposfera

A troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre. Nela se formam as nuvens e ocorrem as chuvas, os ventos e os relâmpagos.

Na troposfera concentra-se a maior quantidade do gás oxigênio que os seres vivos utilizam na respiração.

Estratosfera

Nessa camada, a umidade (presença de vapor de água) é quase inexistente. Há baixa concentração de gás oxigênio, e o ar, em geral, apresenta-se rarefeito. Na estratosfera encontra-se o gás ozônio (gás cuja, molécula é formada por 3 átomos de oxigênio, O3). Essa camada filtra os raios ultravioletas do Sol, evitando assim danos aos seres vivos. Na troposfera, porém, o ozônio, quando presente, é considerado um poluente.

Nessa região atmosférica não ocorrem as turbulências provocadas pelos fenômenos meteorológicos, comuns na troposfera; por isso os vôos mais longos e

feitos por grandes aviões ocorrem nessa camada.

Mesosfera

É uma camada também rica em gás ozônio. Apresenta baixas temperaturas.

Ionosfera ou termosfera

Nessa camada o ar é muito rarefeito e existem partículas carregadas de eletricidade. Essas partículas possibilitam a transmissão de ondas de rádio e similares a grandes distâncias.

Exosfera

É a ultima camada da atmosfera, isto é, o limite entre nosso planeta e o espaço cósmico. Nessa camada predomina gás hidrogênio. O ar é muito rarefeito e as moléculas de gás "escapam" constantemente para o espaço. É onde costumam ficar os satélites artificiais.

Toda os fatores que influenciam no clima da Terra estão contidos na Troposfera, vamos estudar cada um deles agora.

A importância da previsão do tempo

Se sabemos que vai chover, levamos o guarda-chuva quando saímos de casa. Mas uma dica importante sobre o tempo nos ajuda em muitas outras coisas. Entre elas, para avaliar as condições da estrada, quando viajamos, e também para a agricultura.

Os agricultores precisam, muitas vezes, fazer o plantio no início de um período de chuvas, porque as sementes precisam de água para germinar. Por outro lado, a previsão de enchentes, de geadas ou de falta de chuvas pode evitar prejuízos.

A meteorologia é a ciência que estuda as condições atmosféricas e, com isso, auxilia na previsão do tempo.

Os técnicos fazem a previsão do tempo estudando vários aspectos da atmosfera: massas de ar, frentes fria ou quentes, umidade do ar, temperatura do lugar, pressão atmosférica, etc.

Tempo e clima

É comum as pessoas confundirem os termos tempo e clima. Afinal, o que significa cada um deles?

O termo tempo corresponde a uma situação de momento. Indica o estado atmosférico em determinado tempo e lugar. Hoje, onde você mora, pode estar chovendo, mas amanhã poderá estar ensolarado. Pela manhã, pode estar muito

calor e à tarde todos serem surpreendidos pela chegada de uma frente fria.

O termo clima corresponde ao conjunto de condições atmosféricas que ocorrem com mais freqüência em uma determinada região. Por exemplo, na caatinga, no Nordeste brasileiro, o clima é quente e seco, podendo ocorrer chuvas. Mesmo quando o tempo está chuvoso, o clima permanece o mesmo (quente e seco).

Fatores relacionados à previsão do tempo

As nuvens

O tipo de nuvem presente na atmosfera é uma pista para a previsão do tempo. Quando olhamos para o céu e vemos nuvens escuras, geralmente cinzentas, logo achamos que vai chover. A nuvem escura possui gotículas de água tão próximas umas das outras que a luz do Sol quase não consegue atravessá-las. E a chuva pode se formar justamente quando as gotículas se juntam e formam gotas maiores, que não ficam mais suspensas na atmosfera, e caem.

As nuvens podem ficar em diferentes altitudes e variar nas suas formas, que dependem de como a nuvem sobe e da temperatura do ar.

São utilizadas palavras que vieram do latim para descrever os vários tipos de nuvens.

Cirros - Nuvens altas e de cor branca. Cirru significa 'caracol' em latim. Muitas vezes essas nuvens se parecem com cabelos brancos. Podem ser formadas por cristais de gelo.

Cúmulos - Nuvens brancas formando grandes grupos, com aspecto de flocos de algodão. Cumulu, em latim significa 'pilha', 'montão'

Estratos - Formam grandes camadas que cobrem o céu, como se fossem um nevoeiro, e torna o dia nublado. Estratu significa 'camada'.

Para descrever as nuvens usamos ainda os termos nimbos e altos. Nimbos são nuvens de cor cinza-escuro. A

presença de nimbos no ceu é sinal de chuva. Nimbos significa 'portador de chuva'. E altos são nuvens elevadas.

Esses dois termos podem ser combinados para descrever os vários tipos de nuvens. Cúmulos-nimbos, por exemplo, são nuvens altas que costuma indicar tempestade.

As Massas de Ar

A massa de ar é um aglomerado de ar em determinadas condições de temperatura umidade e pressão. As massas de ar podem ser quentes ou frias. As quente, em geral, deslocam-se de regiões tropicais e as frias se originam nas regiões polares.

As massas de ar podem ficar estacionadas, em determinado local, por dias e até semanas. Mas quando se movem, provocam alteração no tempo havendo choques entre massas de ar quente e frio: enquanto uma avança, a outra recua.

O encontro entre duas massas de ar de temperaturas diferentes dá origem a uma frente, ou seja, a uma área de transição entre duas massas de ar. A frente pode ser fria ou quente. Uma frente fria ocorre quando uma massa de

ar frio encontra e empurra uma massa de ar quente, ocasionando nevoeiro, chuva e queda de temperatura.

E uma frente quente ocorre quando uma massa de ar quente encontra uma massa de ar frio que estava estacionada sobre uma região, provocando aumento da temperatura.

Os Ventos

O ar em movimento se chama vento. Sua direção e velocidade afetam as condições do tempo. Para se prever quando uma massa de ar chegará a uma determinada localidade, é fundamental conhecer a velocidade dos ventos.

O movimento do ar, em relação à superfície da Terra, pode variar desde a calmaria e falta de vento até a formação de furacões que provocam a destruição em razão de ventos a mais de 120 quilômetros por hora.

A velocidade dos ventos é medida com um aparelho denominado anemômetro, que é, basicamente, um tipo de cata-vento, como se pode ver ao lado.

No anemômetro, as pequenas conchas giram quando o vento bate nelas, fazendo toda a peça rodar. Um ponteiro se movimenta em uma escala graduada, em que é registrada a velocidade do vento.

Nos aeroportos, é comum ver instrumentos, como, por exemplo, a biruta, que é muito simples, usada para verificar a direção do vento. Também podemos encontrar birutas na beira de praias, para orientar pescadores, surfistas etc.

Os aeroportos, atualmente têm torres de controle, nas quais as informações sobre velocidade e direção dos ventos obtidas por instrumentos são processadas por computadores, que fornecem dados necessários para o pouso e decolagem.

Agora vamos pensar: Em dias quentes, à beira-mar, algumas horas depois do amanhecer, pode-se sentir uma brisa agradável vinda do mar. Como podemos explicar isso?

O Sol aquece a água do mar e a terra. Mas a terra esquenta mais rápido que o mar. O calor da terra aquece o ar logo acima dela. Esse ar fica mais quente, menos denso e sobe. A pressão atmosférica nessa região se torna menor do que sobre o mar. Por isso, a massa de ar sobre o mar, mais fria, mais densa e com maior pressão, se desloca, ocupando o lugar do ar que subiu. Então esse ar aquece, e o processo se repete.

O movimento horizontal de ar do mar para a terra é chamado brisa marítima e acontece de dia.

De noite ocorre o contrário: a terra esfria mais rápido que o mar, já que a água ganha e perde calor mais lentamente que a terra. O ar sobre o mar está mais aquecido (o mar está liberando o calor acumulado durante o dia) e sobe. Então, o ar frio da terra se desloca para o mar. É a brisa terrestre.

Temperatura do Ar

A temperatura do ar é medida por meio de termômetros. Os boletins meteorológicos costumam indicar as temperaturas máxima e mínima previstas para um determinado período.

O vapor de água presente no ar ajuda a reter calor. Assim verificamos que, em lugares mais secos, há menor retenção de calor na atmosfera e a diferença entre temperatura máxima e mínima é maior. Simplificando, podemos dizer que nesses locais pode fazer muito calor durante o dia, graças ao Sol, mas frio à noite como, por exemplo, nos desertos e na caatinga.

Roupas típicas de habitantes do deserto costumam ser de lã, um ótimo isolante térmico, que protege tanto do frio quanto do calor excessivo. Além disso, as roupas são bem folgadas no corpo, com espaço suficiente para criar o isolamento térmico.

Umidade do Ar

A umidade do ar diz respeito à quantidade de vapor de água presente na atmosfera - o que caracteriza se o ar é seco ou úmido - e varia de um dia para o outro. A alta quantidade de vapor de água na atmosfera favorece a ocorrência de chuvas. Já com a umidade do ar baixa, é difícil chover.

Quando falamos de umidade relativa, comparamos a umidade real, que é verificada por aparelhos como o higrômetro, e o valor teórico, estimado para aquelas condições. A umidade relativa pode variar de 0% (ausência de vapor de água no ar) a 100% (quantidade máxima de vapor de água que o ar pode dissolver, indicando que o ar está saturado).

Em regiões onde a umidade relativa do ar se mantém muito baixa por longos períodos, as chuvas são escassas. Isso caracteriza uma região de clima seco.

A atmosfera com umidade do ar muito alta é um fator que favorece a ocorrência de chuva. Quem mora, por exemplo em Manaus sabe bem disso. Com clima úmido, na capital amazonense o tempo é freqüentemente chuvoso.

Como já vimos, a umidade do ar muito baixa causa clima seco e escassez de chuvas.

De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), valores de umidade abaixo de 20% oferecem risco à saúde, sendo recomendável a suspensão de atividades físicas, principalmente das 10 às 15horas. A baixa umidade do ar, entre outros efeitos no nosso organismo pode provocar sangramento nasal, em função do ressecamento das mucosas.

No entanto, também é comum as pessoas não se sentirem bem em dias quentes e em lugares com umidade do ar elevada. Isso acontece porque, com o ar saturado de vapor de água, a evaporação do suor do corpo se torna difícil, inibindo a perda de calor. E nosso corpo se refresca quando o suor que eliminamos evapora, retirando calor da pele.

Nível pluviométrico/ quantidade de chuva

A quantidade de chuva é medida pelo pluviômetro. Nesse aparelho, a chuva é recolhida por um funil no alto de um tambor e medida em um cilindro graduado.

A quantidade de chuva é medida no pluviômetro em milímetros: um milímetro de chuva corresponde a 1 litro de água por metro quadrado. Quando se diz, por exemplo, que ontem o índice pluviométrico, ou da chuva, foi de 5 milímetros na cidade de Porto Alegre,

significa que se a água dessa chuva tivesse sido recolhida numa piscina ou em qualquer recipiente fechado, teria se formado uma camada de água com 5 milímetros de altura.

Os meteorologistas dizem que a chuva é leve quando há precipitação de menos de 0,5mm em uma hora; ela é forte quando excede os 4mm.

Pressão atmosférica

A pressão atmosférica está relacionada à umidade do ar. Quanto mais seco estiver o ar, maior será o valor desta pressão.

A diminuição da pressão atmosférica indica aumento da umidade do ar, que, por sua vez, indica a possibilidade de chuva. A pressão atmosférica é medida pelo barômetro.

Estações Meteorológicas

Nas estações meteorológicas são registradas e analisadas as variações das condições atmosféricas por meio de equipamentos dos quais fazem uso, como termômetros, higrômetros, anemômetros, pluviômetros, etc.

Nessas estações trabalham os meteorologistas, profissionais que estudam, entre outras coisas, as condições atmosféricas. Os meteorologistas contam com as informações captadas por satélites meteorológicos e radiossondas.

Os satélites meteorológicos são localizados em vários pontos do espaço, captam imagens da superfície e das camadas atmosféricas da Terra e podem mostrar a

formação e o deslocamento das nuvens e das frentes frias ou quentes.

As radiossondas são aparelhos que emitem sinais de rádio. São transportados por balões e sua função é medir a pressão, a umidade, e a temperatura das camadas altas da atmosfera. Há aviões que também coletam e enviam informações sobre as condições do tempo.

Das estações meteorológicas, os técnicos enviam os dados das condições do tempo para os distritos ou institutos meteorológicos a fim de fazer as previsões do tempo para as diversas regiões.

No Brasil há o Inmet - Instituto Nacional de Meteorologia e o Inpe - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, onde se fazem previsões que exigem maior precisão de dados.

As informações sobre o tempo nas diversas regiões do Brasil, divulgadas pelos noticiários, são obtidas junto a esses institutos ou de outros similares.

A poluição do ar e a nossa saúde

Como já vimos, a camada de ar que fica em contato com a superfície da Terra recebe o nome de troposfera que tem uma espessura entre 8 e 16 km. Devido aos fatores naturais, tais como as erupções vulcânicas, o relevo, a vegetação, os oceanos, os rios e aos fatores humanos como as indústrias, as cidades, a agricultura e o próprio homem, o ar sofre, até uma altura de 3 km, influências nas suas características básicas.

Todas as camadas que constituem nossa atmosfera possuem características próprias e importantes para a proteção da terra. Acima dos 25 km, por exemplo, existe uma concentração de ozônio (O3) que funciona como um filtro, impedindo a passagem de algumas radiações prejudiciais à vida. Os raios ultravioletas que em grandes quantidades poderiam eliminar a vida são, em boa parte, filtrados por esta camada de ozônio. A parcela dos raios ultravioletas que chegam a terra é benéfica tanto para a eliminação de bactérias como na prevenção de doenças. Nosso ar atmosférico não foi sempre assim como é hoje, apresentou variações através dos tempos. Provavelmente o ar que envolvia a Terra, primitivamente, era formado de gás metano (CH4), amônia (NH3), vapor d’água e hidrogênio (H2). Com o aparecimento dos seres vivos, principalmente os vegetais, a atmosfera foi sendo modificada. Atualmente, como já sabemos, o ar é formado de aproximadamente 78% de nitrogênio (N2), 21% de oxigênio, 0,03% de gás carbônico (CO2) e ainda gases nobres e vapor de água. Esta composição apresenta variações de acordo com a altitude.

Fatores que provocam alterações no ar

A alteração na constituição química do ar através dos tempos indica que o ar continua se modificando na medida em que o homem promove alterações no meio ambiente. Até agora esta mistura gasosa e transparente tem permitido a filtragem dos raios solares e a retenção do calor, fundamentais à vida. Pode-se dizer, no entanto, que a vida na Terra depende da conservação e até da melhoria das características atuais do ar.

Os principais fatores que têm contribuído para provocar alterações no ar são:

A poluição atmosférica pelas indústrias, que em algumas regiões já tem provocado a diminuição da transparência do ar;

o aumento do número de aviões supersônicos que, por voarem em grandes altitudes, alteram a camada de ozônio;

os desmatamentos, que diminuindo as áreas verdes causam uma diminuição na produção de oxigênio;

as explosões atômicas experimentais, que liberam na atmosfera grande quantidade de gases, de resíduos sólidos e de energia;

os automóveis e indústrias, que consomem oxigênio e liberam grandes quantidades de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).

Todos estes fatores, quando associados, colocam em risco o equilíbrio total do planeta, podendo provocar entre outros fenômenos, o chamado efeito estufa, que pode provocar um sério aumento da temperatura da terra, o que levará a graves conseqüências.

O Efeito Estufa

Graças ao efeito estufa, a temperatura da Terra se mantém, em média, em torno de 15ºC, o que é favorável à vida no planeta. Sem esse aquecimento nosso planeta seria muito frio.

O nome estufa tem origem nas estufas de vidro, em que se cultivam certas plantas, e a luz do Sol atravessa o vidro aquecendo o interior do ambiente. Apenas parte do calor consegue atravessar o vidro, saindo da estufa. De modo semelhante ao vidro da estufa, a atmosfera deixa passar raios de Sol que aquecem a Terra. Uma parte desse calor volta e escapa para o espaço, atravessando a atmosfera, enquanto outra parte é absorvida por gases atmosféricos (como o gás carbônico) e volta para a Terra, mantendo-a aquecida.

No entanto desde o surgimento das primeiras indústrias, no século XVIII, tem aumentado a quantidade de gás carbônico liberado para a atmosfera.

A atmosfera fica saturada com esse tipo de gás, que provoca o agravamento do efeito estufa. Cientistas e ambientalistas têm alertado para esse fenômeno que parece ser a principal causa do aquecimento global.

Observe abaixo um esquema do efeito estufa.

O gás carbônico e outros gases permitem a passagem da luz do Sol, mas retêm o calor por ele gerado.

A queima de combustíveis fosseis e outros processos provocam acúmulo de gás carbônico no ar, aumentando o efeito estufa.

Por meio da fotossíntese de plantas e algas, ocorre a remoção de parte do gás carbônico do ar.

A Poluição do Ar

A poluição do ar é definida como sendo a degradação da qualidade do ar como resultado de atividades diretas ou indiretas que:

Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;

criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;

afetem desfavoravelmente a biota (organismos vivos);

afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;

lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos em leis federais [Lei Federal no 6938, de 31 de agosto de 1981, regulamentada pelo decreto no 88 351/83].

Poluição e sua fonte

Para facilitar o estudo do assunto, identificamos quatro tipos principais de poluição do ar, segundo as fontes poluidoras.

Poluição de origem natural: resultante de processos naturais como poeiras, nevoeiros marinhos, poeiras de origem extraterrestre, cinzas provenientes de queimadas de campos, gases vulcânicos, pólen vegetal, odores ligados à putrefação ou fermentação natural, entre outros.

Poluição relacionada aos transportes: resultante da ação de veículos automotores e aviões. Devido a combustão da gasolina, óleo diesel, álcool etc., os veículos automotores eliminam gases como o monóxido de carbono, óxido de enxofre, gases sulfurosos, produtos à base de chumbo, cloro, bromo e fósforo, além de diversos hidrocarbonetos não queimados. Variando de acordo com o tipo de motor, os aviões eliminam para a atmosfera: cobre, dióxido de carbono, monoaldeídos, benzeno etc.

Poluição pela combustão: resultante de fontes de aquecimento domésticos e de incinerações, cujos agentes poluentes são: dióxido de carbono, monóxido de carbono, aldeídos, hidrocarbonetos não queimados, compostos de enxofre. O anidrido sulfuroso, por exemplo, pode transformar-se em anidrido sulfúrico, e este, em ácido sulfúrico, que precipita juntamente com as águas das chuvas.

Poluição devida às indústrias: resultante dos resíduos de siderúrgicas, fábricas de cimento e de coque, indústrias químicas, usinas de gás e fundição de metais ferrosos. Entre esses resíduos encontram-se substâncias tóxicas e irritantes, poluentes fotoquímicos, poeiras etc. Além da poeira de natureza química, com grãos de tamanho dos mais diferentes, os principais poluentes industriais encontram-se no estado gasoso, sendo que os mais freqüentes são: dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxido de nitrogênio, compostos fluorados, anidrido sulfuroso, fenóis e álcoois de odores desagradáveis.

Inversão térmica

Um fenômeno interessante na atmosfera é o da inversão térmica, ocasião na qual a ação dos poluentes do ar pode ser bastante agravada. A coisa funciona assim: normalmente, o ar próximo à superfície do solo está em constante movimento vertical, devido ao processo convectivo (correntes de convecção). A radiação solar aquece a superfície do solo e este, por sua vez, aquece o ar que o banha; este ar quente é menos denso que o ar frio, desse modo, o ar quente sobe (movimento vertical ascendente) e o ar frio, mais denso, desce (movimento vertical descendente).

Este ar frio que toca a superfície do solo, recebendo calor dele, esquenta, fica menos denso, sobe, dando lugar a um novo movimento descendente de ar frio.

E o ciclo se repete. O normal, portanto, é que se tenha ar quente numa camada próxima ao solo, ar frio numa camada logo acima desta e ar ainda mais frio em camadas mais altas porém, em constantes trocas por

correntes de convecção. Esta situação normal do ar colabora com a dispersão da poluição local.

Na inversão térmica, condições desfavoráveis podem, entretanto, provocar uma alteração na disposição das camadas na atmosfera. Geralmente no inverno, pode ocorrer um rápido resfriamento do solo ou um rápido aquecimento das camadas atmosféricas superiores. Quando isso ocorre, o ar quente ficando por cima da camada de ar frio, passa a funcionar como um bloqueio, não permitindo os movimentos verticais de convecção: o ar frio próximo ao solo não sobe porque é o mais denso e o ar quente que lhe está por cima não desce, porque é o menos denso. Acontecendo isso, as fumaças e os gases produzidos pelas chaminés e pelos veículos não se dispersam pelas correntes verticais. Os rolos de fumaça das chaminés assumem posição horizontal, ficando nas proximidades do solo. A cidade fica envolta numa ―neblina‖ e conseqüentemente a concentração de substâncias tóxicas aumenta muito.

O fenômeno é comum no inverno de cidades como Nova Iorque, São Paulo e Tóquio, agravado pela elevada concentração de poluentes tóxicos diariamente despejados na atmosfera.

Rochas, minerais e solo

A crosta terrestre possui várias camadas compostas por três tipos de rochas que são formadas pela mistura de diferentes materiais. Essas rochas podem ser magmáticas, também chamadas de ígneas, sedimentares ou metamórficas.

Rochas magmáticas ou ígneas

As rochas magmáticas ou ígneas (ígneo vem do latim e significa "fogo") são originadas do interior da Terra, onde são fundidas em altíssima temperatura. Nas erupções de vulcões, essas rochas são lançadas do interior da Terra, para a superfície. Sofrem, então, resfriamento rápido e se solidificam. Outras vezes, ficam nas proximidades da superfície, onde se resfriam lentamente e, também, se solidificam.

O basalto é uma rocha escura muito utilizada na pavimentação de calçadas, ruas e estradas e são advindas do resfriamento rápido do magma.

No Rio Grande do Sul, encontramos as falésias de Torres, formadas de basalto.

As faixas escuras das famosas calçadas de Copacabana, no Rio de Janeiro, são formadas por basalto.

A pedra-pomes, gerada após rápido resfriamento em contato com a água formando uma rocha cheia de poros ou buracos devido à saída de gases. Parece uma "espuma endurecida".

A pedra-pomes é utilizada para polir objetos e amaciar a pele.

O granito (vem do latim granum, que significa "grão') se forma no interior da crosta terrestre por resfriamento lento e solidificação do magma. É muito utilizado em revestimento de pisos, paredes e pias. O granito é formado por grãos de várias cores e brilhos: são os minerais.

Os minerais que formam o granito

Uma rocha é formada de um ou mais minerais. A maioria das rochas compõe-se de vários tipos de minerais. Minerais são elementos ou compostos químicos, geralmente sólidos, encontrados naturalmente no planeta.

Há mais de dois mil tipos diferentes de minerais. Eles são formados pela união de vários tipos de átomos, como silício, oxigênio, alumínio, cálcio e ferro. As diferenças entre os minerais devem-se aos diferentes tipos de átomos que os formam e também à maneira como os átomos estão "arranjados".

Pedaço de granito

O Granito é usado para fazer bancada de pias, pisos, etc.

O granito é formado principalmente por três tipos de minerais: o quartzo, o feldspato e a mica.

Os grãos que aparecem em cor cinza no granito correspondem a grãos de quartzo. Veja na figura abaixo, que o quartzo, como a maioria dos minerais, é formado por uma série de partes que lembram figuras geométricas. Dizemos então que o quartzo, como a maioria dos minerais, forma cristais.

Cristal de rocha formado por uma variedade de quartzo transparente. Veja acima a forma cristalina típica desse cristal. Há também formas coloridas de quartzo, como a ametista.

O outro tipo de mineral presente no granito é o feldspato, que pode apresentar diversas tonalidades: amarelo, branco, rosa, verde.

A decomposição desse mineral pela água da chuva forma a argila que é usada para fazer tijolos, cimento, concreto e diversos objetos.

A cor preta ou cinza-escura e brilhante presente no granito corresponde a pequenos grãos de mica. Existem também outros tipos de mica, de cores diferentes. A mica é um bom isolante de calor de eletricidade; por isso é utilizada no ferro elétrico de passar roupa.

Rochas sedimentares

Observe na figura abaixo que a rocha é formada por camadas (ou estratos).

Esse tipo de rocha é chamada de rocha sedimentar e se forma a partir de mudanças ocorridas em outras rochas. Chuva vento, água dos rios, ondas do mar: tudo isso vai, aos poucos, fragmentando as rochas em grãos de minerais. Pouco a pouco, ao longo de milhares de anos, até o granito mais sólido se transforma em pequenos fragmentos. Esse processo é chamado de intemperismo.

Os fragmentos de rochas são transportados pelos ventos ou pela água da chuva até os rios, que, por sua vez, os levam para o fundo de lagos e oceanos. Lá os fragmentos vão se depositando em camadas. É assim que se formam, por exemplo, terrenos cobertos de areia, como as praias.

Esses fragmentos ou sedimentos vão se acumulando ao longo do tempo. As camadas de cima exercem pressão sobre as camadas de baixo, compactando-as. Essa pressão acaba por agrupar e cimentar os fragmentos e endurece a massa formada. É assim que surgem as rochas sedimentares. Tudo isso, não se esqueça, leva milhares de anos.

Desse modo, a areia da praia transforma-se, lentamente, em

uma rocha sedimentar chamada arenito. Sedimentos de argila transforma-se em argilito.

As camadas vão cobrindo também restos de plantas e animais.

Por isso é muito comum encontrar restos ou marcas de animais e plantas em rochas sedimentares: o animal ou planta morre e é coberto por milhares de grãos de minerais.

Os restos ou marcas de organismos antigos são chamado de fósseis. Analisando os fósseis, os cientistas podem estudar como era a vida no passado em nosso planeta.

Formação das rochas sedimentares

A origem do arenito

O arenito se forma quando rochas como o granito se desintegram aos poucos pela ação dos ventos e das chuvas. Os grãos de quartzo dessas rochas formam a areia. Areias e dunas de areia, porém não são rochas: são fragmentos de rochas. A areia pode se depositar no fundo do mar ou em depressões e ficar submetida a um aumento de pressão ou temperatura. Assim cimentada e endurecida, forma o arenito - um tipo de rocha sedimentar. O arenito é usado em pisos.

Rocha de arenito.

Dunas de areia no Vale da Morte, Califórnia.

O calcário

O acúmulo de esqueletos, conchas e carapaças de animais aquáticos ricos em carbonato de cálcio, que é um tipo de sal, pode formar outra variedade de rocha sedimentar, o calcário.

O calcário também se forma a partir de depósitos de sais de cálcio na água. O calcário é utilizado na fabricação de cimento e de cal. A cal serve para pintura de paredes ou para a fabricação de tintas. A cal ou o próprio calcário podem ser utilizados para neutralizar a acidez de solos.

Cascatas de calcário na Turquia, Egeu.

Rochas metamórficas

Ardósia é usada como piso.

Você já viu pias, pisos ou esculturas de mármore? O mármore é uma rocha formada a partir de outra rocha, o calcário. É um exemplo de rocha metamórfica.

As rochas metamórficas são assim chamadas porque se originam da transformação de rochas magmáticas ou sedimentares por processos que alteram a organização dos átomos de seus minerais. Surge, então, uma nova rocha, com outras propriedades e, às vezes, com outros minerais.

Muitas rochas metamórficas se formam quando rochas de outro tipo são submetidas a intensas pressões ou elevadas temperaturas. Quando, por exemplo, por mudanças ocorridas na crosta, uma rocha magmática é empurrada para regiões mais profundas e de maior pressão e temperatura, alterando a organização dos minerais.

Outra rocha metamórfica é a ardósia, originada da argila e usada em pisos.

Pias e pisos também podem ser feitos de gnaisse, uma rocha metamórfica originada geralmente do granito. O

Corcovado e o Pão de Açúcar, no Rio de Janeiro, e a maioria das rochas da serra do Mar também são de gnaisses.

Vista da praia do morro do Pão de Açucar (RJ), formado de gnaisse.

Gemas ou pedras preciosas

As gemas são rochas muito duras. São riquezas existentes no subsolo, comumente conhecidas como pedras preciosas. As jazidas de esmeralda, rubi, diamante e outras são raras por isso essas pedras têm grande valor comercial.

No subsolo, também são encontradas jazidas de metais, por exemplo, ouro, ferro, manganês, alumínio, zinco, cobre, chumbo.

Há ainda as jazidas de material de origem orgânica, conhecidas como combustíveis fósseis - formadas a partir da transformação de restos de plantas e animais. O carvão-de-pedra (hulha) e o petróleo são exemplos

desses combustíveis, recursos energéticos, ou seja, substâncias utilizadas na produção de energia.

Na foto podemos observar algumas gemas ou pedras preciosas.

O ciclo das rochas

Você viu que as rochas magmáticas são formadas tanto pela cristalização do magma no interior da terra como pela lava liberada dos vulcões. Mas as rochas magmáticas - e também as metamórficas - podem ser quebradas em pequenos pedaços ou fragmentos que se acumulam em camadas de sedimentos e acabam se transformando, por compressão, em rochas sedimentares. Finalmente, você viu também que as rochas sedimentares e também as magmáticas, sob a ação de altas temperaturas e pressão, podem se transformar em rochas metamórficas.

Mas, se uma rocha metamórfica for derretida, ela pode novamente se tornar uma rocha magmática! Essas mudanças formam, portanto, um ciclo em que uma rocha, ao longo de muito tempo, pode se transformar em outra. É o ciclo das rochas.

Como o solo se formou

A camada de rochas na superfície da Terra está, há milhões de anos, exposta a mudanças de temperatura e à ação da chuva, do vento, da água dos rios e das ondas do mar. Tudo isso vai, aos poucos, fragmentando as rochas e provocando transformações químicas. Foi assim, pela ação do intemperismo, que, lentamente, o solo se formou. E é dessa mesma maneira que está continuamente se remodelando.

Os seres vivos também contribuem para esse processo de transformação das rochas em solo. Acompanhe o esquema abaixo:

1. A chuva e o vento desintegram as rochas. 2. Pedaços de liquens ou sementes são levados pelo

vento para uma região sem vida. A instalação e a reprodução desses organismos vão aos poucos modificando o local. Os liquens, por exemplo, produzem ácidos que ajudam a desagregar as rochas. As raízes de plantas que crescem nas fendas das rochas irão contribuir para isso.

3. A medida que morrem, esses organismos enriquecem o solo em formação com matéria orgânica e, quando ela se decompõe, o solo se torna mais rico em sais minerais. Outras plantas, que necessitam de mais nutrientes para crescer, podem então se instalar no local. Começa a ocorrer o que se chama de sucessão ecológica: uma série de organismos se instala até que a vegetação típica do solo e do clima da região esteja formada.

O que existe no solo

Há muitos tipos de solo. A maioria deles é composta de areia e argila, vindas da fragmentação das rochas, e de restos de plantas e animais mortos (folhas, galhos, raízes, etc.). Esses restos estão sempre sendo decompostos por bactérias e fungos, que produzem uma matéria orgânica

escura, chamadas húmus. À medida que a decomposição continua, o húmus vai sendo transformado em sais minerais e gás carbônico. Ao mesmo tempo, porém, mais animais e vegetais se depositam no solo e mais húmus é formado.

A decomposição transforma as substâncias orgânicas do húmus em substâncias minerais, que serão aproveitadas pelas plantas. Desse modo, a matéria é reciclada: a matéria que formava o corpo dos seres vivos acabará fazendo novamente parte deles depois de decomposta.

Vemos, então, que o solo é formado por uma parte mineral, que se originou da desagregação das rochas, e por uma parte orgânica, formada pelos restos dos organismos mortos e pela matéria orgânica do corpo dos seres vivos que está sofrendo decomposição. Vivem ainda no solo diversos organismos, inclusive as bactérias e os fungos, responsáveis pela decomposição da matéria orgânica dos seres vivos.

Nos espaços entre os fragmentos de rochas, há ainda água e ar - ambos importantes para o desenvolvimento das plantas.

Por baixo da camada superficial do solo encontramos fragmentos de rochas. Quanto maior a profundidade em relação ao solo, maiores são também os fragmentos de rocha.

O ser humano retira recursos minerais das camadas abaixo do solo. Parte da água da chuva, por exemplo, se infiltra no solo, passando entre os espaços dos grãos de argila e de areia. Outra parte vai se infiltrando também nas rochas sedimentares e em fraturas de rochas, até encontrar camadas de rochas impermeáveis. Formam-se assim os chamados lençóis de água ou lençóis freáticos, que abastecem os poços de água.

Finalmente, na camada mais profunda da crosta terrestre, encontramos a rocha que deu origem ao solo - a rocha matriz.

Tipos de solo

O tipo de solo encontrado em um lugar vai depender de vários fatores: o tipo de rocha matriz que o originou, o clima, a quantidade de matéria orgânica, a vegetação que o recobre e o tempo que se levou para se formar.

Em climas secos e áridos, a intensa evaporação faz a água e os sais minerais subirem. Com a evaporação da água, uma camada de sais pode depositar-se na superfície do solo, impedindo que uma vegetação mais rica se desenvolva.

Já em climas úmidos, com muitas chuvas, á água pode se infiltrar no solo e arrastar os sais para regiões mais profundas.

Alguns tipos de solo secam logo depois da chuva, outros demoram para secar. Por que isso acontece? E será que isso influencia na fertilidade do solo?

Solos arenosos são aquele que têm uma quantidade maior de areia do que a média (contêm cerca de 70% de areia). Eles secam logo porque são muito porosos e permeáveis: apresentam grandes espaços (poros) entre os grãos de areia. A água passa, então, com facilidade entre os grãos de areia e chega logo às camadas mais profundas. Os sais minerais, que servem de nutrientes para as plantas, seguem junto com a água. Por isso, os solos arenosos são geralmente pobres em nutrientes utilizados pelas plantas.

Os chamados solos argilosos contêm mais de 30% de argila. A argila é formada por grãos menores que os da areia. Além disso, esses grãos estão bem ligados entre si, retendo água e sais minerais em quantidade necessária para a fertilidade do solo e o crescimento das plantas. Mas se o solo tiver muita argila, pode ficar encharcado, cheio de poças após a chuva. A água em excesso nos poros do solo compromete a circulação de ar, e o desenvolvimento

das plantas fica prejudicado. Quando está seco e compacto, sua porosidade diminui ainda mais, tornando-o duro e ainda menos arejado.

Solo argiloso.

Solo argiloso compactado pela falta de água.

A terra preta, também chamada de terra vegetal, é rica em húmus. Esse solo, chamado solo humífero, contém cerca de 10% de húmus e é bastante fértil. O húmus ajuda a reter água no solo, torna-se poroso e com boa aeração e, através do processo de decomposição dos organismos, produz os sais minerais necessários às plantas.

Os solos mais adequados para a agricultura possuem uma certa proporção de areia, argila e sais minerais utilizados pelas plantas, além do húmus. Essa composição facilita a penetração da água e do oxigênio utilizado pelos microorganismos. São solos que retêm água sem ficar muito encharcados e que não são muito ácidos.

Terra roxa é um tipo de solo bastante fértil, caracterizado por ser o resultado de milhões de anos de decomposição de rochas de arenito-basáltico originadas do maior derrame vulcânico que este planeta já presenciou, causado pela separação da Gondwana - América da Sul e África - datada do período Mezozóico. É caracterizado pela sua aparência vermelho-roxeada inconfundível, devida a presença de minerais, especialmente Ferro.

No Brasil, esse tipo de solo aparece nas porções ocidentais dos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, São Paulo e sudeste do Mato Grosso do Sul, destacando-se sobretudo nestes três últimos estados por sua qualidade.

Historicamente falando, esse solo teve muito importância, já que, no Brasil, durante o fim do século XIX e o início do século XX, foram plantadas nestes domínios, várias grandes lavouras de café, fazendo com que surgisse várias ferrovias e propiciasse o crescimento de cidades, como São Paulo, Itu,

Ribeirão Preto e Campinas. Atualmente, além do café, são plantadas outras culturas.

O nome terra roxa é dado a esse tipo de solo, devido aos imigrantes italianos que trabalhavam nas fazendas de café, referindo-se ao solo com a denominação Terra rossa, já que rosso em italiano significa vermelho. E, devido a similaridade entre essa palavra, e a palavra "roxa", o nome "Terra roxa" acabou se consolidando.

O solo de terra roxa também existe na Argentina, aonde é conhecida como "tierra colorada", bastante presente nas províncias de Misiones e Corrientes.

O solo é um grande filtro

Para que se obtenha plantas saudáveis e uma horta produtiva é necessário que o solo contenha água. A capacidade de retenção de água depende do tipo de solo. A água, por ser um líquido solvente, dissolve os sais existentes no solo, e assim as plantas podem absorvê-los

Nem toda a água da chuva flui diretamente para os córregos, riachos e rios. Quando chove, parte da água infiltra-se e vai penetrando na terra até encontrar uma camada impermeável, encharcando o solo. Por exemplo, 1 metro cúbico (1m³) de areia encharcada pode conter até 400 litros de água.

O ar também ocupa os poros existentes entre os grãos de terra. As raízes das plantas e os animais que vivem no solo precisam de ar para respirar.

Esquema mostrando camadas do solo e subsolo, em corte.

Quando o solo se encharca a água ocupa o lugar antes ocupado pelo ar, dificultando o desempenho das raízes e a vida dos animais no solo.

Se o solo estiver muito compactado, não filtrará a água com facilidade. Acontecerão, por exemplo, as grandes enxurradas após uma forte chuva. A urbanização, com a

pavimentação de ruas e estradas, a canalização de rios e o desmatamento de grandes áreas dificultam o escoamento da água das chuvas.

Os perigos da poluição do solo

Não só os ecologistas, mas autoridades e todo cidadão devem ficar atentos aos perigos da poluição que colocam em risco a vida no planeta Terra.

O lixo

No início da história da humanidade, o lixo produzido era formado basicamente de folhas, frutos, galhos de plantas, pelas fezes e pelos demais resíduos do ser humano e dos outros animais. Esses restos eram naturalmente decompostos, isto é, reciclados e reutilizados nos ciclos do ambiente.

Com as grandes aglomerações humanas, o crescimento das cidades, o desenvolvimento das indústrias e da tecnologia, cada vez mais se produzem resíduos (lixo) que se acumulam no meio ambiente.

Hoje, além do lixo orgânico, que é naturalmente decomposto, reciclado e "devolvido" ao ambiente, há o lixo industrial eletrônico, o lixo hospitalar, as embalagens de papel e de plástico, garrafas,

Lixo urbano despejado nos rios.

latas etc. que, na maioria das vezes, não são biodegradáveis, isto é, não são decompostos por seres vivos e se acumulam na natureza.

Lixões a céu aberto

A poluição do solo causada pelo lixo pode trazer diversos problemas.

O material orgânico que sofre a ação dos decompositores - como é o caso dos restos de alimentos - ao ser decompostos, forma o chorume. Esse caldo escuro e ácido se infiltra no solo. Quando em excesso, esse líquido pode atingir as águas do subsolo (os lençóis freáticos) e, por conseqüência contaminar as águas de poços e nascentes.

As correntezas de água da chuva também podem carregar esse material para os rios, os mares etc.

Chorume nos rios (mancha escura)

A poluição do solo por produtos químicos

A poluição do solo também pode ser ocasionada por produtos químicos lançado nele sem os devidos cuidados. Isso ocorre, muitas vezes, quando as indústrias se desfazem do seu lixo químico. Algumas dessas substâncias químicas utilizadas na produção industrial são poluentes que se acumulam no solo.

Um outro exemplo são os pesticidas aplicados nas lavouras e que podem, por seu acúmulo, saturar o solo, ser dissolvidos pela água e depois ser absorvidos pelas raízes das plantas. Das plantas passam para o organismo das pessoas e dos outros animais que delas se alimentam.

Os fertilizantes, embora industrializados para a utilização no solo, são em geral, tóxicos. Nesse caso, uma alternativa possível pode ser, por exemplo, o processo de rotação de culturas, usando as plantas leguminosas; esse processo natural não satura o solo, é mais econômico que o uso de fertilizantes industrializados e não prejudica a saúde das pessoas.

A poluição do solo, e da biosfera em geral, pode e deve ser evitada. Uma das providências necessárias é cuidar do destino do lixo.

O destino do lixo

Lixão de Araruama.

O lixo das residências, das escolas e das fábricas diferem quanto ao seu destino.

Se você mora em uma cidade e ela conta com a coleta de lixo, um importante serviço de saneamento básico, possivelmente ele será transportado para longe do ambiente urbano.

Mas vale lembrar que os depósitos de lixo a céu aberto ou mesmo os aterros comuns, onde o lixo é coberto de forma aleatória, não resolvem o problema da contaminação do ambiente, principalmente do solo.

Aterros sanitários

Nos aterros sanitários, o lixo, coberto com terra e amassado, é colocado em grandes buracos. Esse procedimento é repetido várias vezes, formando-se camadas sobrepostas.

Os aterros sanitários possuem sistemas de drenagem, que retiram o excesso de líquido, e sistemas de tratamento de resíduos líquidos e gasosos.

A construção de um aterro sanitário exige alguns cuidados:

o aterro deve ser pouco permeável, isto é, deixar passar pouca água e lentamente;

o aterro deve ser distante de qualquer lugar habitado; não deve haver lençol subterrâneo de água nas

proximidades do aterro.

Por essas razões, a implantação e a manutenção de um aterro sanitário têm um alto custo econômico.

Aterro sanitário em Sorocaba.

Incineração

A incineração reduz bastante o volume de resíduos e destrói organismos que causam doenças. É um processo caro, pois, para evitar a poluição do ar, é necessária a instalação de filtros e de equipamentos especiais para filtrar a fumaça resultante da incineração, que também é poluente.

O lixo deve ser queimado em aparelhos e usinas especiais. Após a queima, o material que resta pode ser encaminhado para aterros sanitários.

Compostagem

A compostagem é a transformação dos restos orgânicos do lixo em um composto, nesse caso, em adubo. Esse adubo é resultado da ação de seres decompositores (bactérias e fungos) sobre as substâncias orgânicas do lixo.

Reciclagem

Reciclar é uma boa opção, pois diversos componentes do nosso lixo diário podem ser reaproveitados.

Em várias cidades brasileiras, há a coleta seletiva e a reciclagem do lixo, o que tem contribuído para diminuir o desperdício, além de proteger o solo de materiais não recicláveis pela natureza.

Aprenda aqui sobre a reciclagem

A erosão do solo

Como sabemos as chuvas, o vento e as variações de temperatura provocadas pelo calor e pelo frio alteram e desagregam as rochas. O solo também sofre a ação desses fatores: o impacto das chuvas e do vento, por exemplo, desagrega as suas partículas. Essas partículas vão então sendo removidas e transportadas para os rios, lagos, vales e oceanos.

Torres, RS

Bahia

Nas fotos acima, podemos observar como a ação da própria natureza pode provocar mudanças profundas na paisagem. O mar, chuva e o vento esculpiram os paredões na praia de Torres, RS e as falésias na Bahia.

No clima úmido e nos solos cobertos por uma vegetação natural, a erosão é, em geral, muito lenta, o que permite que seja compensada pelos processos que formam o solo a partir das rochas.

Os cientistas afirmam que as montanhas mais altas e que tem seus picos em forma de agulhas apontadas para cima são novas, do aspecto geológico. As mais antigas não são tão altas e tem o cume arredondado, com as suas rochas duras à vista. Elas vêm sofrendo a mais tempo a ação erosiva, que as desgastou bastante. Esse tipo de erosão é

muito comum no território brasileiro, mas, por ter uma ação lenta, é quase sempre imperceptível aos nossos olhos.

Montanha com pico em forma de agulha: Dedo de Deus, Rio de Janeiro, RJ.

Montanha com o cume arredondado: Pedra Azul em domingos Martins, ES.

Vírus

Vírus são os únicos organismos acelulares da Terra atual.

Os vírus são seres muito simples e pequenos (medem menos de 0,2 µm), formados basicamente por uma cápsula proteica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA, RNA ou os dois juntos (citomegalovírus). A palavra vírus vem do Latim vírus que significa fluído venenoso ou toxina. Atualmente é utilizada para descrever os vírus biológicos, além de designar, metaforicamente, qualquer coisa que se reproduza de forma parasitária, como ideias. O termo vírus de computador nasceu por analogia. A palavra vírion ou víron é usada para se referir a uma única partícula viral que estiver fora da célula hospedeira.

Das 1.739.600 espécies de seres vivos conhecidos, os vírus representam 3.600 espécies.

Ilustração do vírus HIV mostrando as proteínas do capsídeo responsáveis pela aderencia na célula hospedeira.

Vírus é uma partícula basicamente proteica que pode infectar organismos vivos. Vírus são parasitas obrigatórios do interior celular e isso significa que eles somente se reproduzem pela invasão e possessão do controle da maquinaria de auto-reprodução celular. O termo vírus geralmente refere-se às partículas que infectam eucariontes (organismos cujas células têm carioteca), enquanto o termo bacteriófago ou fago é utilizado para descrever aqueles que infectam procariontes (domínios bacteria e archaea).

Tipicamente, estas partículas

carregam uma pequena quantidade de ácido nucleico (seja DNA ou RNA, ou os dois) sempre envolto por uma cápsula proteica denominada capsídeo. As proteínas que compõe o capsídeo são específicas para cada tipo de vírus. O capsídeo mais o ácido nucleico que ele envolve são denominados nucleocapsídeo. Alguns vírus são formados apenas pelo núcleo capsídeo, outros no entanto, possuem um envoltório ou envelope externo ao nucleocapsídeo. Esses vírus são denominados vírus encapsulados ou envelopados.

O envelope consiste principalmente em duas camadas de lipídios derivadas da membrana plasmática da célula hospedeira e em moléculas de proteínas virais, específicas para cada tipo de vírus, imersas nas camadas de lipídios.

São as moléculas de proteínas virais que determinam qual tipo de célula o vírus irá infectar. Geralmente, o grupo de células que um tipo de vírus infecta é bastante restrito. Existem vírus que infectam apenas bactérias, denominadas bacteriófagos, os que infectam apenas fungos, denominados micófagos; os que infectam as plantas e os que infectam os animais, denominados, respectivamente, vírus de plantas e vírus de animais.

Esquema do Vírus HIV

Os vírus não são constituídos por células, embora dependam delas para a sua multiplicação. Alguns vírus possuem enzimas. Por exemplo o HIV tem a enzima Transcriptase reversa que faz com que o processo de Transcrição reversa seja realizado (formação de DNA a partir do RNA viral). Esse processo de se formar DNA a partir de RNA viral é denominado retrotranscrição, o que deu o nome retrovírus aos vírus que realizam esse processo. Os outros vírus que possuem DNA fazem o processo de transcrição (passagem da linguagem de DNA para RNA) e só depois a tradução. Estes últimos vírus são designados de adenovírus.

Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios: a falta de hialoplasma e ribossomos impede que eles tenham metabolismo próprio. Assim, para executar o seu ciclo de vida, o vírus precisa de um ambiente que tenha esses componentes. Esse ambiente precisa ser o interior de uma célula que, contendo ribossomos e outras substâncias, efetuará a síntese das proteínas dos vírus e, simultaneamente, permitirá que ocorra a multiplicação do material genético viral.

Em muitos casos os vírus modificam o metabolismo da célula que parasitam, podendo provocar a sua degeneração e morte. Para isso, é preciso que o vírus inicialmente entre na célula: muitas vezes ele adere à parede da célula e "injeta" o seu material genético ou então entra na célula por englobamento - por um processo que lembra a fagocitose, a célula "engole" o vírus e o introduz no seu interior.

Vírus, seres vivos ou não?

Vírus não têm qualquer atividade metabólica quando fora da célula hospedeira: eles não podem captar nutrientes, utilizar energia ou realizar qualquer atividade biossintética. Eles obviamente se reproduzem, mas diferentemente de células, que crescem, duplicam seu conteúdo para então dividir-se em duas células filhas, os vírus replicam-se através de uma estratégia completamente diferente: eles invadem células, o que causa a dissociação dos componentes da partícula viral; esses componentes então interagem com o aparato metabólico da célula hospedeira, subvertendo o metabolismo celular para a produção de mais vírus.

Há grande debate na comunidade científica sobre se os vírus devem ser considerados seres vivos ou não, e esse debate e primariamente um resultado de diferentes percepções sobre o que vem a ser vida, em outras palavras, a definição de vida. Aqueles que defendem a ideia que os vírus não são vivos argumentam que organismos vivos devem possuir características como a habilidade de importar nutrientes e energia do ambiente, devem ter metabolismo (um conjunto de reações químicas altamente inter-relacionadas através das quais os seres vivos constroem e mantêm seus corpos, crescem e performam inúmeras outras tarefas, como locomoção, reprodução, etc.); organismos vivos também fazem parte

de uma linhagem contínua, sendo necessariamente originados de seres semelhantes e, através da reprodução, gerar outros seres semelhantes (descendência ou prole), etc.

Os vírus preenchem alguns desses critérios: são parte de linhagens contínuas, reproduzem-se e evoluem em resposta ao ambiente, através de variabilidade e seleção, como qualquer ser vivo. Porém, não têm metabolismo próprio, por isso deveriam ser considerados "partículas infecciosas", ao invés de seres vivos propriamente ditos. Muitos, porém, não concordam com essa perspectiva, e argumentam que uma vez que os vírus são capazes de reproduzir-se, são organismos vivos; eles dependem do maquinário metabólico da célula hospedeira, mas até aíi todos os seres vivos dependem de interações com outros seres vivos. Outros ainda levam em consideração a presença massiva de vírus em todos os reinos do mundo natural, sua origem - aparentemente tão antiga como a própria vida - sua importância na história natural de todos os outros organismos, etc. Conforme já mencionado, diferentes conceitos a respeito do que vem a ser vida formam o cerne dessa discussão. Definir vida tem sido sempre um grande problema, e já que qualquer definição provavelmente será evasiva ou arbitrária, dificultando assim uma definição exata a respeito dos vírus.

Doenças humanas virais

No homem, inúmeras doenças são causadas por esses seres acelulares. Praticamente todos os tecidos e órgãos humanos são afetados por alguma infecção viral. Abaixo você encontra as viroses mais frequentes na nossa espécie. Valorize principalmente os mecanismos de transmissão e de prevenção. Note que a febre amarela e dengue são duas viroses que envolvem a transmissão por insetos (mosquito da espécie Aedes aegypti). Para a

primeira, existe vacina. Duas viroses relatadas abaixo, AIDS e condiloma acuminado, são doenças sexualmente trasmissíveis (DSTs). A tabela também relaciona viroses comuns na infância, rubélola, caxumba, sarampo, poliomelite - para as quais exiestem vacinas.

Algumas das principais viroses que acometem os seres humanos:

Resfriado Comum; Caxumba; Raiva; Rubéola; Sarampo; Hepatites; Dengue; Poliomielite; Febre amarela; Varicela ou Catapora; Varíola; Meningite viral; Mononucleose Infecciosa; Herpes Condiloma Hantavirose AIDS.

Prevenção e tratamento de doenças virais

Devido ao uso da maquinaria das células do hospedeiro, os vírus tornam-se difíceis de matar. As mais eficientes soluções médicas para as doenças virais são, até agora, as vacinas para prevenir as infecções, e drogas que tratam os sintomas das infecções virais. Os pacientes frequentemente pedem antibióticos, que são inúteis contra os vírus, e seu abuso contra infecções virais é uma das causas de resistência antibiótica em bactérias. Diz-se, às

vezes, que a ação prudente é começar com um tratamento de antibióticos enquanto espera-se pelos resultados dos exames para determinar se os sintomas dos pacientes são causados por uma infecção por vírus ou bactérias

Bacteriófagos

Os bacteriófagos podem ser vírus de DNA ou de RNA que infectam somente organismos procariotos. São formados apenas pelo nucleocapsídeo, não existindo formas envelopadas. Os mais estudados são os que infectam a bactéria intestinal Escherichia coli, conhecida como fagos T. Estes são constituídos por uma cápsula protéica bastante complexa, que apresenta uma região denominada cabeça, com formato poligonal, envolvendo uma molécula de DNA, e uma região denominada cauda, com formato cilíndrico, contendo, em sua extremidade livre, fibras protéicas.

A reprodução ou replicação dos bacteriófagos, assim como os demais vírus, ocorre somente no interior de uma célula hospedeira.

Existem basicamente dois tipos de ciclos reprodutivos: o ciclo lítico e o ciclo lisogênico. Esses dois ciclos iniciam com o fago T aderindo à superfície da célula bacteriana através das fibras protéicas da cauda. Esta contrai-se, impelindo a parte central, tubular, para dentro da célula, à semelhança, de uma microsseringa. O DNA do vírus é, então, injetado fora da célula a cápsula protéica vazia. A partir desse momento, começa a diferenciação entre ciclo lítico e ciclo lisogênico.

No ciclo lítico, o vírus invade a bactéria, onde as funções normais desta são interrompidas na presença de ácido nucléico do vírus (DNA ou RNA). Esse, ao mesmo tempo em que é replicado, comanda a síntese das proteínas que

comporão o capsídeo. Os capsídeos organizam-se e envolvem as moléculas de ácido nucléico. São produzidos, então novos vírus. Ocorre a lise, ou seja, a célula infectada rompe-se e os novos bacteriófagos são liberados. Sintomas causados por um vírus que se reproduz através desta maneira, em um organismo multicelular aparecem imediatamente. Nesse ciclo, os vírus utilizam o equipamento bioquímico(Ribossomo)da célula para fabricar sua proteína (Capsídeo).

No ciclo lisogênico, o vírus invade a bactéria ou a célula hospedeira, onde o DNA viral incorpora-se ao DNA da célula infectada. Isto é, o DNA viral torna-se parte do DNA da célula infectada. Uma vez infectada, a célula continua suas operações normais, como reprodução e ciclo celular. Durante o processo de divisão celular, o material genético da célula, juntamente com o material genético do vírus que foi incorporado, sofrem duplicação e em seguida são

divididos equitativamente entre as células-filhas. Assim, uma vez infectada, uma célula começará a transmitir o vírus sempre que passar por mitose e todas as células estarão infectadas também. Sintomas causados por um vírus que se reproduz através desta maneira, em um organismo multicelular podem demorar a aparecer. Doenças causadas por vírus lisogênico tendem a ser incuráveis. Alguns exemplos incluem a AIDS e herpes.

Sob determinadas condições, naturais e artificiais (tais como radiações ultravioleta, raios X ou certos agentes químicas), uma bactéria lisogênica pode transformar-se em não-lisogênica e iniciar o ciclo lítico.

Reino Monera

O reino monera é formado por bactérias, cianobactérias e arqueobactérias (também chamadas arqueas), todos seres muito simples, unicelulares e com célula procariótica (sem núcleo diferenciado). Esses seres microscópios são geralmente menores do que 8 micrômetros ( 1µm = 0,001 mm).

As bactérias (do grego bakteria: 'bastão') são encontrados em todos os ecossistemas da Terra e são de grande importância para a saúde, para o ambiente e a economia. As bactérias são encontradas em qualquer tipo de meio: mar, água doce, solo, ar e, inclusive, no interior de muitos seres vivos.

Exemplos da importância das bactérias:

na decomposição de matéria orgânica morta. Esse processo é efetuado tanto aeróbia, quanto anaerobiamente;

agentes que provocam doença no homem; em processos industriais, como por exemplo, os

lactobacilos, utilizados na indústria de transformação do leite em coalhada;

no ciclo do nitrogênio, em que atuam em diversas fases, fazendo com que o nitrogênio atmosférico possa ser utilizado pelas plantas;

em Engenharia Genética e Biotecnologia para a síntese de várias substâncias, entre elas a insulina e o hormônio de crescimento.

Estrutura das Bactérias

Bactérias são microorganismos unicelulares, procariotos, podendo viver isoladamente ou construir agrupamentos coloniais de diversos formatos. A célula bacterianas contém os quatro componentes fundamentais a qualquer célula: membrana plasmática, hialoplasma, ribossomos e cromatina, no caso, uma molécula de DNA circular, que constitui o único cromossomo bacteriano.

A região ocupada pelo cromossomo bacteriano costuma ser denominada nucleóide. Externamente à membrana plasmática existe uma parede celular (membrana esquelética, de composição química específica de bactérias).

É comum existirem plasmídios - moléculas de DNA não ligada ao cromossomo bacteriano - espalhados pelo hialoplasma. Plasmídios costumam conter genes para resistência a antibióticos.

Algumas espécies de bactérias possuem, externamente à membrana esquelética, outro envoltório, mucilaginoso, chamado de cápsula. É o caso dos pneumococos (bactérias causadoras de pneumonia). Descobriu-se que a periculosidade dessas bactérias reside na cápsula em um experimento, ratos infectados com pneumococo sem cápsula tiveram a doença porém não morreram, enquanto pneumococos capsulados causaram pneumonia letal.

A parede da célula bacteriana, também conhecida como membrana esquelética, reveste externamente a membrana plasmática, e é constituída de uma substância química exclusiva das bactérias conhecida como mureína (ácido n-acetil murâmico).

A Diversidade Metabólica das Bactérias

Se há um grupo de seres que apresenta grande diversidade metabólica, certamente é o das bactérias.

Existem espécies heterótrofas e espécies autótrofas. Dentre as primeiras, destacam-se as parasitas, as decompositoras de matéria orgânica e as que obtêm matéria orgânica de outros seres vivos, com os quais se associam sem prejudicá-los. Dentre as autótrofas, existem espécies que produzem matéria orgânica por fotossíntese e outras que produzem por quimiossíntese.

As bactérias Heterótrofas

As bactérias parasitas são as que, por meio de inúmeros mecanismos, agridem outros seres vivos para a obtenção de alimento orgânico e causam inúmeras doenças. As decompositoras (frequentemente denominadas sapróvoras, saprofíticas ou saprofágicas) obtêm o alimento orgânico recorrendo à decomposição da matéria orgânica morta e são importântes na reciclagem dos nutrientes minerais na biosfera.

As que são associadas as outros seres vivos são denominadas de simbiontes, e não agridem os parceiros. É o caso das bactérias encontradas no estômago dos ruminantes (bois, cabras), que se nutrem da celulose ingerida por esses animais, fornecendo, em troca, aminoácidos essenciais para o metabolismo protéico do mesmo.

Muitas bactérias heterótrofas são anaeróbias obrigatórias, como o bacilo do tétano. São bactérias que morrem na presença de oxigênio. Nesse caso a energia dos compostos orgânicos é obtida por meio de fermentação. As anaeróbicas facultativas, por outro lado, vivem tanto na presença como na ausência de oxigênio.

Outras espécies só sobrevivem em presença de oxigênio - são as aeróbias obrigatórias. Um curioso grupo de bactérias é o que realiza a respiração aeróbia. Nessa

modalidade de metabolismo energético existem todas as etapas típicas da respiração celular. Muda apenas o aceptor final de elétrons na cadeia respiratória. No lugar do oxigênio, essas bactérias utilizam nitrato, nitrito ou sulfato, obtendo no final, praticamente o mesmo rendimento energético verificado na respiração celular aeróbia. É o que ocorre com as bactérias desnitrificantes que participam do ciclo do nitrogênio na natureza. Nelas o aceptor final de elétrons é o nitrato.

Bactérias Autótrofas

Fotossintetizantes

Nas bactérias que realizam fotossíntese, a captação da energia solar fica a cargo de uma clorofila conhecida como bacterioclorofila. A partir da utilização de substâncias simples do meio, ocorre a síntese do combustível biológico. De maneira geral, não há liberação de oxigênio. Como exemplo, podemos citar as bactérias sulforosas do gênero Chlorobium, que efetuam esse processo com a utilização de H2S e CO2, segundo a equação:

2H2S + CO2 + luz ------bacterioclorofila------------> (CH2) + 2S + H20

Note que é o gás sulfídrico, e não a água, que atua como fornecedor dos hidrogênios que servirão para a redução do gás carbônico. Não há a liberação de oxigênio. O enxofre permanece no interior das células bacterianas sendo, posteriormente eliminado para o meio em que vivem esses microorganismos, em geral fontes sulfurosas. Nesse processo, CH2O representa a matéria orgânica produzida.

Quimiossíntese

A quimiossíntese é uma reação que produz energia química, convertida da energia de ligação dos compostos inorgânicos oxidados. Sendo a energia química liberada, empregada na produção de compostos orgânicos e gás oxigênio (O2), a partir da reação entre o dióxido de carbono (CO2) e água molecular (H2O), conforme demonstrado abaixo: - Primeira etapa

Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + Energia Química

- Segunda etapa

CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2

Esse processo autotrófico de síntese de compostos orgânicos ocorre na ausência de energia solar. É um recurso normalmente utilizado por algumas espécies de bactérias e arqueobactérias (bactérias com características primitivas ainda vigentes), recebendo a denominação segundo os compostos inorgânicos reagentes, podendo ser: ferrobactérias e nitrobactérias ou nitrificantes (nitrossomonas e nitrobacter, gênero de bactérias quimiossíntetizantes). As ferrobactérias oxidam substâncias à base de ferro para conseguirem energia química, já as nitrificantes, utilizam substâncias à base de nitrogênio. Presentes no solo, as nitrossomonas e nitrobacter, são

importantes organismos considerados biofixadores de nitrogênio, geralmente encontradas livremente no solo ou associadas às plantas, formando nódulos radiculares. A biofixação se inicia com a assimilação no nitrogênio atmosférico (N2), transformando-o em amônia (NH3), reagente oxidado pela nitrossomona, resultando em nitrito (NO2

-) e energia para a produção de substâncias orgânicas sustentáveis a esse gênero de bactérias. O nitrito, liberado no solo e absorvido pela nitrobacter, também passa por oxidação, gerando energia química destinada à produção de substâncias orgânicas a esse gênero e nitrato (NO3

-), aproveitado pelas plantas na elaboração dos aminoácidos. Reação quimiossintética nas Nitrossomonas:

NH3 (amônia) + O2 → NO2- (nitrito) + Energia

6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose - Compostos Orgânicos) + 6 O2

Reação quimiossintética nas Nitrobacter:

NO2- (nitrito) + O2 → NO3- (nitrato) + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 + 6 O2

Assim, podemos perceber que o mecanismo de quimiossíntese, extremamente importante para a sobrevivência das bactérias nitrificantes, também é bastante relevante ao homem. Conforme já mencionado, o nitrito absorvido pelas plantas, convertidos em aminoácidos, servem como base de aminoácidos

essenciais à nutrição do homem (um ser onívoro: carnívoro e herbívoro). Dessa forma, fica evidente a interdependência existente entre os fatores bióticos (a diversidade dos organismos) e os fatores abióticos (aspectos físicos e químicos do meio ambiente).

Reprodução das Bactérias

A reprodução mais comum nas bactérias é assexuada por bipartição ou cissiparidade. Ocorre a duplicação do DNA bacteriano e uma posterior divisão em duas células. As bactérias multiplicam-se por este processo muito rapidamente quando dispõem de condições favoráveis (duplica em 20 minutos).

A separação dos cromossomos irmãos conta com a participação dos mesossomos, pregas internas da membrana plasmática nas quais existem também as enzimas participantes da maior parte da respiração celular.

Repare que não existe a formação do fuso de divisão e nem de figuras clássicas e típicas da mitose. Logo, não é mitose.

Esporulação

Algumas espécies de bactérias originam, sob certas condições ambientais, estruturas resistentes denominadas esporos. A célula que origina o esporo se desidrata, forma uma parede grossa e sua atividade metabólica torna-se muito reduzida. Certos esporos são capazes de se manter em estado de dormência por dezenas de anos. Ao encontrar um ambiente adequado, o esporo se reidrata e origina uma bactéria ativa, que passa a se reproduzir por divisão binária.

Os esporos são muito resistentes ao calor e, em geral, não morrem quando expostos à água em ebulição. Por isso os laboratórios, que necessitam trabalhar em condições de absoluta assepsia, costumam usar um processo especial, denominado autoclavagem, para esterilizar líquidos e utensílios. O aparelho onde é feita a esterilização, a autoclave, utiliza vapor de água a temperaturas da ordem de 120ºC, sob uma pressão que é o dobro da atmosférica.

Após 1 hora nessas condições, mesmo os esporos mais resistentes morrem.

A indústria de enlatados toma medidas rigorosas na esterilização dos alimentos para eliminar os esporos da bactéria Clostridium botulinum. Essa bactéria produz o botulismo, infecção frequentemente fatal.

Reprodução sexuada

Para as bactérias considera-se reprodução sexuada qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula para outra. Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se recombina com o da receptora, produzindo cromossomos com novas misturas de genes. Esses cromossomos recombinados serão transmitidos às células-filhas quando a bactéria se dividir.

A transferência de DNA de uma bactéria para outra pode ocorrer de três maneiras: por transformação, transdução e por conjugação.

Transformação

Na transformação, a bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio e são incorporados à cromatina. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. Esse processo ocorre espontaneamente na natureza.

Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas.

Transdução

Na transdução, moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores (bactériófagos). Estes, ao se montar dentro das bactérias, podem eventualmente incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu de hospedeira. Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o transfere junto com o seu. Se a bactéria sobreviver à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra bactéria em seu genoma.

Conjugação

Na conjugação bacteriana, pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma

receptora, a "fêmea". Isso acontece através de microscópicos tubos protéicos, chamados pili, que as bactérias "macho" possuem em sua superfície.

O fragmento de DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria "fêmea", produzindo novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular.

Conjugação bacterian mostrando o pili sexual.

Bactérias patogênicas

As bactérias patogênicas são aquelas que causam doenças, como a tuberculose e a lepra, além de outras que você estudará a seguir.

Os antibióticos são medicamentos utilizados no combate às doenças causadas por bactérias; porém, o seu uso não deve ser indiscriminado, isto é, sem receita médica ou por períodos de tempo incorreto. Isso acaba por selecionar e favorecer linhagens de bactérias resistentes, dificultando a cura de várias infecções.

A seguir, as principais doenças causadas por bactérias ao ser humano:

Tuberculose

Hanseníase

Cólera

Tétano

Meningite

Difteria

Leptospirose

Coqueluche

Sífilis

Gonorréia

Reino Protista

A complexidade da célula eucariótica de um protozoário é tão grande, que ela - sozinha - executa todas as funções que tecidos, órgãos e sistemas realizam em um ser pluricelular complexo. Locomoção, respiração, excreção, controle hídrico, reprodução e relacionamento com o ambiente, tudo é executado por uma única célula, que conta com algumas estruturas capazes de realizar alguns desses papéis específicos, como em um organismo pluricelular.

Segundo a classificação dos seres vivos em cinco reinos (Whittaker – 1969), um deles, o dos Protistas, agrupa organismos eucariontes, unicelulares, autótrofos e heterótrofos. Neste reino se colocam as algas inferiores: euglenófitas, pirrófitas (dinoflagelados) e crisófitas (diatomáceas), que são protistas autótrofos (fotossintetizantes). Os protozoários são protistas heterótrofos.

A célula

A célula de um protista é semelhante às células de animais e plantas, mas há particularidades. Os plastos das algas são diferentes dos das plantas quanto à sua organização interna de membranas fotossintéticas.

Ocorrem cílios e flagelos para a locomoção. A célula do protozoário tem uma membrana simples ou reforçada por capas externas protéicas ou, ainda, por carapaças minerais, como certas amebas (tecamebas).

Os radiolários e heliozoários possuem um esqueleto intracelular composto de sílica.

Os foraminíferos são dotados de carapaças externas feitas de carbonato de cálcio. As algas diatomáceas possuem carapaças silicosas.

Os protistas podem ainda ter adaptações de forma e estrutura de acordo com o seu modo de vida: parasita, ou de vida livre.

O citoplasma está diferenciado em duas zonas, uma externa, hialina, o ectoplasma, e outra interna, granular, o endoplasma. Nesta, existem vacúolos digestivos e inclusões.

Origem

Os protozoários constituem um grupo de eucariontes com cerca de 20 mil espécies. É um grupo diversificado, heterogêneo, que evoluiu a partir de algas unicelulares. Em alguns casos essa origem torna-se bem clara, como por exemplo no grupo de flagelados. Há registro fóssil de protozoários com carapaças (foraminíferos), que viveram há mais de 1,5 bilhão de anos, na

Era Proterozóica. Grandes extensões do fundo dos mares apresentam espessas camadas de depósitos de carapaças de certas espécies de radiolários e foraminíferos. São as chamadas vasas.

Ao lado: Microscopia eletrônica da carapaça presente externamente à célula de uma espécie de radiolário.

Habitat

Os protozoários são, na grande maioria, aquáticos, vivendo nos mares, rios, tanques, aquários, poças, lodo e terra úmida. Há espécies mutualísticas e muitas são parasitas de invertebrados e vertebrados. Eles são organismos microscópicos, mas há espécies de 2 a 3 mm. Alguns formam colônias livres ou sésseis.

Fazem parte do plâncton (conjunto de seres que vivem em suspensão na água dos rios, lagos e oceanos, carregados passivamente pelas ondas e correntes). No plâncton distinguem-se dois grupos de organismos:

fitoplâncton: organismos produtores (fotossintetizadores), representados principalmente por dinoflagelados e diatomáceas, constituem a base de sustentação da cadeia alimentar nos mares e lagos . São responsáveis por mais de 90% da fotossíntese no planeta.

zooplâncton: organismos consumidores, isto é, heterótrofos, representados principalmente por protozoários, pequenos crustáceos e larvas de muitos invertebrados e de peixes.

Digestão Nas espécies de vida livre há formação de vacúolos

digestivos. As partículas alimentares são englobadas por pseudópodos ou penetram por uma abertura pré-existente na membrana, o citóstoma.

Já no interior da célula ocorre digestão, e os resíduos

sólidos não digeridos são expelidos em qualquer ponto da periferia, por extrusão do vacúolo, ou num ponto determinado da membrana, o citopígio ou citoprocto.

Respiração A troca de gases respiratórios se processa em toda a

superfície celular.

Excreção Os produtos solúveis de excreção podem ser

eliminados em toda a superfície da célula. Nos protozoários de água doce há um vacúolo contrátil, que recolhe o excesso de água absorvido pela célula, expulsando-a de tempos em tempos por uma contração brusca. O vacúolo é, portanto, osmorregulador.

Classificação A classificação dos protozoários baseia-se

fundamentalmente nos tipos de reprodução e de organelas locomotoras.

A locomoção se faz por batimento ciliar, flagelar, por emissão de pseudópodos e até por simples deslizamento de todo o corpo celular. Em alguns ciliados há, no lugar do citoplasma, filamentos contráteis, os mionemas. Os pseudópodos, embora sendo expansões variáveis do citoplasma, podem se apresentar sob diferentes formas.

Na tendência moderna, os protozoários estão incluídos no Reino Protista, subdivididos em quatro filos:

Rizópodes ou Sacorníceos São amebas (―nus‖); radiolários e foraminíferos (têm

carapaças com formas bastante vistosas, feitas de calcário ou de sílica - importantes indicadores da existência de jazidas de petróleo)

São marinhos, de água doce ou parasitas (Entamoeba histolytica). Têm um ou mais núcleos, vacúolos digestivos e vacúolos contráteis (apenas nos de água doce).

Os Rizópodes caracterizam-se por apresentarem pseudópodes como estrutura de locomoção e captura de alimentos. São projeções da célula, que se deforma toda, que encaminham a ameba para várias

direções. O mecanismo que leva à formação dos pseudópodes está hoje razoavelmente esclarecido: na região de formação de uma dessas projeções, a parte viscosa do citoplasma se torna fluida, permitindo que o restante da célula flua nessa direção. Vários pseudópodos podem ser formados ao mesmo tempo, modificando constantemente a forma da ameba. Os pseudópodos, na ameba, não servem apenas para a locomoção. Também são utilizados para a captura de alimento: pequenas algas, bactérias, partículas soltas na água etc. Eles rodeiam o alimento e o englobam.

O vacúolo alimentar formado (também chamado de fagossomo) une-se a lisossomo e se transforma em vacúolo digestivo. Inicia-se a digestão, a partir de enzimas lisossômicas que atuam em meio ácido. Progressivamente, o conteúdo do vacúolo digestivo torna-se alcalino, até completar-se a digestão. As partículas digeridas atravessam a membrana do vacúolo, espalham-se pelo citoplasma e vão participar do metabolismo celular. Partículas residuais são expelidas da célula pela fusão da parede do vacúolo com a superfície da célula, em um processo inverso ao da fagocitose.

As amebas de vida livre que vivem em água doce apresentam vacúolo contrátil ou pulsátil para osmorregulação, eliminando o excesso de água que vai entrando no seu citoplasma (hipertônico), vindo do ambiente mais diluído (hipotônico).

Microscopia de um risópode.

Em condições desfavoráveis, por exemplo sujeita à

desidratação, a Entamoeba produz formas de resistência, os cistos, com quatro núcleos no seu interior (partição múltipla).

A reprodução assexuada é por bipartição simples ou cissiparidade (mecanismo semelhante a mitose).

Dentre as amebas é importante a Entamoeba histolytica, que parasita o intestino humano, causando a disenteria amebiana ou amebíase.

Flagelados Sua célula é alongada, podem ter um ou mais flagelos

e em alguns há também pseudópodos. No gênero Trypanosoma há uma membrana ondulante que auxilia na locomoção. Próximo ao ponto de origem do flagelo, existe o cinetoplasto, organela que contém o DNA, capaz de se autoduplicar e que fica incluído no interior de uma longa mitocôndria de formato irregular que se estende ao longo da célula.

Existem flagelados de vida livre (Euglena – possuem clorofila e realizam fotossíntese; podem, também, nutrir-se de forma heterótrofa = zooflagelados), mutualísticos (Trichonympha, no intestino de cupins – fornecem a enzima celulase) e parasitas (Trypanosoma cruzi).

Nos coanoflagelados, há uma espécie de colarinho que serve para a captura de partículas alimentares; têm estrutura muito semelhante aos coanócitos, células típicas das esponjas.

Devido a isso, há teorias que sugerem uma relação filogenética entre coanoflagelados e esponjas.

Coanoflagelado

A reprodução é sexuada ou assexuada por divisão

longitudinal. Este filo tem muitos importantes parasitas humanos: - Leishmania braziliensis: Causa a leishmaniose

tegumentar ou úlcera de Bauru ('ferida brava'). Vive no interior das células da pele e é transmitida pelo mosquito-palha (birigui). - Trypanosoma cruzi: Causa a doença de Chagas, comum em nosso país e na América do Sul é transmitida por percevejos popularmente conhecidos como barbeiros. - Giardia lamblia: Causa a giardíase (intestinal). - Trichomonas vaginalis: Causa a tricomoníase (no aparelho genital).

No intestino dos cupins e das baratas que comem madeira existem flagelados. Essa convivência é pacifica e caracteriza uma associação em que ambos os participantes são beneficiados (mutualismo). A madeira ingerida pelos insetos é digerida por enzimas produzidas pelos flagelados. Ambos aproveitam os produtos da digestão.

Esporozoários ou Apicomplexos: são todos parasitas Não possuem orgânulos para locomoção.

São todos parasitas e apresentam um tipo de reprodução assexuada especial chamada de esporulação: uma célula divide seu núcleo numerosas vezes; depois, cada núcleo com um pouco de citoplasma é isolado por uma membrana, formando assim vários esporos a partir de uma célula

No ciclo vital apresentam alternância de reprodução assexuada e sexuada.

O principal gênero é o Plasmodium, com várias espécies causadoras da malária. O Toxoplasma gondii, causador da doença toxoplasmose, é de grande seriedade em mulheres grávidas até o terceiro mês.

Ciliados É o grupo mais altamente especializado. Apresentam

cílios, cirros e membranelas. Estas duas últimas estruturas resultam da concrescência (união) de muitos cílios. Entre eles estão os protozoários ―gigantes‖ como os paramécios (Paramecium) muito usados em estudos; aqui estão os protozoários de organização mais complexa. Os paramécios deslocam-se muito mais rapidamente que os flagelados e as amebas por causa dos inúmeros cílios que se projetam da parede do corpo. A maioria é de vida livre.

Além de orgânulos especializados, possuem dois núcleos: macronúcleo (funções vegetativas) e micronúcleo (funções genéticas: hereditariedade e

reprodução); apresentam extremidades anterior e posterior; na membrana, a entrada do alimento se dá pelo citóstoma e a saída de resíduos pelo citopígio (= citoprocto).

Possuem dois vacúolos pulsáteis que funcionam alternadamente efetuando a regulação osmótica e possivelmente a expulsão de toxinas. Cada vacúolo possui canais que recolhem a água celular, encaminhando-a para um reservatório que efetua a sua expulsão da célula.

Trocas gasosas e excreção, como nos demais

protozoários, ocorre pela superfície da célula. A reprodução assexuada, como na ameba e na euglena, ocorre por divisão binária.

A reprodução sexuada por conjugação consiste no pareamento de dois paramécios, com fusão das membranas e em seguida troca de material genético dos micronúcleos. Depois os paramécios se separam e se reproduzem assexuadamente por cissiparidade.

Algas

Nos sistemas aquáticos marinhos, existe uma comunidade formadora de uma verdadeira floresta. Ela é constituída por inúmeros protistas conhecidos simplesmente por algas. Assim como as florestas terrestres, essa comunidade aquática contribui para o abastecimento do oxigênio da biosfera.

O habitat e a Importância das Algas

Sob a denominação algas enquadram-se diversos grupos de protistas diferentes entre si, mas que mantém uma característica em comum: são todos eucariontes, autótrofos fotossintetizantes dotados de clorofila.

Existem algumas algas formadas apenas por uma célula. Outras são organizadas em diferentes tipos de colônias. E ainda há as que são macroscópicas pluricelulares, sem, porém formar tecidos ou órgãos. O corpo de uma alga é um talo, ou seja não possui raiz, caule ou folha, mesmo que seja gigante.

Embora sejam encontradas no meio terrestre úmido, é nas águas doces e no mar que as algas são mais abundantes.

No meio aquático, dependendo do local onde vivem, podem constituir comunidades conhecidas como fitoplâncton e fitobentos.

O fitoplâncton é uma comunidade formada principalmente por numerosas microalgas que flutuam livremente ao sabor das ondas. São importantes produtoras de alimento orgânico e liberam oxigênio para a água e a atmosfera. Constitui a base das cadeias alimentares aquáticas, formando o que se denomina "pasto marinho".

O fitobentos é uma comunidade de algas, em geral macroscópicas (algumas atingem

Algas unicelulares.

Algas com diversos pigmentos.

dezenas de metros) fixas no solo marinho (principalmente em rochas).

Reprodução Assexuada

Nas algas há dois tipos básicos de reprodução assexuada:

divisão binária: comum nas formas unicelulares, que ocorrem à mitose para efetuar a divisão da célula.

zoosporia: comum em algas multicelulares aquáticas. Cada zoósporo, dispersando-se pelo meio, é capaz de gerar nova alga.

Zoosporia das algas

Reprodução Sexuada

Os gametas e os ciclos reprodutivos:

Em muitas algas aquáticas há a produção de gametas que, fundindo-se, originarão zigotos. Esses zigotos, após curto período de dormência, sofrem meiose com produção de quatro células (zoósporos). Cada uma dessas células originará nova alga, necessariamente haplóide. Note que, neste caso temos um ciclo reprodutivo no qual o organismo adulto é haplóide.

O ciclo é chamado de haplobionte (ou haplonte). A meiose ocorre na fase de zigoto, sendo chamada zigótica. Também é chamada de meiose inicial, uma vez que cada célula iniciará a formação de novo organismo adulto.

Em outras algas, a geração adulta é diploide e produz gametas por meiose. Do encontro de gametas, na fecundação, surge um zigoto que acaba originando um adulto diplóide. O ciclo reprodutivo é diplobionte (ou diplonte). A meiose é gamética, pois serviu para formar gametas. Também é chamada de meiose final por que ocorre no fim do período de desenvolvimento do indivíduo adulto diplóide.

Alternância de gerações

A maioria das algas multicelulares apresentam alternância de gerações, ou seja, em seu ciclo de vida alternam–se gerações de indivíduos haplóides e diplóides.

Ex: Alga verde talosa do gênero Ulva

O ciclo haplodiplobionte ocorre também nas algas e pode ser visto na página que trata de Gimnospermas.

Quanto aos gametas produzidos pelas algas, há casos de:

Isogamia - gametas masculinos e femininos iguais; Heterogamia - gametas masculinos e femininos

móveis, flagelados, porém o masculino bem menor em tamanho que o feminino.

Oogamia- gameta masculino é pequeno e móvel e o gameta feminino é grande e imóvel.

A conjugação

Em algumas algas filamentosos de água doce ocorre pareamento de dois indivíduos com a passagem, por um canal de comunicação, de células inteiras de um para outro filamento. As células são haplóides e após se juntarem originam zigotos. Os zigotos dividem-se por meiose e a cada célula formada será capaz de originar novo filamento haplóide. Note que essa conjugação faz parte do ciclo

haplobionte e a meiose do zigoto contribui para o surgimento de variabilidade.

Reino Fungi

Os fungos são popularmente conhecidos por bolores, mofos, fermentos, levedos, orelhas-de-pau, trufas e cogumelos-de-chapéu (champignon). É um grupo bastante numeroso, formado por cerca de 200.000 espécies espalhadas por praticamente qualquer tipo de ambiente.

Os Fungos e sua Importância

Ecológica

Os fungos apresentam grande variedade de modos de vida. Podem viver como saprófagos, quando obtêm seus alimentos decompondo organismos mortos; como parasitas, quando se alimentam de substâncias que retiram dos organismos vivos nos quais se instalam, prejudicando-o ou podendo estabelecer associações mutualísticas com outros organismos, em que ambos se beneficiam. Além desses modos mais comuns de vida, existem alguns grupos de fungos considerados predadores que capturam pequenos animais e deles se alimentam.

Em todos os casos mencionados, os fungos liberam enzimas digestivas para fora de seus corpos. Essas enzimas atuam imediatamente no meio orgânico no qual eles se instalam, degradando-o à moléculas simples, que são absorvidas pelo fungo como uma solução aquosa.

Fungos apodrecendo o morango.

Os fungos saprófagos são responsáveis por grande parte da degradação da matéria orgânica, propiciando a reciclagem de nutrientes. Juntamente com as bactérias saprófagas, eles compõem o grupos dos organismos decompositores, de grande importância ecológica. No processo da decomposição, a matéria orgânica contida em organismos mortos é devolvida ao ambiente, podendo ser novamente utilizada por outros organismos.

Apesar desse aspecto positivo da decomposição, os fungos são responsáveis pelo apodrecimento de alimentos, de madeira utilizada em diferentes tipos de construções de tecidos, provocando sérios prejuízos econômicos. Os fungos parasitas

provocam doenças em plantas e em animais, inclusive no homem.

A ferrugem do cafeeiro, por exemplo, é uma parasitose provocada por fungo; as pequenas manchas negras, indicando necrose em folhas, como a da soja, ilustrada a seguir, são devidas ao ataque por fungos.

Folha da soja com sintomas da ferrugem asiática.

Em muitos casos os fungos parasitas das plantas possuem hifas especializadas - haustórios - que penetram nas células do hospedeiro usando os estomas como porta de entrada para a estrutura vegetal. Das células da planta captam açúcares para a sua alimentação.

Dentre os fungos mutualísticos, existem os que vivem associados a raízes de plantas formando as micorrizas (mico= fungo; rizas = raízes). Nesses casos os fungos

degradam materiais do solo, absorvem esses materiais degradados e os transferem à planta, propiciando-lhe um crescimento sadio. A planta, por sua vez, cede ao fungo certos açucares e aminoácidos de que ele necessita para viver.

Algumas plantas que formam as micorrizas naturalmente são o tomateiro, o morangueiro, a macieira e as gramínias em geral.

As micorrizas são muito freqüentes também em plantas típicas de ambientes com solo pobre de nutrientes minerais, como os cerrados, no território brasileiro. Nesses casos, elas representam um fator importânte de adaptação, melhorando as condições de nutrição da planta.

Certos grupos de fungos podem estabelecer associações mutualísticas com cianobactérias ou com algas verdes, dando origem a organismos denominados líquens. Estes serão discutidos posteriormente.

Econômica

Muito fungos são aeróbios, isto é, realizam a respiração, mas alguns são anaeróbios e realizam a fermentação.

Camembert

Destes últimos, alguns são utilizados no processo de fabricação de bebidas alcoólicas, como a cerveja e o vinho, e no processo de preparação do pão. Nesses processos, o fungo utilizado pertence à espécie Saccharomyces cerevisiae, capaz de transformar o açucar em álcool etílico e CO2 (fermentação alcoólica), na ausência de O2. Na presença de O2 realizam a respiração. Eles são, por isso, chamados de anaeróbios facultativos.

Na fabricação de bebidas alcoólicas o importante é o álcool produzido na fermentação, enquanto, na preparação do pão, é o CO2. Neste último caso, o CO2 que vai sendo formado se acumula no interior da massa, originando pequenas bolhas que tornam o pão poroso e m ais leve.

O aprisionamento do CO2 na massa só é possível devido ao alto teor de glúten na farinha de trigo, que dá a "liga" do pão. Pães feitos com farinhas pobres em glúten não crescem tanto quanto os feitos com farinha rica em glúten.

Roquefort Imediatamente antes de ser assado, o teor alcoólico do pão chega a 0,5%; ao assar, esse álcool evapora, dando ao pão um aroma agradável.

Alguns fungos são utilizados na indústria de laticínios, como é o caso do Penicillium camemberti e do Penicillium roqueforte, empregados na fabricação dos queijos Camembert e Roquefort, respectivamente.

Algumas espécies de fungos são utilizadas diretamente como alimento pelo homem. É o caso da Morchella e da espécie Agaricus brunnescens, o popular cogumelo ou champignon, uma das mais amplamente cultivadas no mundo.

Morchella

Agaricus

Doenças Causadas por Fungos

Micose em couro cabeludo

As micoses que aparecem comumente nos homens são doenças provocadas por fungos. As mais comuns ocorrem na pele, podendo-se manifestar em qualquer parte da superfície do corpo.

São comuns as micoses do couro cabeludo e da barba (ptiríase), das unhas e as que causam as frieiras (pé-de-atleta).

As micoses podem afetar também as mucosas como a da boca. É o caso so sapinho, muito comum em crianças. Essa doença se manifesta por multiplos pontos brancos na mucosa.

Existem, também, fungos que

parasitam o interior do organismo, como é o caso do fungo causador da histoplasmose, doença grave que ataca os pulmões.

Fungos Unicelulares

À primeira vista, parece que todo o fungo é macroscópico. Existem, porém, fungos microscópicos, unicelulares. Entre estes, pode ser citado o Saccharomyces cerevisiae. Esse fungo é utilizado para a fabricação de pão, cachaça, cerveja etc., graças à fermentação que ele realiza.

Saccharomyces: fungos unicelulares. Note que os pequenos brotos são novos indivíduos que estão sendo formados por reproduçãoo assexuada.

Fungos Pluricelulares

Os fungos pluricelulares possuem uma característica morfológica que os diferencia dos demais seres vivos. Seu corpo é constituído por dois componentes: o corpo de frutificação é responsável pela reprodução do fungo, por meio de células reprodutoras especiais, os esporos, e o micélio é constituído por uma trama de filamentos, onde cada filamento é chamado de hifa.

Na maioria dos fungos, a parede celular é complexa e constituída de quitina, a mesma substância encontrada no esqueleto dos artrópodes.

O carboidrato de reserva energética da maioria dos fungos é o glicogênio, do mesmo modo que acontece com os animais.

Tipos de Hifas

Dependendo do grupo de fungos, as hifas podem apresentar diferentes tipos de organização. Nas hifas cenocíticas, presentes em fungos simples, o fio é contínuo e o citoplasma contém numerosos núcleos nele inserido.

Fungos mais complexos, possuem hifas septadas, isto é, há paredes divisórias (septos) que separam o filamento internamente em segmentos mais ou menos parecidos. Em cada septo há poros que permitem o livre trânsito de material citoplasmático de um compartimento a outro.

Tipos de hifas- Pelos poros das hifas septadas ocorre trânsito de citoplasma e de núcleos de uma célula para outra. Nos fungos, os núcleos são haploides.

Reprodução nos fungos

Reprodução Assexuada

Fragmentação

A maneira mais simples de um fungo filamentoso se reproduzir assexuadamente é por fragmentação: um micélio se fragmenta originando novos micélios.

Laranja contaminada com Penicillium sp , vista a olho nú.

Brotamento

Leveduras como Saccharomyces cerevisae se reproduzem por brotamento ou gemulação. Os brotos (gêmulas) normalmente se separam do genitor mas, eventualmente, podem permanecer grudados, formando cadeias de células.

Esporulação

Nos fungos terrestres, os corpos de frutificação produzem, por mitose, células abundantes, leves, que são espalhadas pelo meio. Cada células dessas, um esporo conhecido como conidiósporo (do grego, kónis = poeira), ao cair em um material apropriado, é capaz de gerar sozinha um novo mofo, bolor etc.

Para a produção desse tipo de esporo a ponta de uma hifa destaca-se do substrato e, repentinamente, produz centenas de conidiósporos, que permanem unidos até serem liberados. É o que acontece com o fungo penicillium, que assim foi chamado devido ao fato de a estrutura produtora de esporos - o conídio - se assemelhar a um pincel.

Ao lado- Micografia eletrônica de

varredura mostrando o corpo de frutificação do Penicillium sp. frequente bolor encontrado em frutas. Os pequenos e leves esporos esféricos (conidiósporos) brotam de conídios que surgem na extremidade de uma hifa especializada, o conidióforo.

Em certos fungos aquáticos, os esporos são dotados de flagelos, uma adaptação à dispersão em meio líquido. Por serem móveis e nadarem ativamente, esses esporos são chamados zoósporos.

Reprodução Sexuada

No ciclo reprodutivo de alguns fungos aquáticos, há a produção de gametas flagelados, que se fundem e geram zigotos que produzirão novos indivíduos. Nos fungos terrestres, existe um ciclo de reprodução no qual há produção de esporos por meiose. Desenvolvendo-se, esses esporos geram hifas haploides que posteriormente se fundem e geram novas hifas diploides, dentro dos quais ocorrerão novas meioses para a produção de mais esporos meióticos. A alternância de meiose e fusão de hifas (que se comportam como gametas) caracteriza o processo como sexuado.

O esquema da figura abaixo ilustra um ciclo de reprodução genérico, válido para a maioria dos fungos. Muitos alternam a reprodução sexuada com a assexuada. Em outros, pode ocorrer apenas reprodução sexuada ou apenas a reprodução assexuada.

De modo geral, a reprodução sexuada dos fungos se inicia com a fusão de hifas haploides, caracterizando a plasmogamia (fusão de citoplasmas). Os núcleos haploides geneticamente diferentes, provenientes de cada hifa parental, permanecem separados (fase heterocariótica, n + n).

Posteriormente, a fusão nuclear (cariogamia) gera núcleos diploides que, dividindo-se por meiose, produzem esporos haploides. Esporos formados por meiose são considerados sexuados (pela variedade decorrente do processo meiótico).

Algumas curiosidades merecem ser citadas a respeito da fase sexuada da reprodução:

antes de ocorrer plasmogamia, é preciso que uma hifa "atraia" a outra. Isso ocorre por meio da produção de feromônios, substâncias de "atração sexual" produzidas por hifas compatíveis;

em muitos fungos, após a plasmogamia decorre muito tempo (dias, meses, anos) até que ocorra a cariogamia;

a produção de esporos meióticos, após a ocorrência de cariogamia, se dá em estruturas especiais, freqüentemente chamadas de esporângios.

Classificação dos Fungos

Classificar fungos não é tarefa fácil. Trata-se de um grupo muito antigo (mais de 540 milhões de anos) e existem muitas dúvidas a respeito de sua origem e evolução.

Os quitridiomicetos, constituídos por cerca de 790 espécies, são os prováveis ancestrais dos fungos. Vivem em meio aquático e em solos úmidos próximos a represas, rios e lagos. Vivem da absorção da matéria orgânica que

decompõe e, muitas vezes, parasitam algas, protozoários, outros fungos, plantas e animais. Algumas espécies causam considerável prejuízo em plantas de cultivo (alfafa e milho).

Os ascomicetos, com cerca de 32.000 espécies, são os que formam estruturas reprodutivas sexuadas, conhecidas como ascos, dentro das quais são produzidos esporos meióticos, os ascósporos. Incluem diversos tipos de bolores, as trufas, as Morchellas, todos filamentos, e as leveduras (Saccharomyces sp.), que são unicelulares.

Os basidiomicetos, com cerca de 22.000 espécies, são os que produzem estruturas reprodutoras sexuadas, denominadas de basídios, produtores de esporos meióticos, os basidiósporos. O grupo inclui cogumelos, orelhas-de-pau, as ferrugens e os carvões, esses dois últimos causadores de doenças em plantas.

Os zigomicetos, com cerca de 1.000 espécies, são fungos profusamente distribuídos pelo ambiente, podendo atuar como decompositores ou como parasitas de animais. Os mais conhecidos é o Rhizobux stolonifer, bolor que cresce em frutas, pães e doces - seu corpo de frutificação é uma penugem branca que lembra filamentos de algodão, recheados de pontos escuros que representam os esporângios.

Os deuteromicetos, ou fungos conidiais, que já foram conhecidos como fungos imperfeitos, costituem um grupo de fungos que não se enquadra no dos anteriores citados. Em muitos deles, a fase sexuada não é conhecida ou pode ter sido simplesmente perdida ao longo do processo evolutivo. De modo geral, reproduzem-se assexuadamente por meio da produção de conidiósporos. A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as quais a que produz penicilina) e Aspergillus (algumas espécies produzem toxinas cancerígenas).

Liquens

Os liquens são associações simbióticas de mutualismo entre fungos e algas. Os fungos que formam liquens são, em sua grande maioria, ascomicetos (98%), sendo o restante, basidiomicetos. As algas envolvidas nesta associação são as clorofíceas e cianobactérias. Os fungos desta associação recebem o nome de micobionte e a alga, fotobionte, pois é o organismo fotossintetizante da associação. A natureza dupla do liquen é facilmente demonstrada através do cultivo separado de seus componentes. Na associação, os fungos tomam formas diferentes daquelas que tinha quando isolados, grande parte do corpo do liquen é formado pelo fungo.

A microscopia eletrônica mostra as hifas de fungo entrelaçadas com a alga.

Morfologia

Normalmente existem três tipos de talo: Crostoso: o talo é semelhante a uma crosta e encontra-se fortemente aderido ao substrato.

Folioso: o talo é parecido com folhas

Fruticoso: o talo é parecido com um arbusto e tem posição ereta.

Reprodução

Os liquens não apresentam estruturas de reprodução sexuada. O micobionte pode formar conídios, ascósporos ou basidiósporos. As estruturas sexuadas apresentam forma de apotécio. Os esporos formados pelos fungos do liquen germinam quando entram em contato com alguma clorofícea ou cianobactéria. O fotobionte se reproduz vegetativamente. O liquen pode se reproduzir assexuadamente por sorédios, que são propágulos que contém células de algas e hifas do fungo, e por isídios, que são projeções do talo, parecido com verrugas. O liquen também pode se reproduzir por fragmentação do talo.

Habitat

Os líquens possuem ampla distribuição e habitam as mais diferentes regiões. Normalmente os liquens são organismos pioneiros em um local, pois sobrevivem em

locais de grande estresse ecológico. Podem viver em locais como superfícies de rochas, folhas, no solo, nos troncos de árvores, picos alpinos, etc. Existem liquens que são substratos para outros liquens. A capacidade do liquen de viver em locais de alto estresse ecológico deve-se a sua alta capacidade de dessecação. Quando um líquen desseca, a fotossíntese é interrompida e ele não sofre pela alta iluminação, escassez de água ou altas temperaturas. Por conta desta baixa na taxa de fotossíntese, os liquens apresentam baixa taxa de crescimento.

Importância Econômica

Os liquens produzem ácidos que degradam rochas e ajudam na formação do solo, tornando-se organismos pioneiros em diversos ambientes. Esses ácidos também possuem ação citotóxica e antibiótica. Quando a associação é com uma cianobactéria, os liquens são fixadores de nitrogênio, sendo importantes fontes de nitrogênio para o solo. Os liquens são extremamente sensíveis à poluição, sobrevivendo de bioindicadores de poluição, podendo indicar a qualidade do ar e até quantidade de metais pesados em áreas industriais. Algumas espécies são comestíveis, servindo de alimento para muitos animais.

Evolução

Como surgiu a vida no ambiente terrestre?

E como ela evoluiu? Para responder a essas duas questões, pode-se recorrer a argumentos científicos ou não. Ainda é comum a crença segundo a qual a vida teria sido originada e evoluiu a partir da ação de um Criador. Por outro lado, existem muitas evidências científicas, muitas delas apoiadas por procedimentos experimentais, de que a vida surgiu e evoluiu de maneira lenta e progressiva, com a participação ativa de inúmeras substâncias e reações químicas, de processos bioenergéticos e, claro, com a participação constante do ambiente. O estudo científico da origem da vida e da evolução biológica, esta unificadora das diversas áreas biológicas, é um dos mais fascinantes desafios da Biologia atual.

BIG BANG: A formação do Universo

Os cientistas supõem que, há cerca de 10 a 20 bilhões de anos, uma massa compacta de matéria explodiu – o chamado Bing Bang -, espalhando seus inúmeros fragmentos que se movem até hoje pelo Universo. Acreditam, esses cientistas, que os fragmentos se deslocam continuamente e, por isso, o Universo estaria em contínua expansão.

À medida que esses fragmentos se tornaram mais frios, os átomos de diversos elementos químicos, especialmente hidrogênio e hélio, teriam sido formados.

O Sol teria se formado por volta de 5 a 10 bilhões de anos atrás. O material que o formava teria sofrido compressões devido à força de atração gravitacional, e ele

teria entrado em ignição, liberando grande quantidade de calor. Com isso, outros elementos, derivados do hélio e do hidrogênio, teriam se formado. Da fusão de elementos liberados pelo Sol, com grande quantidade de poeira e gases, teria se originado inúmeros planetas, entre eles a Terra.

Atualmente, há duas correntes de pensamento entre os cientistas com relação à origem da vida na Terra: uma que teria surgido a partir de outros planetas (panspermia), e outra, que teria se desenvolvido gradativamente em um longo processo de mudança, seleção e evolução.

Geração espontânea ou abiogênese

Até meados do século XIX os cientistas acreditavam que os seres vivos eram gerados espontaneamente do corpo de cadáveres em decomposição; que rãs, cobras e crocodilos eram gerados a partir do lodo dos rios.

Essa interpretação sobre a origem dos seres vivos ficou conhecida como hipótese da geração espontânea ou da abiogênese (a= prefixo de negação, bio = vida, genesis = origem; origem da vida a partir da matéria bruta).

Pesquisadores passaram, então, a contestar a hipótese de geração espontânea, apresentando argumentos favoráveis à outra hipótese, a da biogênese, segundo a qual todos os seres vivos originam-se de outros seres vivos preexistentes.

Biogênese versus abiogênese

Os experimentos de Redi

Em 1668, Francesco Redi (1626 -1697) investigou a suposta origem de vermes em corpos em decomposição. Ele observou que moscas são atraídas pelos corpos em decomposição e neles colocam seus ovos. Desse ovos surgem as larvas, que se transformam em moscas adultas. Como as larvas são vermiformes, os ―vermes‖ que ocorrem nos cadáveres em decomposição nada mais seriam que larvas de moscas. Redi concluiu, então, que essas larvas não surgem espontaneamente a partir da decomposição de cadáveres, mas são resultantes da eclosão dos ovos postos por moscas atraídas pelo corpo em decomposição.

Para testar a sua hipótese,

Redi realizou o seguinte experimento: colocou pedaços de carne crua dentro de frascos, deixando alguns cobertos com gase e outros completamente abertos. De acordo com a hipótese da abiogênese, deveriam surgir vermes ou mesmo mosca nascidos da decomposição da própria carne. Isso, entretanto, não aconteceu. Nos frascos mantidos abertos verificaram-se ovos, larvas e moscas sobre a carne, mas nos frascos cobertos gaze nenhuma dessas formas foi encontrada sobre a carne. Esse experimento confirmou a hipótese de Redi e comprovou que não havia geração espontânea de vermes a partir de corpos em decomposição.

Os experimentos de Redi conseguiram reforçar a hipótese da biogênese até a descoberta dos seres microscópicos, quando uma parte dos cientistas passou novamente a considerar a hipótese da abiogênese para explicar a origem desses seres.

Segundo esses cientistas, os microorganismos surgem espontaneamente em todos os lugares, independentemente da presença de outro ser vivo. Já outro grupo de pesquisadores não aceitava essas explicações. Para eles os microorganismos somente surgiam a apartir de ―sementes‖ presentes no ar, na água ou no solo. Essas ―sementes‖, ao encontrarem locais adequados, proliferavam (interpretação coerente com a hipótese da biogênese).

Os experimentos de Needham e Spallanzani

Em 1745, o cientísta inglês John T. Needham (1713-1781) realizou vários experimentos em que submetia à fervura frascos contendo substancias nutritivas. Após a fervura, fechava os frascos com rolhas e deixava-os em repouso por alguns dias. Depois ao examinar essas soluções ao microscópio, Needham observava a presença de microorganismos.

A explicação que ele deu a seus resultados foi de que os microorganismos teriam surgido por geração espontânea. Ele dizia que a solução nutritiva continha uma “força vital” responsável pelo surgimento das forças vivas.

Posteriormente, em 1770, o pesquisador italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) repetiu os experimentos de Needham, com algumas modificações, e obteve resultados diferentes.

Spallanzani colocou substâncias nutritivas em balões de vidro, fechando-os hermeticamente. Esses balões assim preparados eram colocados em calderões com água e submetidos à fervura durante algum tempo. Deixava resfriar por alguns dias e então ele abria os frascos e observava o líquido ao microscópio. Nenhum organismo estava presente.

Spallanzani explicou que Needham não havia fervido sua solução nutritiva por tempo suficientemente longo para matar todos os microrganismos existentes nela e, assim, esterelizá-la. Needham respondeu a essas críticas dizendo que, ao ferver por muito tempo as substâncias nutritivas em recipientes hermeticamente fechados, Spallanzani havia destruído a ―força vital‖ e tornado o ar desfavorável ao aparecimento da vida.

Nessa polêmica, Needham saiu fortalecido.

Os experimentos de Pasteur

Somente por volta de 1860, com os experimentos realizados por Louis Pasteur (1822 – 1895), conseguiu-se comprovar definitivamente que os microorganismos surgem a partir de outros preexistentes.

Os experimentos de Pasteur estão descritos e esquematizados

Lazzaro Spallanzani

na figura abaixo:

A ausência de microrganismos nos frascos do tipo ―pescoço de cisne‖ mantidos intactos e a presença deles nos frascos cujo ―pescoço‖ havia sido quebrado mostram que o ar contém microorganismos e que estes, ao entrarem em contato com o líquido nutritivo e estéril do balão, desenvolvem-se. No balão intacto, esses microorganismos não conseguem chegar até o líquido nutritivo e estéril, pois ficam retidos no ―filtro‖ formado pelas gotículas de água surgidas no pescoço do balão durante o resfriamento. Já nos frascos em que o pescoço é quebrado, esse ―filtro‖ deixa de existir, e os micróbios presentes no ar podem entrar em contato com o líquido nutritivo, onde encontram condições adequadas para seu desenvolvimento e proliferam.

A hipótese da biogênese passou, a partir de então, a ser aceita universalmente pelos cientistas.

A hipótese de Oparin e Haldane

Trabalhando independentemente, o cientista russo Aleksander I. Oparin (1894-1980) e o cientista inglês John Burdon S. Haldane (1892 – 1964) propuseram na década de 1920, hipóteses semelhantes sobre como a vida teria se originado na Terra. Apesar de existirem pequenas diferenças

entre as hipóteses desses cientistas, basicamente eles propuseram que os primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas orgânicas que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos oceanos, a partir de substâncias inorgânicas.

John Burdon S. Haldane e Aleksander I. Oparin

Vamos, de modo simplificado, apresentar uma síntese de dessas idéias: as condições da Terra antes do surgimento dos primeiros seres vivos eram muito diferentes das atuais. As erupções vulcânicas eram muito freqüentes, liberando grande quantidade de gases e de partículas para a atmosfera.

Esses gases e partículas ficaram retidos por ação da força da gravidade e passaram a compor a atmosfera primitiva.

Embora não exista um consenso sobre a composição da atmosfera primitiva, foi proposto no início que, provavelmente, era formada por metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor d’água (H2O). Não havia gás oxigênio (O2) ou ele

estava presente em baixíssima concentração; por isso se fala em ambiente redutor, isto é, não oxidante. Nessa época, a Terra estava passando por um processo de resfriamento, que permitiu o acúmulo de água nas depressões da sua costa, formando os mares primitivos.

As descargas elétricas e as radiações eram intensas e teriam fornecido energia para que algumas moléculas presentes na atmosfera se unissem, dando origem a moléculas maiores e mais complexas: as primeiras moléculas orgânicas. É importante lembrar que na atmosfera daquela época, diferentemente do que ocorre hoje, não havia o escudo de ozônio (O3) contra as radiações, especialmente a ultravioleta, que, assim, atingiam a Terra com grande intensidade.

As moléculas orgânicas formadas eram arrastadas pelas águas das chuvas e passavam a se acumular nos mares

primitivos, que eram quentes e rasos. Esse processo, repetindo-se ao longo de muitos anos, teria transformado os mares primitivos em verdadeiras “sopas nutritivas”, ricas em matéria orgânica. Essas moléculas orgânicas poderia ter-se agregado, formando coacervados, nome derivado do latim coacervare, que significa formar grupos. No caso, o sentido de coacervados é o de conjunto de moléculas orgânicas reunidas em grupos envoltos por moléculas de água.

Esses coacervados não eram seres vivos, mas uma primitiva organização das substâncias orgânicas em um sistema semi-isolado do meio, podendo trocar substâncias com o meio externo e havendo possibilidade de ocorrerem inúmeras reações químicas em seu interior.

Não se sabe como a primeira célula surgiu, mas pode-se supor que, se foi possível o surgimento de um sistema organizado

como os coacervados, podem ter surgido sistemas equivalentes, envoltos por uma membrana formada por lipídios e proteínas e contendo em seu interior a molécula de ácido nucléico. Com a presença do ácido nucléico, essas formas teriam adquirido a capacidade de reprodução e regulação das reações internas.

Nesse momento teriam surgido os primeiros seres vivos que, apesar de muito primitivos, eram capazes de se reproduzir, dando origem a outros seres semelhantes a eles.

O experimento de Miller

Em 1950, dois pesquisadores da Universidade de Chicago, Stanley Miller e Harold Urey, desenvolveram um aparelho em que simularam as condições supostas para a Terra primitiva.

Com sucesso, obtiveram resultados que confirmaram a hipótese de Oparin.

Inicialmente, obtiveram com o seu experimento pequenas moléculas que, com o passar do tempo, se combinaram formando moléculas mais complexas, inclusive os aminoácidos glicina e alanina. Posteriormente, novas pesquisas obtiveram outros aminoácidos e vários compostos de carbono.

Os protobiontes de Oparin receberam diferentes nomes dados pelos cientistas, dependendo de seu conteúdo: microsferas, protocélulas, micelas, lipossomos e coacervados. Estes possuem uma ―membrana‖ dupla, formada por duas camadas lipídicas, à semelhança das membranas celulares.

Ampliando a hipótese de Oparin: proteinóides e ribozimas

No começo da década de 1970, o biólogo Sidney Fox aqueceu, a seco, a 60ºC, uma mistura de aminoácidos. Obteve pequenos polipeptídeos, a que ele chamou de proteinóides. A água resultante dessa reação entre aminoácidos evaporou em vistude do aquecimento. Fox quis, com isso, mostrar que pode ter sido possível a união de aminoácidos apenas com uma fonte de energia, no caso o calor, e sem a presença de água. Faltava esclarecer o possível local em que essa união teria ocorrido.

Recentemente, os cientistas levantaram a hipótese de que a síntese de grandes moléculas orgânicas teria ocorrido na superfície das rochas e da argila existente na Terra primitiva.

A argila em particular, teria sido o principal local da síntese. Ela é rica em zinco e ferro, dois metais que costumam atuar como catalisadores em reações químicas. A partir daí, vagarosamente ocorrendo as sínteses, as chuvas se encarregariam de lavar a crosta terrestre e levar as moléculas para os mares, transformando-os no imenso caldo orgânico sugerido por Oparin. Essa descoberta, aliada aos resultados obtidos por Fox, resolveu o problema do local em que possivelmente as sínteses orgânicas teriam ocorrido.

Havia, no entanto, outro problema: as reações químicas ocorrem mais rapidamente na presença de enzimas. Somente a argila, ou os metais nela existentes, não proporcionariam a rapidez necessária para a ocorrência das reações. Atualmente, sugere-se que uma molécula de RNA teria exercido ação enzimática. Além de possuir propriedades internacionais, descobriu-se que o RNA também tem características de enzima, favorecendo a união de aminoácidos.

Assim, sugerem os cientistas, RNAs produzidos na superfície de argilas, no passado, teriam o papel de atuar

como enzimas na síntese dos primeiros polipeptídeos. Esses RNAs atuariam como enzimas chamadas ribozimas e sua ação seria auxiliada pelo zinco existente na argila. Outro dado que apóia essa hipótese é o fato de que, colocando moléculas de RNA em tubo de ensaio com nucleotídeos de RNA, ocorre a síntese de mais RNA sem a necessidade de enzimas.

A evolução do metabolismo

Analisamos até agora o surgimento das primeiras formas vivas, e você deve ter notado que já mencionamos, para essas formas, algumas características importantes para conceituar um ser vivo. Esses primeiros organismos possuem compostos orgânicos na constituição de seus corpos, são celulares (unicelulares, no caso) e têm capacidade de reprodução.

Não discutimos ainda uma outra característica dos seres vivos: o metabolismo. Vamos, então, analisar como deve ter sido a provável evolução das vias metabólicas nos seres vivos.

Todo o ser vivo precisa de alimentos, que são degradados nos processos metabólicos para a liberação de energia e realização das funções. Esses alimentos degradados também podem ser utilizados como matéria-prima na síntese de outras substâncias orgânicas, possibilitando o crescimento e a reposição de perdas.

Vamos analisar, então, como esses primeiros seres conseguiam obter e degradar o alimento para a sua sobrevivência. Duas hipóteses têm sido discutidas pelos cientistas: a hipótese heterotrófica e a autotrófica.

Hipótese heterotrófica

Segunda essa hipótese, os primeiros organismos eram estruturalmente muito simples, sendo de se supor que as

reações químicas em suas células também eram simples. Eles viviam em um ambiente aquático, rico em substâncias nutritivas, mas provavelmente não havia oxigênio na atmosfera, nem dissolvido na água dos mares. Nessas condições, é possível supor que, tendo alimento abundante ao seu redor, esses primeiros seres teriam utilizado esse alimento já prono como fonte de energia e matéria-prima. Eles seriam, portanto, heterótrofos (hetero = diferente, trofos = alimento): organismos que não são capazes de sintetizar seus próprios alimentos a partir de compostos inorgânicos, obtendo-os prontos do meio ambiente.

Os seres capazes de sintetizar seus próprios alimentos a partir de substâncias inorgânicas simples são chamados de autótrofos (auto = próprio, trofos = alimento), como é o caso das plantas.

Uma vez dentro da célula, esse alimento precisa ser degradado. Nas condições da Terra atual, a via metabólica mais simples para se degradar o alimento sem oxigênio é a fermentação, um processo anaeróbio (an = sem, aero= ar, bio = vida). Um dos tipos mais comuns de fermentação é a fermentação alcoólica. O açúcar glicose é degradado em álcool etílico (etanol) e gás carbônico, liberado energia para as várias etapas do metabolismo celular.

Esses organismos começaram a aumentar em número por reprodução. Paralelamente a isso, as condições climáticas da Terra também estavam mudando a ponto de não mais ocorrer síntese pré-biótica de matéria orgânica. Desse modo, o alimento dissolvido no meio teria começado a ficar escasso.

Com alimento reduzido e um grande número de indivíduos nos mares, deve ter havido muita competição, e muitos organismos teriam morrido por falta de alimento. Ao mesmo tempo, teria se acumulado CO2 no ambiente. Acredita-se que nesse novo cenário teria ocorrido o surgimento de alguns seres capazes

de captar a luz solar com o auxílio de pigmentos como a clorofila. A energia da luz teria sido utilizada para a síntese de seus próprios alimentos orgânicos, a partir de água e gás carbônico. Teriam surgido assim os primeiros seres autótrofos: os seres fotossintetizantes (foto = luz; síntese em presença de luz), que não competiam com os heterótrofos e proliferaram muito.

Esses primeiros seres fotossintetizantes foram fundamentais na modificação da composição da atmosfera: eles introduziram o oxigênio no ar, e a atmosfera teria passado de redutora a oxidante. Até os dias de hoje, são principalmente os seres fotossintetizantes que matem os níveis de oxigênio na atmosfera, o que é fundamental para a vida no nosso planeta. Em condições de baixa disponibilidade de moléculas orgânicas no meio, esses organismo aeróbios teriam grande vantagem sobre os fermentadores.

Havendo disponibilidade de oxigênio, foi possível a sobrevivência de seres que desenvolveram reações metabólicas complexas, capazes de utilizar esse gás na degradação do alimento. Surgiram, então, os primeiros seres aeróbios, que realizam a respiração. Por meio da respiração, o alimento, especialmente o açúcar glicose, é degradado em gás carbônico e água, liberando muito mais energia para a realização das funções vitais do que na fermentação.

A fermentação, a fotossíntese e a respiração permaneceram ao longo do tempo e ocorrem nos organismos que vivem atualmente na Terra. Todos os organismos respiram e/ou fermentam, mas apenas alguns respiram e fazem fotossíntese.

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA

Fermentação --> Fotossíntese --> Respiração

Hipótese autotrófica

Alguns cientistas têm argumentado que os seres vivos não devem ter surgido em mares rasos e quentes, como proposto por Oparin e Haldane, pois a superfície terrestre, na época em que a vida surgiu, era um ambiente muito instável. Meteoritos e cometas atingiam essa superfície com muita freqüência, e a vida primitiva não poderia se manter em tais condições.

Logo no início da formação da Terra, meteoritos colidiram fortemente com a superfície terrestre, e a energia dessas colisões era gasta no derretimento ou até mesmo na vaporização da superfície rochosa. Os meteoritos fragmentavam-se e derretiam, contribuindo com sua substância para a Terra em crescimento. Um impacto especialmente violento pode ter gerado a Lua, que guarda até hoje em sua superfície as marcas desse bombardeio por meteoritos. Na superfície da Terra a maioria dessas marcas foi apagada ao longo do tempo pela erosão.

A maioria dos meteoritos se queima até desaparecer quando entra na atmosfera terrestre atual e brilha no céu como

estrelas cadentes. Nos primórdios, os meteoritos eram maiores, mais numerosos e atingiam a Terra com mais freqüência.

Alguns cientistas especulam que os primeiros seres vivos não poderiam ter sobrevivido a esse bombardeio cósmico, e propõem que a vida tenha surgido em locais mais protegidos, como o assoalho dos mares primitivos.

Em 1977, foram descobertas nas profundezas oceânicas as chamadas fontes termais submarinas, locais de onde emanam gases quentes e sulfurosos que saem de aberturas no assoalho marinho. Nesses locais a vida é abundante. Muitas bactérias que aí vivem são autótrofas, mas realizam um processo muito distinto da fotossíntese. Onde essas bactérias vivem não há luz, e elas são a base de uma cadeia alimentar peculiar. Elas servem de alimento para os animais ou então são mantidas dentro dos tecidos deles. Nesse caso, tanto os animais como as bactérias se beneficiam: elas têm proteção dentro do corpo dos animais, e estes recebem alimentos produzidos pelas bactérias.

A descoberta das fontes termais levantou a possibilidade de que a vida teria surgido nesse tipo de ambiente protegido e de que a energia para o metabolismo dos primeiros seres vivos viria de uma mecanismo autotrófico denominado quimiossíntese. Alguns cientistas acreditam que os primeiros seres vivos foram bactérias, que obtinham energia para o metabolismo a partir da reação entre substâncias inorgânicas, como fazem as bactérias encontradas atualmente nas fontes termais submarinas e em outros ambientes muito quentes (com cerca de 60 a 105ºC) e sulfurosos. Segundo essa hipótese, parece que toda a vida que conhecemos descende desse tipo de bactéria, que devia ser autotrófica.

Os que argumentam a favor dessa hipótese baseiam-se em evidências que sugerem abundância de sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico, H2S, que tem cheiro de ovo podre) e compostos

de ferro na Terra primitiva. As primeiras bactérias devem ter obtido energia de reações que tenham envolvido esses compostos para a síntese de seus componentes orgânicos.

Algumas bactérias que vivem atualmente em fontes quentes e sulfurosas podem realizar a reação química a seguir, que, segundo a hipótese autotrófica, pode ter sido a reação fundamental fornecedora de energia para os primeiros seres vivos:

Sulfeto ferroso + gás sulfídrico ---> sulfeto férrico + gás hidrogênio + energia (pirita, um mineral comum)

A energia liberada por essas reação pode ser usada pelas bactérias para a produção de compostos orgânicos essenciais para a vida, a partir de CO2 e H2O.

Assim, segundo essa hipótese, a quimiossíntese - um processo autotrófico – teria surgido primeiro. Depois teriam surgido a fermentação, a fotossíntese e finalmente a respiração.

Os debates sobre origem da vida ainda darão muito o que falar. A hipótese mais aceita sobre a evolução do metabolismo ainda é a heterótrofa, embora a hipótese autótrofa venha ganhando cada vez mais força.

Vida multicelular

Como surgiram os seres multicelulares? Evidências obtidas de estudos geológicos sugerem que os primeiros multicelulares

simples surgiram na Terra há cerca de 750 milhões de anos! Antes disso houve o predomínio de vida unicelular, como formas eucarióticas simples. A partir dessa data, surgem os primeiros multicelulares, originados dos unicelulares eucariotos existentes.

Desde então, a evolução não parou mais!

Evolução biológica

Entre os seres vivos e o meio em que vivem há um ajuste, uma harmonia fundamental para a sobrevivência. O flamingo rosa, por exemplo, abaixa a cabeça até o solo alagadiço em que vive para buscar ali seu alimento; os beija-flores, com seus longos bicos, estão adaptados à coleta do néctar contido nas flores tubulosas que visitam. A adaptação dos seres vivos ao meio é um fato incontestável. A origem da adaptação, porém, sempre foi discutida.

Na Antigüidade, a idéia de que as espécies seriam fixas e imutáveis foi defendida pelos filósofos gregos. Os chamados, fixistas propunham que as espécies vivas já existiam desde a origem do planeta e a extinção de muitas delas deveu-se a eventos especiais como, por exemplo, catástrofes, que teriam exterminado grupos inteiros de seres vivos. O filósofo grego Aristóteles, grande estudioso da natureza, não admitia a ocorrência de transformação das espécies. Acreditava que os organismos eram distribuídos segundo uma escala que ia do mais simples ao mais complexo. Cada ser vivo nesta escala, tinha seu lugar definido. Essa visão aristotélica, que perdurou por cerca de 2.000 anos,

admitia que as espécies eram fixas e imutáveis.

Lentamente, a partir do século XIX, uma série de pensadores passou a admitir a idéia da substituição gradual das espécies por outras, por meio de adaptações a ambientes em contínuo processo de mudança. Essa corrente de pensamento, transformista, explicava a adaptação como um processo dinâmico, ao contrário do que propunham os fixistas. Para o transformismo, a adaptação é conseguida por meio de mudanças: à medida que muda o meio, muda a espécie. Os adaptados ao ambiente em mudança sobrevivem. Essa idéia deu origem ao evolucionismo.

Evolução biológica é a adaptação das espécies a meios em contínua mudança. Nem sempre a adaptação implica aperfeiçoamento. Muitas vezes, leva a uma simplificação. É o caso, por exemplo, das tênias, vermes achatados parasitas: não tendo tubo digestório, estão perfeitamente adaptadas ao parasitismo no tubo digestório do homem e de outros vertebrados.

Criacionismo: origem da vida por criação especial

Anterior às tentativas científicas relacionadas à origem da vida, já era difundida a idéia de criação especial, segundo a qual a vida é fruto da ação consciente de um Criador. Essa corrente de pensamento, que passou a ser denominada criacionista, baseia-se na fé e nos textos bíblicos – principalmente no livro de Gênesis – que relatam a idéia sobre a origem da vida do ponto de vista religioso.

Este afresco, pintado por Michelangelo no teto da Capela Sistina, na cidade do Vaticano, entre 1508 e 1512, representa o momento em que Deus (à direita) dá alma ao recém-criado Adão (à esquerda) por meio do toque de seus dedos. Acredita-se que, nessa representação, Deus envolve Eva com seu braço esquerdo e sua mão toca o menino Jesus. O artista – Michelangelo Buonarroti (1475-1564) – foi um dos grandes escultores do renascimento, além de arquiteto, pintor e poeta.

Ao longo da história, muitas controvérsias chegaram a

extremos por causa de uma interpretação errônea que não levava em contra o contexto e o caráter muitas vezes poético e simbólico dos textos da bíblia, que não tem nenhum objetivo científico. Assim, principalmente na Idade Média, uma interpretação literal e, portanto, limitada dos textos bíblicos era imposta como dogma e criava uma barreira em relação a ciência que estava – e está – em constante progresso.

O criacionismo, que se opõe à teoria da evolução segundo a qual a vida teria surgido da matéria bruta, tem hoje defensores, que se esforçam em demonstrar que os textos bíblicos, tomados em seu contexto próprio, em nada contradizem as mais novas descobertas científicas.

Mais recentemente surgiu uma nova concepção, mais próxima do criacionismo e que recebeu o nome design inteligente. Para os defensores dessa tese, uma mão divina moldou o curso da evolução. Isso porque, dizem, alguns sistemas biológicos são tão complexos e as diferenças entre as espécies são enormes demais para serem explicadas apenas pelo mecanismo da evolução.

As evidências da evolução

O esclarecimento do mecanismo de atuação da evolução biológica somente foi concretamente conseguido a partir dos trabalhos de dois cientistas, o francês Jean Baptiste Lamarck (1744 – 1829) e o inglês Charles Darwin (1809 – 1882). A discussão evolucionista, no entanto, levanta grande polêmica. Por esse motivo é preciso descrever, inicialmente, as principais evidências da evolução utilizadas pelos evolucionistas em defesa de sua tese. Dentre as mais utilizadas destacam-se:

os fósseis; a semelhança embriológica e anatômica existente entre

os componentes de alguns grupos animais (notadamente os vertebrados),

a existência de estruturas vestigiais e

as evidências bioquímicas relacionadas a determinadas moléculas comuns a muitos seres vivos.

O que são fósseis?

Um fóssil (do latim fossilis, tirado da terra) é qualquer vestígio de um ser vivo que habitou o nosso planeta em tempos remotos, como uma parte do corpo, uma pegada e uma impressão corporal. O estudo dos fósseis permite deduzir o tamanho e a forma dos organismos que os deixaram, possibilitando a reconstrução de uma imagem, possivelmente parecida, dos animais quando eram vivos.

Fossil de um dinossauro e de uma planta.

Processo de fossilização

Um fóssil se forma quando os restos mortais de um organismo ficam a salvo tanto da ação dos agentes decompositores como das intempéries naturais (vento, sol direto, chuvas, etc.). As condições mais favoráveis a fossilização ocorrem quando o corpo de um animal ou uma planta é sepultado no fundo de um lago e rapidamente coberto por sedimentos.

Dependendo da acidez e dos minerais presentes no sedimento, podem ocorrer diferentes processos de fossilização. A permineralização, por exemplo, é o preenchimento dos poros microscópicos do corpo de um ser por minerais. Já a substituição consiste na lenta troca das substâncias orgânicas do cadáver por minerais, transformando-o em pedra.

Gastrópode conservado por permineralização

Datação radioativa dos fósseis

A idade de um fóssil pode ser estimada através da medição de determinados elementos radioativos presentes nele ou na rocha onde ele se encontra.

Se um fóssil ainda apresenta substâncias orgânicas em sua constituição, sua idade pode ser calculada com razoável precisão pelo método do carbono-14. O carbono-14 (14C) é um isótopo radioativo do carbono (12C).

Os cientistas determinaram que a meia vida do carbono-14 é de 5.740 anos. Isso significa dizer que, nesse período, metade do carbono-14 de uma amostra se desintegra. Na hora da morte, um organismo que se fossiliza contém determinada quantidade de 14C, que os cientistas estima ser a mesma que a encontrada nos seres de hoje. Passados 5.740 anos, restará no fóssil apenas metade da quantidade de 14C presente na hora da morte. Ao fim de mais 5.740 anos, terá se desintegrado a metade do que restou, e assim por diante, até que não haja praticamente mais esse isótopo radioativo na matéria orgânica remanescente.

Assim, através de medidas da quantidade residual de carbono-14 em um fóssil, é possível calcular quanto tempo se passou desde a morte do ser vivo que o originou. Por exemplo, se um fóssil apresentar 1/8 do carbono radioativo estimado para um organismo vivo, isso significa que sua morte deve ter ocorrido entre aproximadamente 22 e 23 mil anos.

Como a meia vida do carbono-14 é relativamente curta, a datação por esse isótopo só serve para fósseis com menos de 50 mil anos. Para datar fósseis mais antigos, os ―paleobiólogoa‖ utilizam isótopos com meia-vida mais longa, que podem ser encontrados nas rochas fossilíferas. Por

exemplo, rochas que se formaram há alguns milhões de anos podem ser datadas por meio do isótopo urânio-235 (235U), cuja meia-vida é de 700 milhões de anos. Para rochas ainda mais antigas, com centenas de milhões de anos de idade, pode-se usar o potássio-40, que tem meia vida de 1,3 bilhões de anos.

Anatomia comparada

A asa de uma ave, a nadadeira anterior de um golfinho e o braço de um homem, ainda que muito diferentes, possuem estrutura óssea e muscular bastante parecidas. A semelhança pode ser explicada admitindo-se que esses seres tiveram ancestrais em comum, dos quais herdaram um plano básico de estrutura corporal.

O parentesco evolutivo entre as aves e os mamíferos, por exemplo, também permite explicar as semelhanças entre os órgãos internos desses animais. O coração e o sistema circulatório e nervoso, entre outros, são constituídos pelas mesmas partes básicas.

Semelhanças embrionárias

As semelhanças entre os embriões de determinados grupos de animais são ainda maiores do que as semelhanças encontradas nas formas adultas. por exemplo, é difícil distinguir embriões jovens de peixes, sapos, tartarugas, pássaros e seres humanos, todos pertencentes ao grupo dos vertebrados. Essa semelhança pode ser explicada se levarmos em conta que durante o processo embrionário é esboçado o plano estrutural básico do corpo, que todos eles herdaram de um ancestral comum.

Órgãos ou estruturas homólogos

Certos órgãos ou estruturas se desenvolvem de modo muito semelhante nos embriões de todos os vertebrados. São os órgãos homólogos. Apesar de terem a mesma origem embrionária, os órgãos homólogos podem ter funções diferentes, como é o caso do braço humano e da asa de uma ave, por exemplo.

Órgãos ou estruturas análogos

Se dois órgãos ou estruturas desempenham a mesma função, mas têm origem embrionária diferente, são chamados análogos. As asas de aves e de insetos, por exemplo, são estruturas análogas: ambas servem para voar, porém suas origens embrionárias são totalmente distintas.

Órgãos vestigiais

Órgãos vestigiais são estruturas atrofiadas, sem função

evidente no organismo. O apêndice cecal do intestino humano, por exemplo, é um órgão vestigial. Esse órgão é uma pequena projeção do ceco (região do intestino grosso) e não desempenha nenhuma função importante no homem e nos animais carnívoros. Já nos herbívoros, o apêndice é muito desenvolvido e tem importante papel na digestão da celulose; nele vivem microorganismos que atuam na digestão dessa substância.

Tudo indica que os mamíferos atuais, carnívoros e herbívoros, tiveram ancestrais comuns, cuja dieta devia ser baseada em alimentos vegetais, ricos em celulose. Entretanto, no decorrer da evolução, cecos e apêndices deixaram de ser vantajosos para alguns grupos de organismos, nos quais se encontram reduzidos, como vestígios de sua origem.

São exemplos, também, de estruturas vestigiais a vértebra

coccígea, a membrana nictitante e os músculos das orelhas.

Será que os Homens descendem dos macacos?

Um dos argumentos usados para defender o evolucionismo é o da Anatomia Comparada. Na imagem que se segue podemos verificar a existência de órgãos homólogos (órgãos que têm a mesma origem, a mesma estrura básica e posição idêntica no organismo, podendo desempenhar funções diferentes) entre o homen e outro primata.

Evidências moleculares da evolução

A comparação entre moléculas de DNA de diferentes espécies tem revelado o grau de semelhança de seus genes, o que mostra o parentesco evolutivo. O mesmo ocorre para as proteínas que, em última análise, refletem as semelhanças e diferenças genéticas.

O citocromo c é uma proteína presente em todos os seres vivos que fazem respiração aeróbica, sendo constituído por 104 aminoácidos encadeados. A porcentagem de cada tipo de aminoácido presente nessa proteína varia nas diferentes espécies de organismos e está relacionada com a proximidade evolutiva entre as espécies. O citocromo c surgiu, como provavelmente, nos primórdios da vida na Terra, quando os primeiros seres vivos passaram a utilizar a respiração como processo para obtenção de energia. Hoje essa proteína apresenta pequenas variações em cada grupo de organismos, nas quais devem ter se estabelecido ao longo do processo evolutivo.

A variação da estrutura primária de uma determinada proteína, em diferentes espécies, revela indiretamente suas diferenças genéticas uma vez que o código para a proteína está escrito nos genes.

Semelhanças entre moléculas de DNA

Os recentes avanços da Biologia Molecular têm permitido comparar diretamente a estrutura genética de diferentes espécies, através da comparação das seqüências de nucleotídeos presentes nas moléculas de DNA.

Os resultados das análises bioquímicas têm confirmado as estimativas de parentesco entre espécies obtidas por meio do estudo de fósseis e anatomia comparada. Isso reforça ainda mais a teoria de que os seres vivos atuais resultam da evolução de seres vivos que viveram no passado, estando todos os seres vivos relacionados por graus de parentescos mais ou menos distantes.

O homem descende do macaco?

Na polêmica apresentação de seu trabalho a respeito do processo de seleção natural e da origem das espécies, Darwin foi acusado de defender a tese de que o homem descendeu dos macacos. Será que isso é verdade? A acusação é injustificada. Darwin nunca afirmou isso. O que ele procurava esclarecer era o fato de que todas as espécies viventes, inclusive a humana, teriam surgido por meio de um longo processo de evolução a partir de seres que o antecederam. Nesse sentido, homens e chipanzés, que tiveram um ancestral comum, seriam ―primos em primeiro grau‖, fato que provocou a ira de muitos oponentes de Darwin. E não é que o assunto pode ser agora esclarecido, com uma fascinante descoberta na formação Chorora, na Etiópia central?

Um grupo de cientistas etíopes e japoneses encontrou restos fossilizados, na verdade oito dentes; de uma nova espécie de macaco – batizada com o nome Chororapithecus abyssinicus (ou macaco abissínico de Chorora) – que viveu a cerca de 10

milhões de anos e está sendo considerado o mais velho parente dos gorilas.

Explicando melhor: até agora, os cientistas acreditavam que os gorilas, ao longo da evolução, tivessem se separado dos chimpanzés bem mais tarde. E, depois disso, teria havido a separação das linhagens que originaram os chimpanzés e os hominídeos (família a que pertence a espécie humana). Agora, com essa nova descoberta, tudo leva a crer que a origem do homem é mais antiga, cerca de 9 milhões de anos. E, para completar, essa descoberta é um forte apoio da origem africana tanto dos humanos quanto dos grandes macacos modernos.

Para aqueles que acreditam na evolução biológica, descobertas como essa ajudam a esclarecer a origem dos seres humanos. E, também, a desfazer os mitos baseados em acusações infundadas.

As idéias de Lamarck

Lamarck, naturalista francês, foi o primeiro a propor uma teoria sintética da evolução. Sua teoria foi publicada em 1809, no livro Filosofia Zoológica. Ele dizia que formas de vida mais simples surgem a partir da matéria inanimada por geração espontânea e progridem a um estágio de maior complexidade e perfeição.

Em sua teoria, Lamarck sustentou que a progressão dos organismos era guiada pelo meio ambiente: se o ambiente sofre modificações, os organismos procuram adaptar-se a ele.

Nesse processo de adaptação, um ou mais órgãos são mais usados do que outros. O uso ou o desuso dos diferentes órgãos alterariam características do corpo, e estas características seriam transmitidas para as próximas gerações. Assim, ao longo do tempo os organismos se modificariam, podendo dar origem as novas espécies.

Segundo Lamarck, portanto, o princípio evolutivo estaria baseado em duas leis fundamentais:

Lei do uso ou desuso: no processo de adaptação ao meio, o uso de determinadas partes do corpo do organismo faz com que elas se desenvolvam, e o desuso faz com que se atrofiem;

Um exemplo clássico da lei do uso e do desuso é o crescimento do pescoço da girafa. Segundo Lamarck: Devido ao esforço da girafa para comer as folhas das arvores mais altas o pescoço do mesmo acabou crescendo.

Lei da transmissão dos caracteres adquiridos: alterações no corpo do organismo provocadas pelo uso ou desuso são transmitidas aos descendentes.

Vários são os exemplos de abordagem lamarquista para a evolução. Um deles se refere às aves aquáticas, que se teriam tornado pernaltas devido ao esforço que faziam para esticar as pernas e assim evitar molhar as pernas durante a locomoção na água. A cada geração esse esforço produziria aves com pernas mais altas, que transmitiam essa característica à geração seguinte. Após várias gerações, teriam sido originadas as atuais aves pernaltas.

Na época, as idéias de Lamarck foram rejeitadas, não porque falavam na herança das características adquiridas, mas por falarem em evolução. Não se sabia nada sobre herança genética e acreditavam-se que as espécies eram imutáveis. Somente muito mais tarde os cientistas puderam contestar a herança dos caracteres adquiridos. Uma pessoa que pratica atividade física terá musculatura mais desenvolvida, mas essa condição não é transmitida aos seus descendentes.

Mesmo estando enganado quanto às suas interpretações, Lamarck merece ser respeitado, pois foi o primeiro cientista a questionar o fixismo e defender idéias sobre evolução. Ele introduziu também o conceito da adaptação dos organismos ao meio, muito importante para o entendimento da evolução.

Quadro comparativo das idéias de Lamarck e Darwin

Um pouco da História do Darwinismo

A viagem de Darwin ao redor do mundo

Muitas das observações que levaram Charles Darwin a elaborar sua teoria evolucionista ocorreram durante a viagem ao redor do mundo, como naturalista do navio inglês H. S. S. Beagle. Durante os cinco anos que durou a viagem, iniciada em 1831, Darwin visitou diversos locais da America do Sul (inclusive o Brasil) e da Austrália, além de vários arquipélagos tropicais.

Durante a viagem do Beagle, Darwin fez escavações na Patagônia, onde encontrou fósseis de mamíferos já extintos. Darwin descobriu o fóssil de um animal gigantesco, com a organização esquelética muito semelhante à dos tatus que hoje habitam o continente sul-americano.

Nas ilhas Galápagos, um conjunto de ilhas pequenas e áridas, situadas no Oceano Pacífico a cerca de 800 Km da costa do Equador, Darwin encontrou uma fauna e uma flora altamente peculiares, que variavam ligeiramente de ilha para ilha.

Darwin se torna adepto do evolucionismo

Darwin só se tornou verdadeiramente evolucionista vários meses após regressar de sua viagem, em cerca de 1837. Só então, pode compreender o significado evolutivo de suas observações em Galápagos e em outros locais ao

rever suas anotações e submeter o material coletado na viagem a diversos especialistas.

A pergunta que Darwin se fazia era: se os animais e plantas tinham sido criados tal e qual se apresentam hoje, porque razão espécies distintas, mas notadamente semelhantes, como as de pássaros e tartarugas de Galápagos, foram colocadas pelo criador e ilhas próximas, e não distribuídas homogeneamente pelo mundo? Era realmente surpreendente que ilhas de clima e condições físicas semelhantes, mas distantes uma das outras (como Galápagos e Cabo Verde, por exemplo) não tivessem espécies semelhantes.

Darwin acabou concluindo que a flora e a fauna de ilhas próximas são semelhantes porque se originam de ancestrais comuns, provenientes dos continentes próximos. Em cada uma das ilhas, as populações colonizadoras sofrem adaptações específicas, originando diferentes variedades de espécies. Por exemplo, as diversas espécies de pássaros fringilídeos de Galápagos provavelmente se originaram de uma única espécie ancestral oriunda do continente sul-americano. A diversificação da espécie original, que teria originado as diferentes espécies atuais, deu-se como resultado às diferentes ilhas do arquipélago.

Idéias e pessoas que influenciaram Darwin

Darwin foi influenciado pelos trabalhos de cientistas famosos, como o astrônomo John Herschel (1792–1871) e o naturalista e viajante Alexandr Humboldt (1767–1835). Este último foi responsável, segundo o próprio Darwin, pelo impulso de viajar a terras desconhecidas em expedições científicas. O trabalho do geólogo e amigo Charles Lyell (1797 – 1875) também marcou o estudo de Darwin. Além

de levar uma cópia do Princípios de Geologia, de Lyell, em sua viagem a bordo de Beagle, as primeiras anotação de viagem de Darwin eram sobre os temas de geologia.

Malthus

Darwin também aponta a influência das idéias do vigário inglês Thomas R. Malthus (1766 – 1834) na elaboração do conceito de seleção natural. Em 1798, Malthus sugeriu que a principal causa da miséria humana erro o descompasso entre o crescimento das populações e a produção de alimentos. Disse ele: ―O poder da população é infinitamente maior do que poder da terrade produzir os meios de subsistência para o homem. A população, se não encontra obstáculos, cresce de acordo com uma progressão aritmética‖.

Malthus não se referiu apenas às populações humanas, mas tentou imaginar a humanidade submetida às mesmas leis gerais que regem populações de outras espécies de seres vivos. Esse foi um dos méritos de seu trabalho, que chamou a atenção de Darwin para as idéias de ―luta pela vida‖ e ―sobrevivência dos mais aptos‖.

Segundo Malthus, enquanto o crescimento populacional se dá em progressão geométrica, a produção de alimentos aumenta em progressão aritmética. Isso seria uma das explicações para a fome que assola boa parte da humanidade. Essas e outras conclusões constam em seu Ensaio sobre a lei da população, de 1798.

Seleção artificial

Um dos argumentos apresentados por Darwin em favor da seleção dos mais aptos baseou-se no estudo das espécies cultivadas pelo homem. Sabia-se que pelo menos alguns animais domésticos e vegetais cultivados pertenciam a espécie com representantes ainda em estado selvagem. Os exemplares domésticos, entretanto, diferiam em tantas

características dos selvagens que podiam, quanto ao seu aspecto geral, até ser classificados como espécies diferentes.

Darwin se dedicou à criação de pombos, cujas as variedades domésticas eram sabidamente originadas de uma única espécie selvagem, a Columba livia, a partir da seleção artificialmente conduzida pelos criadores. Sua conclusão foi que a seleção artificial podia ser compara àquela que a natureza exercia sobre as espécies selvagens.

Da mesma forma que o homem seleciona reprodutores de uma determinada variedade ou raça, permitindo que apenas os que têm a característica desejadas se reproduzam, a natureza seleciona, nas espécies selvagens, os indivíduos mais adaptados às condições reinantes. Estes deixam um número proporcionalmente maior de descendentes, contribuindo significativamente para a formação da geração seguinte.

A publicação da teoria de Darwin

Em 1844, Darwin escreveu um longo trabalho sobre a origem das espécies e a seleção natural. Não o publicou, porém, porque tinha receio de que suas idéias fossem um tanto revolucionárias. Amigos de Darwin, conhecedores da seriedade de seu trabalho, tentaram inutilmente convencê-lo a publicar o manuscrito antes que outros publicassem idéias semelhantes.

A teoria selecionista de Wallace

Em junho de 1858, Darwin recebeu uma carta do naturalista inglês Alfred Russel Wallace (1823 – 1913), que continha conclusões fundamentalmente semelhantes às suas. Wallace havia estudado as faunas da Amazônia e das Índias Orientais, chegando à conclusão de que as espécies se modificavam por seleção natural. Darwin ficou assombrado com as semelhanças do trabalho de Wallace em relação ao seu próprio trabalho, entre outras coisas pelo fato de Wallace ter também se inspirado em uma mesma fonte não biológica, o livro de Malthus, Ensaio sobre a lei da população.

Darwin escreveu, então, um resumo de suas idéias, que foram publicadas juntamente com o trabalho de Wallace, em 1º de julho de 1858. Um ano mais tarde, Darwin publicou o trabalho completo no livro A origem das espécies. As anotações de Darwin confirmaram que ele concebeu a sua teoria de evolução cerca de 15 anos antes de ter recebido a carta de Wallace, e este admitiu que Darwin tinha, realmente, sido o pioneiro.

Seleção Natural

A ação da seleção natural consiste em selecionar indivíduos mais adaptados a determinada condição

ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa mesma condição.

A expressão mais adaptado refere-se à maior probabilidade de determinado indivíduo sobreviver e deixar descendentes em determinado ambiente.

A seleção natural atua permanentemente sobre todas as populações. Mesmo em ambientes estáveis e constantes, a seleção natural age de modo estabilizador, está presente, eliminando os fenótipos desviantes.

Entretanto, o ambiente não representa um sistema constante e estável, quer ao longo do tempo, quer ao longo do espaço, o que determina interações diferentes entre os organismos e o meio.

Essa heterogeneidade propicia diferentes pressões seletivas sobre o conjunto gênico da população, evitando a eliminação de determinados alelos que, em um ambiente constante e estável, não seriam mantidos. Dessa forma, a variabilidade genética sofre menor redução.

É o que acontece com a manutenção na população humana de certos alelos que normalmente seriam eliminados por serem pouco adaptativos. Um exemplo é o alelo que causa uma doença chamada anemia falciforme ou siclemia.

Essa doença é causada por uma alelo que condiciona a formação de moléculas anormais de hemoglobina com pouca capacidade de transporte de oxigênio. Devido a isso, as hemácias que as contêm adquirem o formato de foice quando a concentração de oxigênio diminui. Por essa razão são chamadas hemácias falciformes.

Os heterozigóticos apresentam tanto hemácias e hemoglobinas normais como hemácias falciformes. Apesar de ligeiramente anêmicos, sobrevivem, embora com menor viabilidade em relação aos homozigóticos normais.

Em condições ambientais normais, o alelo para anemia falciforme sofre forte efeito seletivo negativo, ocorrendo com baixa freqüência nas populações. Observou-se, no entanto, alta freqüência desse alelo em extensas regiões da África, onde há grande incidência de malária.

Essa alta freqüência deve-se à vantagem dos indivíduos heterozigotos para anemia falciforme, pois são mais resistentes à malária. Os ―indivíduos homozigóticos normais‖ correm alto risco de morte por malária enquanto os ―indivíduos homozigóticos para a anomalia‖ morrem de anemia. Os heterozigóticos, entretanto, apresentam, sob essas condições ambientais, vantagem adaptativa, propiciando a alta taxa de um alelo letal na população.

Exemplos de seleção natural

Resistência a antibióticos ou a inseticidas

A resistência de bactérias a antibióticos e de insetos a inseticidas têm aumentado muito nos últimos anos, havendo sempre a necessidade de se desenvolverem novos antibióticos e novos inseticidas.

Tomemos como exemplo a resistência a antibióticos. Para isso imaginemos inicialmente a existência de indivíduos adaptados a determinada condição ambiental. Se introduzirmos nesse ambiente certa quantidade de antibiótico, haverá grande mortalidade de bactérias, mas algumas, que já apresentavam mutações que lhes conferem resistência a essa substância sobreviverão. Estas, por sua vez, ao se reproduzirem originarão indivíduos com características distribuídas em torno de outro tipo médio.

Se esses indivíduos forem submetidos a doses mais alta desse mesmo antibiótico, novamente haverá alta mortalidade e

sobreviverão apenas os que já tiverem condições genéticas para resistir a doses mais altas do remédio. Repetindo-se o procedimento, será possível obter populações cada vez com mais indivíduos resistentes ao antibiótico em questão, podendo ocorrer um deslocamento da média das características no sentindo da maior resistência a determinada substância.

Coloração de advertência

Alguns animais produzem ou acumulam substâncias químicas nocivas e apresentam coloração vistosa, chamada coloração de advertência , sinalizando que eles não devem ser ingeridos. Quem tenta se alimentar de um desses organismos aprende a não comer outro semelhante.

A cobra coral e a rã de cores vibrantes acima possuem um veneno muito perigoso.

Um exemplo é a borboleta-monarca, que possui coloração laranja e preta muito vistosa, sendo um animal facilmente visível no ambiente. Essa espécie de borboleta produz substâncias que as tornam não-palatáveis aos seus predadores. Eles aprendem a associar o padrão de coloração ao sabor desagradável e evitam capturar essas borboletas.

O Melanismo Industrial

Antes da industrialização da Inglaterra, predominavam as mariposas claras; mas as vezes apareciam mutantes escuros, dominantes, que, apesar de serem mais robustos, eram eliminados pelos predadores por serem visíveis. Depois da industrialização, no século passado, os mutantes escuros passaram a ser mimetizados pela fuligem. Estes passaram a ser menos predados, por estarem "escondidos", o que aumentou a sua freqüência na população. Os predadores das mariposas, como por exemplo, os passaros atuam como agentes seletivos.

Camuflagem e mimetismo

A ação da seleção natural também é verificada no estabelecimento de características que tornam os organismos semelhantes a outros ou a objetos do ambiente, de modo que passam despercebidas de seus predadores ou estes às suas presas.

Falsa coral e coral verdadeira.

É o caso de certos animais que são menos predados, pois, por seleção natural, passam a ter uma coloração que os torna imperceptíveis no meio, combinando seu padrão de cor com o do ambiente: cascas de árvores, cor da areia galhos e folhas, por exemplo.

Por outro lado, certos predadores também podem apresentar a cor do meio de modo que a presa não percebe a sua presença e é mais facilmente capturada.

Além da cor, certos animais passam a ter também por seleção natural, a forma e a cor de estruturas do meio onde vivem. É o caso dos insetos bicho-folha e bicho-pau, que se assemelham a folhas e gravetos respectivamente. Esses casos são chamados de camuflagem.

Bicho-folha e Bicho-pau

A teoria sintética da evolução

De 1900 até cerca de 1920, os adeptos da genética mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha importância nesse processo.

Depois disso vários cientistas começaram a conciliar as idéias sobre seleção natural com os fatos da Genética, o que culminou com a formulação da Teoria sintética da evolução, às vezes chamada também de Neodarwinismo.

Conforme Darwin já havia proposto, essa teoria considera a população como a unidade evolutiva. Uma população pode ser definida como um grupamento de indivíduos da mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.

Cada população apresenta determinado conjunto gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim, quanto maior for o conjunto gênico da população, maior será a variabilidade genética.

Os principais fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos em duas categorias:

fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população – mutação e permutação;

fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida – migração, deriva genética e seleção natural.

Sabe-se que uma população está evoluindo quando se verificam alterações na freqüência de seus genes. Atualmente considera-se a evolução como o conceito central e unificador da Biologia, e uma frase marcante que enfatiza essa idéia foi escrita pelo cientista Dobzhansky: ―Nada se faz em biologia a não ser à luz da evolução‖.

Bases genéticas da evolução

A mutação cria novos genes, e a recombinação os mistura com os genes já existentes, originando os indivíduos geneticamente variados de uma população. A seleção natural, por sua vez, favorece os portadores de determinados conjuntos gênicos adaptativos, que tendem a sobreviver e se reproduzir em maior escala que outros. Em função da atuação desses e de outros fatores evolutivos, a composição gênica das populações se modifica ao longo do tempo.

Mutações

As mutações podem ser cromossômicas ou gênicas. As mutações cromossômicas podem ser alterações no número ou na forma dos cromossomos. As mutações gênicas originam-se de alterações na seqüência de bases nitrogenadas de determinado gene durante a duplicação da molécula de DNA. Essa alteração pode ocorrer por perda, adição ou substituição de nucleotídeos, o que pode originar um gene capaz de codificar uma proteína diferente da que deveria ter sido codificada.

As mutações gênicas são consideradas as fontes primárias da variabilidade, pois aumentam o número de alelos disponíveis em um lócus, incrementando um conjunto gênico da população. Embora ocorram espontaneamente, podem ser provocados por agentes mutagênicos, como radiações e certas substâncias químicas (a droga ilegal LSD, por exemplo).

As mutações não ocorrem para adaptar o indivíduo ao ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são mantidas quando adaptativas (seleção positiva) ou eliminadas em caso contrário (seleção negativa). Podem ocorrer em células somáticas ou em células germinativas; neste último caso as mutações são de fundamental importância para a evolução, pois são transmitidas aos descendentes.

O conceito de população mendeliana

Na linguagem diária, o termo ―população‖ é muito empregado em contextos geográficos ou ecológicos para se referir à população de uma cidade, de um país ou de um determinado ambiente natural. Em genética, no entanto, usa-se uma definição mais específica:

População é um conjunto de indivíduos que se reproduzem sexuadamente, compartilhando um patrimônio gênico comum.

Essa definição foi proposta em 1950 por Theodosius Dobzhansky (1900-1975) e caracteriza o que se convencionou chamar população mendeliana, por aludir ao aspecto genético.

Em uma população mendeliana, com exceção dos gêmeos univitelinos, os indivíduos são diferentes um dos outros em uma serie de características. Cada indivíduo possui seu conjunto gênico particular, diferente do conjunto gênico de todos os demais membros da população.

Migração

A migração corresponde à entrada ou à saída de indivíduos em uma população. A entrada denomina-se imigração e a saída emigração.

Pelos processos migratórios é possível que genes novos sejam introduzidos em uma população. Assim, se indivíduos emigrarem de uma população para a outra da mesma espécie, poderão introduzir genes que não ocorriam na população para a qual imigraram, contribuindo para o aumento da variabilidade genotípica dessa população.

Por meio das migrações é estabelecido um fluxo gênico, que tende a diminuir as diferenças genéticas entre as populações da mesma espécie.

Estimando freqüências gênicas em populações

Considere uma par de alelos A e a. Em uma população hipotética de 10.000 indivíduos, suponha que 3.600 sejam homozigotos AA, 1600 sejam homozigotos aa e 4.800 sejam heterozigotos Aa.

Nessa população há um total de 20.000 alelos do loco gênico considerado, uma vez que cada indivíduo apresenta um par deles.

O número de alelos A é 12.000, pois os 3.600 indivíduos homozigotos AA apresentam um total de 7.200 alelos A, e os 4.800 heterozigotos Aa apresentam um total de 4800 alelos A (7.200 + 4.800 = 12.000).

AA 3.600

A = 3.600

12.000

20.000

A = 3.600

Aa 4.800

A = 4.800

a = 4.800

8.000

aa 1.600

a = 1.600

a = 1.600

A freqüência de A é calculada dividindo-se o número total de alelos A (12.000) pelo número total de pares de alelos da população considerada (20.000). Portanto, nesse caso, a freqüência de A é igual a 0,6 ou 60% (f(A) = 12.000/20.000 = 0,6).

A freqüência do alelo a pode ser calculada da mesma maneira. Os 1.600 indivíduos homozigotos aa apresentam um total de 3.200 alelos a, e os 4800 heterozigotos Aa apresentam 4800 alelos a, totalizando 8.000 genes. Portanto, a freqüência de a é igual a 0,40 ou 40% (f(a) = 8.000/20.000 = 0,4).

Alelos Nº total de alelos

Nº total de alelos na população considerada

Freqüência dos alelos na população

A 12.000 20.000

12.000/20.000 = 0,6

a 8.000 8.000/20.000 = 0,4

O segundo cálculo é desnecessário, uma vez que a soma das freqüências dos alelos de um loco, em uma população, é sempre igual a 1. No caso:

f(A) + f(a) = 1 ou 100%

Utilizando no exemplo:

0,6 + 0,4 = 1

Conseqüentemente:

f(a) = 1-f(A)

Utilizando no exemplo:

f(a) = 1- 0,6

f(a) = 0,4

O princípio de Hardy-Weinberg

Em 1908 o matemático inglês Godfrey H. Hardy (1877 – 1947) e o médico alemão Wilhem Weinberg concluíram que, se nenhum fator evolutivo atuasse sobre uma população que satisfizesse certas condições, as freqüências de seus alelos permaneceriam inalteradas ao longo das gerações. Esse princípio ficou conhecido como lei ou teorema de Hardy-Weinberg ou princípio do equilíbrio gênico.

Condições para o equilíbrio de Hardy-Weinberg

As condições necessárias para que uma população se mantenha em equilíbrio gênico, segundo Hardy e Weinberg, são as seguintes:

A população deve ser muito grande (teoricamente, quanto maior, melhor), de modo que possam ocorrer todos os tipos de cruzamento possíveis , de acordo com as leis de probabilidades.

A população deve ser panmítica (do grego pan, todos, e do latim miscere, misturar), isto é os cruzamentos entre indivíduos de diferentes genótipos devem ocorrer ao acaso, sem qualquer preferência.

Uma população que possua essas características, e na qual não ocorra nenhum fator evolutivo, tais como mutação, seleção ou migração, permanecerá em equilíbrio gênico, ou

seja, as freqüências dos alelos não sofrem alteração ao longo das gerações.

A expressão do equilíbrio gênico

Suponhamos uma população em equilíbrio gênico, na qual as freqüências dos alelos A e a (não-ligados ao sexo) são respectivamente, 80% e 20% (0,8 e 0,2). Sabendo-se que cada gameta porta apenas um alelo de cada gene, conclui-se que 80% dos gametas produzidos pelos membros dessa população serão portadores do alelo A, e que 20% serão portadores do alelo a.

Um indivíduo homozigoto AA se forma quando um gameta masculino portador de um alelo A fecunda um gameta feminino também portador de um alelo A. A probabilidade de esse evento acontecer é igual ao produto das freqüências com que ocorrem esses tipos de gametas. Assim a probabilidade de se formar um indivíduo AA é 0,64 ou 64%.

f(A) x f(A) = 0,8 x 0,8 = 0,64 ou 64%

Um indivíduo homozigoto aa, por sua vez, se origina quando dois gametas a se encontram. A probabilidade de esse evento ocorrer é igual ao produto das freqüências com que ocorreram esses gametas. A probabilidade de se formar um indivíduo aa é 0,04 ou 4%.

f(a) x f(a) = 0,2 x 0,2 = 0,04 ou 4%

Um indivíduo heterozigoto Aa se forma quando um gameta masculino A fecunda um gameta feminino a, ou quando um gameta masculino a fecunda um gameta feminino A. A probabilidade desses eventos ocorrerem é 0,32 ou 32%.

f(A) x f(a) + f(a)x f(A) = 0,8 x 0,2 + 0,2 x 0,8 = 0,32 ou 32%

Se denominarmos p a freqüência do alelo dominante, e q a freqüência do alelo recessivo, podemos escrever que a freqüência de indivíduos AA é igual a p2, a freqüência de indivíduos aa é igual a q2, e a de indivíduos heterozigotos Aa é igual a 2pQ. Veja por quê:

Freqüência dos alelos nos gametas masculinos

p = f(A) q = f(a)

Freqüência dos alelos dos gametas femininos

p = f(A)

q = f(a)

p2 = f(AA) pq = f(Aa)

qp = f(aA) q2 = f(AA)

A soma das freqüências dos diferentes genótipos será igual a 1 ou 100%.

p2 + 2 pq + q2 = 1

[f(AA)] [f(Aa) + f(aA)] [f(aa)]

O princípio de Hardy-Weinberg estabelece que, para um determinado par de alelos com freqüências p e q, em uma população mendeliana em equilíbrio, a freqüência dos diferentes genótipos em cada geração estará de acordo com a expressão p2 + 2pq + q2 = 1.

Importância do princípio de Hardy-Weinberg

O princípio de Hardy-Weinberg estabelece um padrão teórico para o comportamento gênico ao longo das gerações. Na prática, ele nos ajuda a perceber se uma população se encontra ou não em equilíbrio, chamando a atenção para os possíveis fatores evolutivos que estão atuando.

O geneticista F. J. Ayala (1934), da Universidade de Califórnia (EUA), compara o princípio de Hardy-Weinberg com a primeira lei da mecânica de Newton, segundo o qual um corpo em movimento mantém constante sua velocidade enquanto não houver intervenção de nenhuma força externa. Os corpos sempre estão sujeitos a forças externas, mas a lei de Newton é um ponto de partida teórico, importante para compreensão da Mecânica. O princípio de Hardy-Weinberg diz que na ausência de fatores evolutivos as freqüências gênicas se mantêm constantes em uma população teórica. Sempre há fatores evolutivos em ação nas populações reais. No entanto a lei de Hardy-Weinberg é importante porque permite determinar quanto e como o equilíbrio de uma população está sendo afetado pelos fatores evolutivos.

Fatores que alteram o equilíbrio gênico

Os principais fatores que afetam o equilíbrio gênico são a mutação, a migração, a seleção e a deriva gênica.

Mutação e frequências gênicas

A mutação, processo pelo qual um alelo se transforma em outro, pode alterar a frequência gênica de uma população. Se a taxa de mutação de um gene A para seu alelo a for maior do que a taxa de mutação inversa (a à A), ocorrerá aumento na freqüência do alelo a e a diminuição na frequência de A.

Migração e frequências gênicas

As diferentes populações de uma mesma espécie nem sempre são isoladas. Indivíduos podem migrar, incorporando-se a uma população (imigração) ou saindo dela (emigração)

As migrações podem alterar a constituição gênica de uma população. Por exemplo, se uma população constituída apenas por pessoas de olhos azuis migrar para uma região onde a maioria das pessoas tenham olhos castanhos, haverá aumento da freqüência do alelo que condiciona olhos azuis e diminuição correspondente na freqüência do alelo que condiciona olhos castanhos.

Seleção e frequências gênicas

Dependendo de sua constituição gênica, um indivíduo pode apresentar maior ou menor chance de sobreviver e se reproduzir.

Um exemplo disso é o melanismo industrial. Mariposas portadoras de genótipo para a cor escura são mais intensamente caçadas pelos pássaros do que as mariposas claras, em áreas não-poluídas. Por isso, a frequência do gene que condiciona cor escura permanece baixa. Nas áreas poluídas ocorre o contrário: as mariposas mais intensamente caçadas pelos pássaros são as de cor clara. Com isso, aumenta a freqüência de mariposas escuras e a freqüência do alelo que condiciona esta característica.

Deriva gênica

Desastres ecológicos, como incêndios florestais, inundações, desmatamentos, etc., podem reduzir tão drasticamente o tamanho de uma população que os poucos sobreviventes não são amostras representativas da população original, do ponto de vista genético. Por acaso, e não por critérios de adaptação, certos alelos podem ter a sua freqüência subitamente aumentada, enquanto os outros alelos podem simplesmente desaparecer. Esse fenômeno é denominado deriva gênica.

Principio do fundador

Um caso extremo de deriva gênica é o chamado principio do fundador: uma nova população é ―fundada‖ por um ou poucos indivíduos, seja porque a população ancestral sofreu uma diminuição drástica, seja porque um pequeno número de indivíduos de uma população migrou para outra região, onde deu origem a uma nova população.

Nessas condições, os indivíduos que iniciaram a nova população, por serem poucos, geralmente não constituem uma amostra representativa da população original. Há casos em que uma única fêmea grávida funda uma nova população. Essa fêmea obviamente não possuirá uma amostra significativa dos diferentes tipos de alelos presentes na população original.

A deriva gênica parece ter sido um fenômeno comum na colonização de ilhas distantes dos continentes, às quais conseguem chegar poucos indivíduos provenientes das populações continentais. Nas ilhas, os ―fundadores‖ iniciam populações cujas frequências gênicas são geralmente bem diferentes das populações continentais originais.

Exemplo do princípio fundador no homem

Um exemplo do princípio do fundador na espécie humana foi verificado em comunidades religiosas, originárias da Alemanha, que se estabeleceram nos Estados Unidos. Devido a seus costumes e religião, os membros dessas comunidades, chamadas Dunker, mantiveram-se isolados da população norte-americana.

A análise da freqüência de alguns genes nos membros da comunidade Dunker mostrou diferenças significativas tanto em relação à população norte-americana quanto em relação à população alemã. As diferenças de freqüência gênica na população Dunker não posem ser atribuídas a

fatores seletivos ambientais, pois esses também teriam agido sobre a população norte-americana.

A explicação mais plausível é que os Dunker norte-americanos, oriundos da Alemanha, não eram amostra representativa da população alemã, no tocante às freqüências dos genes analisados. Nos Estados Unidos, como eles se mantiveram isolados, suas freqüências gênicas se mantiveram diferenciadas da população norte americana.

Ecologia

Os organismos da Terra não vivem isolados interagem uns com os outros e com o meio ambiente. Ao estudo dessas interações chamamos Ecologia.

A palavra ecologia vem de duas palavras gregas : Oikós que quer dizer casa, e logos que significa estudo. Ecologia significa, literalmente a Ciência do Habitat .

Alguns conceitos importantes

ESPÉCIE- é o conjunto de indivíduos semelhantes (estruturalmente, funcionalmente e bioquimicamente) que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis. Ex.: Homo sapiens

POPULAÇÃO- é o conjunto de indivíduos de mesma espécie que vivem numa mesma área em um determinado período. Ex.: população de ratos em um bueiro, em um determinado dia; população de bactérias causando amigdalite por 10 dias, 10 mil pessoas vivendo numa cidade em 1996, etc.

COMUNIDADE OU BIOCENOSE- é o conjunto de populações de diversas espécies que habitam uma mesma região num determinado período. Ex.: seres de uma floresta, de um rio, de um lago de um brejo, dos campos, dos oceanos, etc.

ECOSSISTEMA OU SISTEMA ECOLÓGICO- é o conjunto formado pelo meio ambiente físico, ou seja, o BIÓTOPO (formado por fatores abióticos como: solo, água, ar) mais a comunidade (formada por componentes bióticos - seres vivos) que com o meio se relaciona.

HABITAT- é o lugar específico onde uma espécie pode ser encontrada, isto é, o seu "ENDEREÇO" dentro do ecossistema. Exemplo: Uma planta pode ser o habitat de um inseto, o leão pode ser encontrado nas savanas africanas, etc.

BIÓTOPO- Área física na qual determinada comunidade vive. Por exemplo, o habitat das piranhas é a água doce, como, por exemplo, a do rio Amazonas ou dos rios do complexo do Pantanal o biótopo rio Amazonas é o local onde vivem todas as populações de organismos vivos desse rio, dentre elas, a de piranhas.

NICHO ECOLÓGICO- é o papel que o organismo

desempenha, isto é, a "PROFISSÃO" do organismo no ecossistema. O nicho informa às custas de que se alimenta, a quem serve de alimento, como se reproduz, etc. Exemplo: a fêmea do Anopheles (transmite malária) é um inseto hematófago (se alimenta de sangue), o leão atua como predador devorando grandes herbívoros, como zebras e antílopes.

ECÓTONO- é a região de transição entre duas comunidades ou entre dois ecossistemas. Na área de transição (ecótono) vamos encontrar grande número de espécies e, por conseguinte, grande número de nichos ecológicos.

BIOSFERA- toda vida, seja ela animal ou vegetal, ocorre numa faixa denominada biosfera, que inclui a superfície da Terra, os rios, os lagos, mares e oceanos e parte da atmosfera. E a vida é só possível nessa faixa porque aí se encontram os gases necessários para as espécies terrestre e aquáticas: oxigênio e nitrogênio.

Biosfera

A biosfera refere-se a região do planeta ocupada pelos seres vivos. É possível encontrar vida em todas as regiões do planeta, por mais quente ou frio que elas sejam. O conceito de biosfera foi criado por analogia a outros conceitos empregados para designar parte de nosso planeta.

De modo qual, podemos dizer que os limites da biosfera se estendem desde às altas montanhas até as profundezas das fossas abissais marinhas.

Ecossistemas

Conjunto formado por uma biocenose ou comunidade biótica e fatores abióticos que interagem, originando uma troca de matéria entre as partes vivas e não vivas. Em termos funcionais, é a unidade básica da Ecologia, incluindo comunidades bióticas e meio abiótico influenciando-se mutuamente, de modo a atingir um equilíbrio.

Dimensão

É muito variável a dimensão de um ecossistema. Tanto é um ecossistema uma floresta de coníferas, como um tronco de árvore apodrecido em que sobrevivem diversas populações de seres minúsculos. Assim como é possível associar todos os ecossistemas existentes num só, muito

maior, que é a ecosfera, é igualmente possível delimitar em cada um, outros mais pequenos, por vezes ocupando áreas tão reduzidas que recebem o nome de microecossistemas.

Constituintes e Funcionamento dos Ecossistemas

De acordo com a sua situação geográfica, os principais ecossistemas podem ser classificados em: terrestres ou aquáticos. Em qualquer dos casos, são quatro os seus constituintes básicos:

Fatores abióticos - compostos não vivos do meio ambiente;

Fatores bióticos - formados pelos organismos vivos. Estes podem ser classificados em:

Produtores - seres autotróficos, na maior parte dos casos plantas verdes, capazes de fabricar a seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas simples;

Consumidos - organismos heterotróficos, quase sempre animais, que se alimentam de outros seres ou de partículas de matéria orgânica;

Decompositores - seres heterotróficos, na sua maioria bactérias e fungos que decompõe as complexas substâncias dos organismos, libertando substâncias simples que, lançadas no ambiente podem ser assimiladas pelos produtores.

Os fatores limitantes do ecossistema

Fatores Abióticos

O conjunto de todos os fatores físicos que podem incidir sobre as comunidades de uma certa região. Estes influenciam o crescimento, atividade e as características que os seres apresentam, assim como a sua distribuição por diferentes locais. Estes fatores variam de valor de local para local, determinando uma grande diversidade de ambientes.

Os diferentes fatores abióticos podem agrupar-se em dois tipos principais - os fatores climáticos, como a luz, a temperatura e a umidade, que caracterizam o clima de uma região - e os fatores edáficos, dos quais se destacam a composição química e a estrutura do solo.

Luz

A luz é uma manifestação de energia, cuja principal fonte é o Sol. É indispensável ao desenvolvimento das plantas. De fato, os vegetais produzem a matéria de que o seu organismo é formado através de um processo - a fotossíntese - realizado a partir da captação da energia luminosa. Praticamente todos os animais necessitam de luz para sobreviver. São exceção algumas espécies que vivem em cavernas - espécies cavernícolos - e as espécies que vivem no meio aquático a grande profundidade - espécies abissais.

Certos animais como, por exemplo, as borboletas necessitam de elevada intensidade luminosa, pelo que são designadas por espécies lucífilas. Por oposição, seres como o

caracol e a minhoca não necessitam de muita luz, evitando-a, pelo que são denominadas espécies lucífugas.

A luz influencia o comportamento e a distribuição dos seres vivos e, também, as suas características morfológicas.

A Luz e os Comportamentos dos Seres Vivos

Os animais apresentam fototatismo, ou seja, sensibilidade em relação à luz, pelo que se orientam para ela ou se afastam dela. Tal como os animais, as plantas também se orientam em relação à luz, ou seja, apresentam fototropismo. Os animais e as plantas apresentam fotoperiodismo, isto é, capacidade de reagir à duração da luminosidade diária a que estão submetidos - fotoperíodo. Muitas plantas com flor reagem de diferentes modos ao fotoperíodo, tendo, por isso, diferentes épocas de floração. Também os animais reagem de diversos modos ao fotoperíodo, pelo que apresentam o seu período de atividade em diferentes momentos do dia.

Temperatura

Cada espécie só consegue sobreviver entre certos limites de temperatura, o que confere a este fator uma grande importância. Cada ser sobrevive entre certos limites de temperatura - amplitude térmica - não existindo nem acima nem abaixo de um determinado valor. Cada espécie possui uma temperatura ótima para a realização das suas atividades vitais. Alguns seres têm grande amplitude térmica de existência - seres euritérmicos - enquanto

outros só sobrevivem entre limites estreitos de temperatura - seres estenotérmicos.

A Temperatura e o Comportamento dos Animais

Alguns animais, nas épocas do ano em que as temperaturas se afastam do valor ótimo para o desenvolvimento das suas atividades, adquirem comportamentos que lhes permitem sobreviver durante esse período:

animais que não têm facilidade em realizar grandes deslocações como, por exemplo, lagartixas, reduzem as suas atividades vitais para valores mínimos, ficando num estado de vida latente;

animais que podem deslocar com facilidade como, por exemplo, as andorinhas, migram, ou seja, partem em determinada época do ano para outras regiões com temperaturas favoráveis.

Ao longo do ano, certas plantas sofrem alterações no seu aspecto, provocados pelas variações de temperatura. Os animais também apresentam características próprias de adaptação aos diferentes valores de temperatura. Por exemplo, os que vivem em regiões muito frias apresentam, geralmente, pelagem longa e uma camada de gordura sob a pele.

Água

É fator limitante de extrema importância para a sobrevivência de uma comunidade. Além de seu envolvimento nas atividades celulares, não podemos nos

esquecer da sua importância na fisiologia vegetal (transpiração e condução das seivas). É dos solos que as raízes retiram a água necessária para a sobrevivência dos vegetais.

Disponibilidade de nutrientes

É outro fator limitante que merece ser considerado, notadamente em ambientes marinhos.

Fatores bióticos

Conjunto de todos seres vivos e que interagem uma certa região e que poderão ser chamados de biocenose, comunidade ou de biota. Como vimos, de acordo com o modo de obtenção de alimento, a comunidade de um ecossistema, de maneira geral, é constituída por três tipos de seres:

Produtores: os seres autótrofos quimiossintetizantes (bactérias) e fotossintetizantes (bactérias, algas e vegetais). Esses últimos transformam a energia solar em energia química nos alimentos produzidos.

Consumidores primários: os seres herbívoros, isto é, que se alimentam dos produtores (algas, plantas etc.) os carnívoros que se alimentam de consumidores primários (os herbívoros).

Poderá ainda haver consumidores terciários ou quaternários, que se alimentam, respectivamente, de consumidores secundários e terciários.

Decompositores: as bactérias e os fungos que se alimentam dos restos alimentares dos demais seres vivos. Esses organismos (muitos microscópicos) têm o importante papel de devolver ao ambiente nutrientes

minerais que existiam nesses restos alimentares e que poderão, assim, ser reutilizados pelos produtores.

Cadeias alimentares

Nos ecossistemas, existe um fluxo de energia e de nutrientes como elos interligados de uma cadeia, uma cadeia alimentar. Nela, os ―elos‖ são chamados de níveis tróficos e incluem os produtores, os consumidores (primários, secundários, terciários etc.) e os decompositores.

Em um ecossistema aquático, como uma lagoa por exemplo, poderíamos estabelecer a seguinte seqüência:

Ecossistema aquático:

FLORA

PRODUTORES

Composto pelas plantas da margem e do fundo da lagoa e por algas microscópicas, as quais são as maiores responsáveis pela oxigenação do ambiente aquático e terrestre; à esta categoria formada pelas algas microscópicas chamamos fitoplâncton.

FAUNA

CONSUMIDORES PRIMÁRIOS

Composto por pequenos animais flutuantes (chamados Zooplâncton), caramujos e peixes herbívoros, todos se alimentado diretamente dos vegetais.

CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS

São aqueles que alimentam-se do nível anterior, ou seja, peixes carnívoros, insetos, cágados, etc.,

CONSUMIDORES TERCIÁRIOS

As aves aquáticas são o principal componente desta categoria, alimentando-se dos consumidores secundários.

DECOMPOSITORES

Esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora, alimentando-se no entanto dos restos destes, e sendo composta por fungos e bactérias.

Visualize um exemplo de ecossistema aquático:

Já em um ecossistema terrestre, teríamos.

Ecossistema terrestre:

FLORA

Produtores

Formado por todos os componentes fotossintetizantes, os quais produzem seu próprio alimento (autótrofos) tais como gramíneas, ervas rasteiras, liquens, arbustos, trepadeiras e árvores;

FAUNA Consumidores primários

São todos os herbívoros, que no caso dos ecossistemas terrestres tratam-se de insetos, roedores, aves e ruminantes;

Consumidores Secundários

Alimentam-se diretamente dos consumidores primários (herbívoros). São formados principalmente por carnívoros de pequeno porte;

Consumidores terciários

Tratam-se de consumidores de porte maior que alimentam-se dos consumidores secundários;

decompositores

Aqui também como no caso dos ecossistemas aquáticos, esta categoria não pertence nem a fauna e nem a flora e sendo composta por fungos e bactérias.

Exemplos de cadeia de maior complexidade

Teias alimentares

Podemos notar entretanto, que a cadeia alimentar não mostra o quão complexas são as relações tróficas em um ecossistema. Para isso utiliza-se o conceito de teia alimentar, o qual representa uma verdadeira situação encontrada em um ecossistema, ou seja, várias cadeias interligadas ocorrendo simultaneamente.

Os esquemas abaixo exemplificam melhor este conceito de teias alimentares:

Cadeia de detritívoros

Nos ecossistemas, a especialização de alguns seres é tão grande, que a tendência atual entre os ecologistas é criar uma nova categoria de consumidores: os comedores de detritos, também conhecido como detritívoros. Nesse caso, são formadas cadeias alimentares separadas daquelas cadeias das quais participam os consumidores habituais.

A minhoca, por exemplo, pode alimentar-se de detritos vegetais. Nesse caso, ela atua como detritívora consumidora primária. Uma galinha, ao se alimentar de minhocas, será consumidora secundária. Uma pessoa que se alimenta da carne da galinha ocupará o nível trófico dos consumidores terciários.

Os restos liberados pelo tubo digestório da minhoca, assim como os restos dos demais consumidores, servirão de alimento para decompositores, bactérias e fungos. Certos besouros comedores de estrume de vaca podem também ser considerados detritívoros consumidores primários. Uma rã, ao comer esses besouros, atuará no nível dos consumidores secundários. A jararaca, ao se alimentar da rã, estará atuando no nível dos consumidores terciários, e a siriena, ao comer a cobra, será consumidora de quarta ordem.

Fluxo de energia nos ecossistemas

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.

Muitas vezes temos a impressão que a Terra recebe uma quantidade diária de luz, maior do que a que realmente precisa. De certa forma isto é verdade, uma vez que por maior que seja a eficiência nos ecossistemas, os mesmos conseguem aproveitar apenas uma pequena parte da energia radiante. Existem estimativas de que cerca de 34% da luz solar seja refletida por nuvens e poeiras; 19% seria absorvida por nuvens, ozônio e vapor de água. Do restante, ou seja 47%, que chega a superfície da terra boa parte ainda é refletida ou absorvida e transformada em calor, que pode ser responsável pela evaporação da água, no aquecimento do solo, condicionando desta forma os processos atmosféricos. A fotossíntese utiliza apenas uma pequena parcela (1 a 2%) da energia total que alcança a superfície da Terra. É importante salientar, que os valores citados acima são valores médios e nãos específicos de alguma localidade. Assim, as proporções podem - embora não muito - variar de acordo com as diferentes regiões do País ou mesmo do Planeta.

Um aspecto importante para entendermos a transferência de energia dentro de um ecossistema é a compreensão da primeira lei fundamental da termodinâmica que diz: “A energia não pode ser criada nem destruída e sim transformada”. Como exemplo ilustrativo desta condição, pode-se citar a luz solar, a qual como fonte de energia, pode ser transformada em trabalho, calor ou alimento em função da atividade fotossintética; porém de forma alguma pode ser destruída ou criada.

Outro aspecto importante é o fato de que a quantidade de energia disponível diminui à medida que é transferida de um nível trófico para outro. Assim, nos exemplos dados anteriormente de cadeias alimentares, o gafanhoto obtém, ao comer as folhas da árvore, energia química; porém, esta energia é muito menor que a energia solar recebida pela

planta. Esta perda nas transferências ocorrem sucessivamente até se chegar aos decompositores.

E por que isso ocorre? A explicação para este decréscimo energético de um nível trófico para outro, é o fato de cada organismo; necessitar grande parte da energia absorvida para a manutenção das suas atividades vitais, tais como divisão celular, movimento, reprodução, etc.

O texto sobre pirâmides, a seguir, mostrará as proporções em biomassa, de um nível trófico para outro. Podemos notar que a medida que se passa de um nível trófico para o seguinte, diminuem o número de organismos e aumenta-se o tamanho de cada um (biomassa).

Pirâmides ecológicas: Quantificando os Ecossistemas

Pirâmides ecológicas representam, graficamente, o fluxo de energia e matéria entre os níveis tróficos no decorrer da cadeia alimentar. Para tal, cada retângulo representa, de forma proporcional, o parâmetro a ser analisado.

Esta representação gráfica por ser:

Pirâmide de números Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses.

Em alguns casos, quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números passa a ter uma conformação diferente da usual, sendo denominado ―pirâmide invertida‖.

Outro exemplo de pirâmide invertida é dada quando a pirâmide envolve parasitas, sendo assim os últimos níveis tróficos mais numerosos.

Pirâmide de biomassa

Pode-se também pensar em pirâmide de biomassa, em que é computada a massa corpórea (biomassa) e não o número de cada nível trófico da cadeia alimentar. O resultado será similar ao encontrado na pirâmide de números: os produtores terão a maior biomassa e constituem a base da pirâmide, decrescendo a biomassa nos níveis superiores.

Tal como no exemplo anterior, em alguns casos pode ser caracterizada como uma pirâmide invertida, já que há a possibilidade de haver, por exemplo, a redução da biomassa de algum nível trófico, alterando tais proporções.

Pirâmide de energia

A energia solar captada pelos produtores vai-se dissipando ao longo das cadeias alimentares sob a forma de calor, uma energia que não é utilizável pelos seres vivos. À medida que esta energia é dissipada pelo ecossistema,

ocorre uma permanente compensação com a utilização de energia solar fixada pelos produtores, passando depois através de todos os outros elementos vivos do ecossistema.

O nível energético mais elevado, nos ecossistemas terrestres, é constituído pelas plantas clorofiladas (produtores). O resto do ecossistema fica inteiramente dependente da energia captada por eles, depois de transferido e armazenada em compostos orgânicos. O nível imediato é constituído pelos herbívoros. Um herbívoro obterá, portanto, menos energia das plantas clorofiladas do que estas recebem do Sol. O nível seguinte corresponde ao dos carnívoros. Apenas parte da energia contida nos herbívoros transitará para os carnívoros e assim sucessivamente.

Foi adaptado um processo de representação gráfica desta transferência de energia nos ecossistemas, denominado pirâmide de energia, em que a área representativa de cada nível trófico é proporcional à quantidade de energia disponível. Assim, o retângulo que representa a quantidade de energia que transita dos produtores para os consumidores de primeira ordem é maior do que aquele que representa a energia que transita destes para os consumidores de segunda ordem e assim sucessivamente.

As cadeias alimentares estão geralmente limitadas a 4 ou 5 níveis tróficos, porque há perdas de energia muito significativas nas transferências entre os diferentes níveis. Consequentemente, a quantidade de energia que chega aos níveis mais elevados já não é suficiente para suportar ainda outro nível trófico.

Calculou-se que uma superfície de 40000m2 pode produzir, em condições adequadas, arroz em quantidade suficiente para alimentar 24 pessoas durante um ano. Se esse arroz, em vez de servir de alimento ao Homem, fosse utilizado para a criação de gado, a carne produzida alimentaria apenas uma pessoa nesse mesmo período.

Quanto mais curta for uma cadeia alimentar, maior será, portanto, o aproveitamento da energia. Em países com falta de alimentos, o Homem deve optar por obtê-los através de cadeias curtas. Para cálculo da eficiência nas transferências de energia de um nível para o outro, há necessidade de avaliar a quantidade de matéria orgânica ou de energia existente em cada nível trófico, ou seja, é necessário conhecer a produtividade ao longo de todo o ecossistema.

A produtividade do Ecossistema

A atividade de um ecossistema pode ser avaliada pela produtividade primária bruta (PPB), que corresponde ao total de matéria orgânica produzida em gramas, durante certo tempo, em uma certa área ambiental:

PPB = massa de matéria orgânica produzida/tempo/área

Descontando desse total a quantidade de matéria orgânica

consumida pela comunidade, durante esse período, na respiração (R), temos a produtividade primária líquida (PPL), que pode ser representada pela equação:

PPL = PPB – R

A produtividade de um ecossistema depende de diversos fatores, dentre os quais os mais importantes são a luz, a água, o gás carbônico e a disponibilidade de nutrientes.

Em ecossistemas estáveis, com freqüência a produção de (P) iguala o consumo de (R). Nesse caso, vale a relação P/R = 1.

Produtividade Primária Bruta (PPB) = Taxa fotossintética total Produtividade Primária Líquida (PPL) = PPB - Respiração dos autótrofos Produtividade Líquida da comunidade (PLC) = PPL - Consumo por herbívoros

Eficiência Ecológica

Eficiência ecológica é a porcentagem de energia transferida de um nível trófico para o outro, em uma cadeia alimentar. De modo geral, essa eficiência é, aproximadamente, de apenas 10%, ou seja, cerca de 90% da energia total disponível em um determinado nível trófico não são transferidos para a seguinte, sendo consumidos na atividade metabólica dos organismos do próprio nível ou perdidos como restos. Em certas comunidades, porém a eficiência pode chegar a 20%.

A grande diversidade de ecossistemas

Ecossistemas naturais - bosques, florestas, desertos, prados, rios, oceanos, etc. Ecossistemas artificiais - construídos pelo Homem: açudes, aquários, plantações, etc.

Atendendo ao meio físico, há a considerar:

Ecossistemas terrestres Ecossistemas aquáticos

Quando, de qualquer ponto, observamos uma paisagem, percebemos a existência de descontinuidades - margens do rio, limites do bosque, bordos dos campos, etc. que utilizamos frequentemente para delimitar vários ecossistemas mais ou menos definidos pelos aspectos particulares da flora que aí se desenvolve. No entanto, na passagem, por exemplo, de uma floresta para uma pradaria, as árvores não desaparecem bruscamente; há quase sempre uma zona de transição, onde as árvores vão sendo cada vez menos abundantes. Sendo assim, é possível, por falta de limites bem definidos e fronteiras intransponíveis, considerar todos os ecossistemas do nosso planeta fazendo parte de um enorme ecossistema chamado ecosfera. Deste gigantesco ecossistema fazem parte todos os seres vivos que, no seu conjunto, constituem a biosfera e a zona superficial da Terra que eles habitam e que representa o seu biótopo. Ou seja:

BIOSFERA + ZONA SUPERFICIAL DA TERRA = ECOSFERA

Mas assim como é possível associar todos os ecossistemas num só de enormes dimensões - a ecosfera - também é possível delimitar, nas várias zonas climáticas, ecossistemas característicos conhecidos por biomas, caracterizados por meio do fator Latitude. Por sua vez, em cada bioma, é possível delimitar outros ecossistemas menores. Bioma é conceituado no mapa como um conjunto de vida (vegetal e animal) constituído pelo agrupamento de tipos de vegetação contíguos e identificáveis em escala regional, com condições geoclimáticas similares e história compartilhada de mudanças, o que resulta em uma diversidade biológica própria.

Os principais biomas do ambiente terrestre

Tundra

Localiza-se no Círculo Polar Ártico. Compreende Norte do Alasca e do Canadá, Groelândia, Noruega, Suécia, Finlândia, Sibéria. Recebe pouca energia solar e pouca precipitação, esta ocorre geralmente sob forma de neve e o solo permanece a maior parte do ano gelado. Durante a curta estação quente (2 meses) ocorre o degelo da parte superior, rica em matéria orgânica, permitindo o crescimento dos vegetais. O subsolo fica permanentemente congelado (permafrost). A Tundra caracteriza-se por apresentar poucas espécies capazes de suportar as condições desfavoráveis. Os produtores são responsáveis por capim rasteiro e com extensas áreas cobertas por camadas baixas de liquens e musgos. Existem raras plantas lenhosas como os salgueiros, mas são excessivamente baixas (rasteiras).

As plantas completam o ciclo de vida num espaço de tempo muito curto: germinam as sementes, crescem,

produzem grandes flores (comparadas com o tamanho das plantas), são fecundadas e frutificam, dispersando rapidamente as suas sementes. No verão a Tundra fica mais cheia de animais: aves marinhas, roedores, lobos, raposas, doninhas, renas, caribus, além de enxames de moscas e mosquitos.

Taiga

Também chamada de floresta de coníferas ou floresta boreal. Localiza-se no norte do Alasca, Canadá, sul da Groelândia, parte da Noruega, Suécia, Finlândia e Sibéria.

Partindo-se da Tundra, à medida que se desloca para o sul a estação favorável orna-se mais longa e o clima mais ameno.Em conseqüência disso a vegetação é mais rica, surgindo a Taiga.

Na Taiga os abetos e os pinheiros formam uma densa cobertura, impedindo o solo de receber luz intensa. A vegetação rasteira é pouco representada. O período de crescimento dura 3 meses e as chuvas são poucas. Os animais são representados por aves, alces, lobos, martas, linces, roedores etc.

Floresta Caducifólia ou Floresta Decídua Temperada

Predomina no hemisfério norte, leste dos Estados Unidos, oeste da Europa, leste da àsia, Coréia, Japão e partes da China. A quantidade de energia radiante é maior e a pluviosidade atinge de 750 a 1.000 mm, distribuída durante todo o ano. Nítidas estações do ano. Neste Bioma, a maioria dos arbustos e árvores perde as suas folhas no outono e os animais migram, hibernam ou apresentam adaptações especiais para suportar o frio intenso.

As plantas são representadas por árvores ditotiledôneas como nogueiras, carvalhos, faias. Os animais são representados por esquilos, veados, muitos insetos, aves insetívoras, ursos, lobos etc.

Floresta Tropical ou Floresta Pluvial ou Floresta Latifoliada

A floresta tropical situa-se na região intertropical. A maior área é a Amazônia, a segunda nas Índias Orientais e a menor na Bacia do Congo (África). O suprimento de energia é abundante e as chuvas são

regulares e abundantes, podendo ultrapassar 3.000 mm anuais. A principal característica da floresta tropical é a sua estratificação. A parte superior é formada por árvores que atingem 40 m de altura, formando um dossel espesso de ramos e folhas. No topo a temperatura é alta e seca.

Debaixo desta cobertura ocorre outra camada de árvores, que chegam a 20 m de altura, outras a 10 m e 5 m de altura. Este estrato médio é quente, mais escuro e mais úmido, apresentando pequena vegetação. O estrato médio caracteriza-se pela presença de cipós e epífitas. A diversificação de espécies vegetais e animais é muito grande.

Campos

É um Bioma que se caracteriza por apresentar um único estrato de vegetação. O número de espécies é muito grande, mas representado por pequeno número de indivíduos de cada espécie. A localização dos campos é muito variada: centro-oeste dos Estados Unidos, centro-leste da Eurásia, parte da América do Sul (Brasil, Argentina) e Austrália.

Durante o dia a temperatura é alta, porém a noite a temperatura é muito baixa. Muita luz e vento, pouca umidade. Predominam as gramíneas. Os animais, dependendo da região, podem ser: antílopes americanos e bisões, roedores, muitos insetos, gaviões, corujas etc.

Deserto

Os desertos apresentam localização muito variada e se caracterizam por apresentar vegetação muito esparsa. O solo é muito árido e a pluviosidade baixa e irregular, abaixo de 250 mm de água anuais. Durante o dia a temperatura é alta, mas à noite ocorre perda rápida de calor, que se irradia para a atmosfera e a temperatura torna-se excessivamente baixa. As plantas que se adaptam ao deserto geralmente apresentam um ciclo de vida curto. Durante o período favorável (chuvoso) germinam as sementes, crescem, florescem, frutificam, dispersam as sementes e morrem.

As plantas perenes como os cactos apresentam sistemas radiculares superficiais que cobrem grandes áreas. Estas raízes estão adaptadas para absorver as águas das chuvas passageiras. O armazenamento de água é muito grande (parênquimas aqüíferos). As folhas são transformadas em espinhos e o caule passa a realizar fotossíntese.

Os consumidores são predominantemente roedores, obtendo água do próprio alimento que ingerem ou do orvalho. No hemisfério norte é muito comum encontrar-se, nos desertos, arbustos distribuídos uniformemente, como se tivessem sido plantados em espaços regulares. Este fato explica-se como um caso de amensalismo, isto é, os vegetais produzem substâncias que eliminam outros indivíduos que crescem ao seu redor.

Savanas

Savana é nome dado a um tipo de cobertura vegetal constituída, em geral, por gramíneas e árvores esparsas. A topografia geralmente é plana com clima tropical, apresentando duas estações bem definidas, sendo uma chuvosa e uma seca. As Savanas ocorrem, principalmente, na zona intertropical do planeta, por esse motivo recebe uma enorme quantidade de luz solar.

A espécie de savana mais conhecida é a africana, no entanto, há outras: savanas tropicais (africana), savanas subtropicais, savanas temperadas, savanas mediterrâneas, savanas pantanosas e savanas montanhosas. As savanas do tipo tropical e subtropical são encontras em todos os continentes, apresentando duas estações bem definidas (uma quente e outra chuvosa). Os solos dessas áreas são relativamente férteis, neles se fixam gramíneas, geralmente desprovidas de árvores. A África possui savanas com esses aspectos, com destaque para as do Serengueti. Savanas temperadas são identificadas em médias latitudes e em todos os continentes, são influenciadas pelo clima temperado, cujo verão é relativamente úmido e o inverno seco. A vegetação é constituída por gramíneas.

Savanas mediterrâneas são vegetações que ocorrem em regiões de clima mediterrâneo. Nessas áreas o solo é pobre, germinando sobre a superfície arbustos e árvores de pequeno porte, essa composição corre sério risco de extinguir diante da constante intervenção humana, principalmente pela extração de lenha, criação de animais, agricultura, urbanização e etc. Savanas pantanosas são composições vegetativas que ocorrem tanto em regiões de clima tropical como

subtropical dos cinco continentes. Esse tipo de savana sofre inundações periódicas. Savanas montanhosas é um tipo de vegetação que ocorre fundamentalmente em zonas alpinas e subalpinas em distintos lugares do globo, em razão do isolamento geográfico, abriga espécies endêmicas.

Os Biomas Brasileiros

Em outras palavras, um bioma é formado por todos os seres vivos de uma determinada região, cuja vegetação tem bastante similaridade e continuidade, com um clima mais ou menos uniforme, tendo uma história comum em sua formação. Por isso tudo sua diversidade biológica também é muito parecida.

O Brasil possui enorme extensão territorial e apresenta climas e solos muito variados. Em função dessas características, há uma evidente diversidade de biomas, definidos sobretudo pelo tipo de cobertura vegetal.

Biomas Continentais Brasileiros

Área Aproximada (km²)

Área / Total Brasil

Bioma AMAZÔNIA 4.196.943 49,29%

Bioma CERRADO 2.036.448 23,92%

Bioma MATA ATLÂNTICA

1.110.182 13,04%

Bioma CAATINGA 844.453 9,92%

Bioma PAMPA 176.496 2,07%

Bioma PANTANAL 150.355 1,76%

Área Total Brasil 8.514.877 100%

Fonte: http://www.ibge.com.br/home/presidencia

Caatinga

Há aproximadamente 260 milhões de anos, toda região onde hoje está o semi-árido foi fundo de mar, mas o bioma caatinga é muito recente. Há apenas dez mil anos atrás era uma imensa floresta tropical, como a Amazônia. Para conhecer bem esse bioma do semi-árido brasileiro, basta fazer uma visita ao Sítio Arqueológico da Serra da Capivara, no sul do Piauí. Ali estão os painéis rupestres, com desenhos de preguiças enormes, aves gigantescas, tigres-dente-de-sabre, cavalos selvagens e tantos outros. No Museu do Homem Americano estão muitos de seus fósseis. Com o fim da era glacial, há dez mil anos atrás, também acabou a floresta tropical. Ficou o que é hoje a nossa Caatinga.

A Caatinga ocupa oficialmente 844.453 Km² do território brasileiro. Hoje fala-se em mais de um milhão de Km² . Estende-se pela totalidade do estado do Ceará (100%) e mais de metade da Bahia (54%), da Paraíba (92%), de Pernambuco (83%), do Piauí (63%) e do Rio Grande do Norte (95%), quase metade de Alagoas (48%) e Sergipe (49%), além de pequenas porções de Minas Gerais (2%) e do Maranhão (1%).

A Caatinga é muito rica em biodiversidade, tanto vegetal quanto animal, sobretudo de insetos. É por isso que o sul do Piauí, por exemplo, é muito favorável à criação de abelhas.

Nos períodos sem chuva, cerca de 8 meses por ano, ela ―adormece‖ e suas folhas caem. Depois, com a primeira chuva, ela como que ressuscita. É a essa lógica que seus habitantes têm que se adaptar. Portanto, aqueles que ainda acham essa região inviável, ou a têm como um deserto, demonstram um profundo desconhecimento da realidade brasileira. Cerca de 28 milhões de brasileiros habitam esse bioma, sendo que aproximadamente 38% vivem no meio rural. Essa população tem um dos piores IDHs de todo o planeta.

Amazônia

―Pulmão do Mundo‖, ―Planeta Água‖, ―Inferno Verde‖, são alguns dos chavões mundialmente conhecidos a respeito

da Amazônia. Está sempre em evidência em qualquer ponto da aldeia globalizada.

Interessa a todos. Uma das últimas regiões do planeta que ainda seduzem pela exuberância de uma natureza primitiva, hoje absolutamente ameaçada por sua devastação.

A Amazônia guarda a maior diversidade biológica do planeta – região mega-diversa - e escoa 20% de toda água doce da face da Terra. Seu início se deu há 12 milhões de anos atrás, quando os Andes se elevaram e fecharam a saída das águas para o Pacífico. Formou-se um fantástico Pantanal, quase um mar de água doce, coberto só por águas. Depois, com tantos sedimentos, a crosta terrestre tornou emergir e, aos poucos, formou-se o que é hoje a Amazônia.

A Amazônia ocupa 4.196.943 km², cerca de 49,29% do território brasileiro. Ocupa a totalidade de cinco unidades da federação (Acre, Amapá, Amazonas, Pará e Roraima), grande parte de Rondônia (98,8%), mais da metade de Mato Grosso (54%), além de parte de Maranhão (34%) e Tocantins (9%). A área desmatada da Amazônia já atinge 16,3% de sua totalidade.

Hoje cerca de 17 milhões de brasileiros vivem no bioma Amazônia, sendo que cerca de 70% no meio urbano.

Mata Atlântica

Já foi a grande floresta costeira brasileira. Ia do Rio Grande do Norte ao Rio Grande do Sul. Em alguns lugares adentrava o continente, como no Paraná, onde ocupava 98% do território Paranaense.

Era também o mais rico bioma brasileiro em biodiversidade. Ainda é em termos de Km². Hoje é o mais devastado de nossos biomas. Restam aproximadamente 7% de sua cobertura vegetal. São manchas isoladas, muitas vezes sem comunicação entre si. Há quem fale em apenas 5%.

A Mata Atlântica é o exemplo mais contundente do modelo desenvolvimento predatório desse país. Foi ao longo dele que se saqueou o pau Brasil e depois se instalaram os canaviais, tantas outras monoculturas, além do complexo industrial. Quem vive onde já foi esse bioma muitas vezes nem conhece seus vestígios, tamanha sua devastação.

O Bioma Mata Atlântica ocupa 1.110.182 km², ou seja, 13,04% do território nacional. Cobre inteiramente três estados - Espírito Santo, Rio de Janeiro e Santa Catarina - e 98% do Paraná, além de porções de outras 11 unidades da federação.

Aproximadamente 70% da população brasileira vivem na área desse bioma, perto de 120 milhões de pessoas. Por mais precarizado que esteja, é desse bioma que essa

população depende para beber água e ter um clima ainda ameno.

Cerrado

O Cerrado é o mais antigo bioma brasileiro. Fala-se que sua idade é de aproximadamente 65 milhões de anos. É tão velho que 70% de sua biomassa está dentro da terra. Por isso, se diz que é uma ―floresta de cabeça prá baixo‖. Por isso, para alguns especialistas, o Cerrado não permite qualquer revitalização. Uma vez devastado, devastado para sempre. Por isso, se diz que é uma ―floresta de cabeça prá baixo‖. Por isso, para alguns especialistas, o Cerrado não permite qualquer revitalização.

Uma vez devastado, devastado para sempre.

O Cerrado é ainda a grande caixa d’água brasileira. É do Planalto Central que se alimentam bacias hidrográficas que correm para o sul, para o norte, para o oeste e para o leste.

O Cerrado guarda ainda uma fantástica biodiversidade, porém, 57% do Cerrado já foram totalmente devastados e a metade do que resta já está muito danificada. Sua devastação é muito veloz, chegando a três milhões de hectares por ano. Nesse ritmo, estima-se que em 30 anos já não existirá.

A partir da década de 70, sob o embalo do regime militar, essa foi a grande fronteira agrícola para criação de gado e depois para o plantio de soja. A devastação de sua cobertura vegetal está comprometendo suas nascentes, rios e riachos. Ao se eliminar a vegetação, também se está eliminando os mananciais. Um rio como o São Francisco tem 80% de suas águas com origem no Cerrado. Hoje se fala que é necessário uma moratória para se preservar o que resta do Cerrado.

O Bioma Cerrado ocupa 2.036.448 Km², ou seja, 23,92% do território brasileiro. Ocupa a totalidade do Distrito Federal, mais da metade dos estados de Goiás (97%), Maranhão (65%), Mato Grosso do Sul (61%), Minas Gerais (57%) e Tocantins (91%), além de porções de outros seis estados.

Sua população em 1991 era estimada em 12,1 milhão de habitantes.

Pantanal

O Pantanal sugere animais, rios, peixes, matas e qualquer coisa ainda parecida com o Paraíso.É um bioma geologicamente novo. O leito do rio Paraguai ainda está em formação. ―O Pantanal é a maior planície inundável do mundo e apresenta uma das maiores concentrações de vida silvestre da Terra. Situado no coração da América do Sul, o Pantanal se estende pelo Brasil, Bolívia e Paraguai com uma área total de 210,000 km2. Aproximadamente 70% de sua extensão encontra-se em território brasileiro, nos Estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul‖. (www.conservation.org.br/onde/pantanal/)

No Brasil o Pantanal ocupa 150.355 Km², ou seja, 1,76% do nosso território. Há opinião que 80% do Pantanal encontra-se bem conservado. Entretanto, as queimadas, a derrubada das árvores, o assoreamento dos rios ameaçam sua existência. As últimas reportagens de TVs falam da intensa evaporação de suas águas e o risco de tornar-se um deserto. O que mais ameaça e agride esse bioma são as pastagens, queimadas e as entradas do agronegócio. Foi para impedir projeto de cana no Pantanal que Anselmo deu sua vida. A forma como a criação de gado teria se adaptado ao ambiente seria uma das responsáveis. Entretanto, para outros, os problemas ambientais do Pantanal passa também pela criação de gado.

O desafio é manter suas características e também manter sua população em condições dignas de vida. O caminho do turismo é uma possibilidade real e também um perigo. A pesca esportiva predatória é um exemplo. “Pelo seu estado de conservação, sua rica biodiversidade e as particularidades de seu ecossistema, o Pantanal é considerado uma das 37 últimas Grandes Regiões Naturais da Terra”. (Idem)

O Baixo Pantanal tem uma população de 130 mil pessoas.

Pampa

O Pampa gaúcho é bastante diferente dos demais biomas brasileiros. Dominado por gramíneas, com poucas árvores, sempre foi considerado mais apropriado para a criação do gado. Entretanto, em 2004 foi reconhecido pelo Ministério do Meio Ambiente como um bioma. Na verdade, sua biodiversidade havia sido ignorada por quase trezentos anos. Foi a porta de entrada para o gado através da região sul. A outra foi pelo vale do São Francisco, através dos currais de gado.

O único estado brasileiro com esse bioma é o Rio Grande do Sul. Ocupa 63% do território do Rio Grande. Ele também se estende pelo Uruguai e Argentina. Agora o Pampa sofre uma ameaça muito mais grave: a introdução do monocultivo e Pinus e Eucaliptos. Mais uma vez portanto, se propõe um tipo de desenvolvimento econômico inadequado às características de um bioma.

Dinâmica das populações

As populações possuem diversas características próprias, mensuráveis. Cada membro de uma população pode nascer, crescer e morrer, mas somente uma população como um todo possui taxas de natalidade e de crescimento

específicas, além de possuir um padrão de dispersão no tempo e no espaço.

O tamanho de uma população pode ser avaliada pela sua densidade

A densidade populacional pode sofrer alterações. Mantendo-se fixa a área de distribuição, a população pode aumentar devido a nascimentos e imigrações. A diminuição da densidade pode ocorrer como consequência de mortes ou de emigrações.

Curvas de crescimento

A curva S é a de crescimento populacional padrão, a esperada para a maioria das populações existentes na natureza. Ela é caracterizada por uma fase inicial de crescimento lento, em que ocorre o ajuste dos organismos ao meio de vida. A seguir, ocorre um rápido crescimento, do tipo exponencial, que culmina com uma fase de estabilização, na qual a população não mais apresenta crescimento. Pequenas oscilações em torno de um valor numérico máximo acontecem, e a população, então permanece em estado de equilíbrio.

Observe o gráfico abaixo para ententer melhor:

Fase A: crescimento lento, fase de adaptação da população ao ambiente, também chamada de fase lag. Fase B: crescimento acelerado ou exponencial, também chamada de fase log. Fase C: a população está sujeita aos limites impostos pelo ambiente, a resistência ambiental é maior sobre a população. Fase D: estabilização do tamanho populacional, onde ocorre oscilações do tamanho populacional em torno de uma média. Fase E: é a curva teórica de crescimento populacional sem a interferência dos fatores de resistência ambiental.

A curva J é típica de populações de algas, por exemplo, na qual há um crescimento explosivo, geométrico, em função do aumento das disponibilidades de nutrientes do meio. Esse crescimento explosivo é seguido de queda brusca do número de indivíduos, pois, em decorrência do esgotamento dos recursos do meio, a taxa de mortalidade é alta, podendo, inclusive, acarretar a extinção da população do local.

Fatores que regulam o crescimento populacional

A fase geométrica do crescimento tende a ser ilimitada em função do potencial biótico da espécie, ou seja, da capacidade que possuem os indivíduos de se reproduzir e gerar descendentes em quantidade ilimitada. Há porém, barreiras naturais a esse crescimento sem fim. A disponibilidade de espaço e alimentos, o clima e a existência de predatismo e parasitismo e competição são fatores de resistência ambiental (ou, do meio que regulam o crescimento populacional. O tamanho populacional acaba atingindo um valor numérico máximo permitido pelo ambiente, a chamada capacidade limite, também denominada capacidade de carga.

A curva (a) representa o potencial biótico da espécie; a curva (b) representa o crescimento populacional padrão; (c) é a capacidade limite do meio. A área entre (a) e (b) representa a resistência ambiental.

Fatores dependentes da densidade

Os chamados fatores dependentes da densidade são aqueles que impedem o crescimento populacional excessivo, devido ao grande número de indivíduos existentes em uma dada população: as disputas por espaço, alimento, parceiro sexual, acabam levando à diminuição da taxa reprodutiva e ao aumento da taxa de mortalidade. O predatismo e o parasitismo são dois outros fatores dependentes da densidade, na medida em que os predadores e parasitas encontram mais facilidade de se espalhar entre os indivíduos de uma população numerosa.

A espécie humana e a capacidade limite

O crescimento populacional da espécie humana ocorreu de maneira explosiva nos últimos séculos. Cerca de 500 milhões de pessoas habitavam a Terra em 1650. No intervalo de dois séculos, o número de habitantes chegou a 1 bilhão. Entre 1850 e 1930, já era de 2 bilhões e, em 1975, 4 bilhões de pessoas viviam no nosso planeta. O tempo de duplicação diminuiu e, hoje ultrapassamos 6 bilhões de pessoas. A cada ano, 93 milhões de pessoas são acrescentados. Se as atuais taxas de crescimento persistirem, estima-se que a população humana atingirá o tamanho de 8 bilhões de pessoas em 2017.

Esse incremento do tamanho populacional humano tem muito a ver com a evolução cultural da nossa espécie e com os nossos hábitos de sobrevivência.

O humano deixou de ser caçador-coletor há cerca de 10.000 anos, abandonou o nomadismo e passou a s fixar em locais definidos da Terra, constituindo grupos envolvidos na criação de plantas e animais de interessa alimentar. A taxa de natalidade aumentou e, executando épocas de guerra e pestes , o crescimento populacional humano passou a ser uma realidade. Pouco a pouco, no entanto, estão sendo avaliados os riscos do crescimento populacional excessivo. Poluição crescente, aquecimento global, destruição da camada de ozônio, chuva ácida e outros problemas são evidências do desgaste que o planeta vêm sofrendo. Na conferência do Cairo sobre Populações e Desenvolvimento, realizada em setembro de 1994, mais de 180 países ligados a ONU

tentaram chegar a um consenso acerca de uma política que evite a explosão da população humana. Divergências quanto aos métodos de controle da natalidade impedem, até o momento, a adoção de soluções globalizantes, embora em alguns países medidas sérias já estejam em curso, no sentido de controlar o crescimento populacional excessivo da nossa espécie.

Curvas Representativas de Epidemia e Endemia

Epidemia é a situação em que ocorre aumento exagerado no número de casos de uma doença, em uma certa população, em uma determinada época. De modo geral, é causada por vírus ou bactérias, que provocam surtos da doença em uma determinada região. Gripe, dengue e cólera são doenças que costumam ter caráter epidêmico. Endemia é a situação em que uma doença acomete um número constante de indivíduos de uma população ao longo do tempo. É característica de doenças provocadas por vermes (esquistossomose, teníase, ascaridíase) e protozoários (doenças de Chagas, malária etc.). Dependendo da doença, da população afetada e da área considerada, uma epidemia para determinado país pode ter um caráter epidêmico para, por exemplo, um determinado município desse país. Pandemia é uma situação em que uma epidemia ocorre simultaneamente em vários locais do planeta. É o caso da AIDS, por exemplo.

Exemplo de curva epidêmica

Dinâmica das comunidades

Em um ecossistema, há muitos tipos de interações entre os componentes das diversas espécies. Podemos classificar as relações entre seres vivos inicialmente em dois grupos: as intra-específicas, que ocorrem entre seres da mesma espécie, e as interespecíficas, entre seres de espécies distintas. É comum diferenciar-se as relações em harmônicas ou positivas e desarmônicas ou negativas. Nas harmônicas não há prejuízo para nenhuma das partes associadas, e nas desarmônicas há.

Antes de tratarmos de cada tipo de relação entre os seres vivos, iremos esclarecer o significado de dois termos: habitat e nicho ecológico.

Noções sobre habitat e nicho ecológico

É clássica a analogia que compara o habitat ao endereço de uma espécie, e o nicho ecológico à sua profissão. Se você quer encontrar indivíduos de uma certa espécie no ambiente natural, deve procurá-los em seu habitat. As observações que você fizer sobre a "maneira como ele vivem", serão indicações do nicho ecológico. O pescador experiente sabe onde encontrar um certo tipo de peixe, que isca deve usar, se deve afundá-la mais ou menos, em que época do ano e em qual período do dia ou da noite ele terá maior chance de sucesso. Ele deve saber muito, portanto, do habitat e nicho ecológico dos peixes que mais aprecia.

RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS HARMÔNICAS

Relações que ocorrem em indivíduos da mesma espécie, não existindo desvantagem nem benefício para nenhuma das espécies consideradas. Compreendem as colônias e as sociedades.

Colônias

Agrupamento de indivíduos da mesma espécie que revelam profundo grau de interdependência e se mostram ligados uns aos outros, sendo-lhes impossível a vida quando isolados do conjuntos, podendo ou não ocorrer divisão do trabalho. As cracas, os corais e as esponjas vivem sempre em colônias. Há colônias com divisão de trabalho. É o que podemos observar com colônias de medusas de cnidários (caravelas) e com colônias de Volvox globator (protista): há alguns indivíduos especializados na reprodução e outros no deslocamento da colônia (que é esférica) na água.

Sociedades

As sociedades são agrupamentos de indivíduos da mesma espécie que têm plena capacidade de vida isolada mas preferem viver na coletividade. Os indivíduos de uma sociedade têm independência física uns dos outros. Pode ocorre, entretanto, um certo grau de diferenciação de formas entre eles e de divisão de trabalho, como sucede com as formigas, as abelhas e os

térmitas ou cupins.

Nos diversos insetos sociais a comunicação entre os diferentes indivíduos é feita através dos ferormônios - substâncias químicas que servem para a comunicação. Os ferormônios são usados na demarcação de territórios, atração sexual, transmissão de alarme, localização de alimento e organização social.

COMPETIÇÃO INTRA-ESPECÍFICAS

É a relação intra-específica desarmônica, entre os indivíduos da mesma espécie, quando concorrem pelos mesmos fatores ambientais, principalmente espaço e alimento. Essa relação determina a densidade das populações envolvidas.

Canibalismo

Canibal é o indivíduo que mata e come outro da mesma espécie. Ocorre com escorpiões, aranhas, peixes, planárias, roedores, etc. Na espécie humana, quando existe, recebe o nome de antropofagia (do grego anthropos, homem; phagein, comer).

RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS HARMÔNICAS

Ocorrem entre organismos de espécies diferentes. Compreendem a protocooperação, o mutualismo, o comensalismo e inquilinismo.

Comensalismo

É uma associação em que uma das espécies — a comensal — é beneficiada, sem causar benefício ou prejuízo ao outro. O termo comensal tem interpretação mais literal: "comensal é aquele que come à mesa de outro".

A rêmora é um peixe dotado de ventosa com a qual se prende ao ventre dos tubarões. Juntamente com o peixe-piloto, que nada em cardumes ao redor do tubarão, ela aproveita os restos alimentares que caem na boca do seu grande "anfitrião".

A Entamoeba coli é um protozoário comensal que vive no intestino humano, onde se nutre dos restos da

digestão.

Inquilinismo

É a associação em que apenas uma espécie (inquilino) se beneficia, procurando abrigo ou suporte no corpo de outra espécie (hospedeiro), sem prejudicá-lo. Trata-se de uma associação semelhante ao comensalismo, não envolvendo alimento. Exemplos:

Peixe-agulha e holotúria - O peixe-agulha apresenta um corpo fino e alongado e se protege contra a ação de predadores abrigando-se no interior das holotúrias (pepinos-do-mar), sem prejudicá-los.

Epifitismo - Epífias (epi, em cima) são plantas que crescem sobre os troncos maiores sem parasitá-las. São epífitas as orquídeas e as bromélias que, vivendo sobre árvores, obtêm maior suprimento de luz solar.

Mutualismo

Associação na qual duas espécies envolvidas são beneficiadas, porém, cada espécie só consegue viver na presença da outra. Entre exemplos destacaremos.

Liquens - Os liquens constituem associações entre algas unicelulares e ceros fungos. As algas sintetizam matéria orgânica e fornecem aos fungos parte do alimento produzido. Esses, por sua vez, retiram água e sais minerais do substrato, fornecendo-os às algas. Além disso, os fungos envolvem com suas hifas o grupo de algas, protegendo-as contra desidratação.

Cupins e protozoários - Ao comerem madeira, os cupins obtêm grandes quantidades de celulose, mas não conseguem produzir a celulase, enzima capaz de digerir a celulose. Em seu intestino existem protozoários flagelados capazes de realizar essa digestão.Assim, os protozoários se valem em parte do alimento do inseto e este, por sua vez, se beneficia da ação dos protozoários. Nenhum deles, todavia, poderia viver isoladamente.

Ruminates e microorganismos - Na pança ou rúmen dos ruminantes também se encontram bactérias que promovem a digestão da celulose ingerida com a folhagem. É um caso idêntico ao anterior.

Bactérias e raízes de leguminosas - No ciclo do nitrogênio, bactérias do gênero Rhizobium produzem compostos nitrogenados que são assimilados pelas

leguminosas, por sua vez, fornecem a essas bactérias a matéria orgânica necessária ao desempenho de suas funções vitais.

Micorrizas - São associações entre fungos e raízes de certas plantas, como orquídeas, morangueiros, tomateiros, pinheiros, etc. O fungo, que é um decompositor, fornece ao vegetal nitrogênio e outros nutrientes minerais; em troca, recebe matéria orgânica fotossintetizada.

Protocooperação

Trata-se de uma associação bilateral, entre espécies diferentes, na qual ambas se beneficiam; contudo, tal associação não é obrigatória, podendo cada espécie viver isoladamente.

A atuação dos pássaros que promovem a dispersão das plantas comendo-lhes os frutos e evacuando as suas sementes em local distante, bem como a ação de insetos que procuram o néctar das flores e contribuem involuntariamente para a polinização das plantas são consideradas exemplos de protocooperação.

Como exemplo citaremos:

Caramujo paguro e actínias - Também conhecido como bernardo-eremita, trata-se de um crustáceo marinho que apresenta o abdômen longo e mole,

desprotegido de exoesqueleto. A fim de proteger o abdômen, o bernardo vive no interior de conchas vazias de caramujos. Sobre a concha aparecem actínias ou anêmonas-do-mar (celenterados), animais portadores de tentáculos urticantes. Ao paguro, a actínia não causa qualquer dano, pois se beneficia, sendo levada por ele aos locais onde há alimento. Ele, por sua vez, também se beneficia com a eficiente "proteção" que ela lhe dá.

Pássaro-palito e crocodilo - O pássaro-palito penetra na boca dos crocodilos, nas margens do Nilo, alimentando-se de restos alimentares e de vermes existentes na boca do réptil. A vantagem é mútua, porque, em troca do alimento, o pássaro livra os crocodilos dos parasitas. Obs.: A associação ecológica verificada entre o pássaro-palito e o crocodilo africano é um exemplo de mutualismo, quando se considera que o pássaro retira parasitas da boca do réptil. Mas pode ser também descrita como exemplo de comensalismo; nesse caso o pássaro atua reirando apenas restos alimentares que ficam situados entre os dentes do crocodilo.

Anu e gado - O anu é uma ave que se alimenta de carrapatos existentes na pele do gado, capturando-os diretamente. Em troca, o gado livra-se dos indesejáveis parasitas.

Esclavaismo ou sinfilia

É uma associação em que uma das espécies se beneficia com as atividades de outra espécie. Lineu descreveu essa associação com certa graça, afirmando: Aphis formicarum vacca (o pulgão, do gênero Aphis, é a "vaca" das formigas).

Por um lado, o esclavagismo tem características de hostilidade, já que os pulgões são mantidos cativos dentro do formigueiro. Não obstante, pode-se considerar uma relação harmônica, pois os pulgões também são beneficiados pela facilidade de encontrar alimentos e até mesmo pelos bons tratos a eles dispensados pelas formigas (transporte, proteção, etc). Essa associação é considerada harmônica e um caso especial de protocooperação por muitos autores, pois a união não é obrigatória à sobrevivência.

COMPETIÇÃO INTERESPECÍFICAS

Relações interespecíficas desarmônicas entre espécies diferentes, em uma mesma comunidade, apresentam nichos ecológicos iguais ou muito semelhantes, desencadeando um mecanismo de disputa pelo mesmo recurso do meio, quando este não é suficiente para as duas populações.

Esse mecanismo pode determinar controle da densidade das duas populações que estão interagindo, extinção de uma delas ou, ainda, especialização do nicho ecológico.

Amensalismo ou Antibiose

Relação no qual uma espécie bloqueia o crescimento ou a reprodução de outra espécie, denominada amensal, através da liberação de substâncias tóxicas. Exemplos:

Os fungos Penicillium notatum eliminam a penicilina, antibiótico que impede que as bactérias se reproduzam.

As substâncias secretadas por dinoflagelados Gonyaulax, responsáveis pelo fenômeno "maré vermelha", podem determinar a morte da fauna marinha.

A secreção e eliminação de substâncias tóxicas pelas raízes de certas plantas impede o crescimento de outras espécies no local.

Parasitismo

O parasitismo é uma forma de relação desarmônica mais comum do que a antibiose. Ele caracteriza a espécie que se instala no corpo de outra, dela retirando matéria para a sua nutrição e causando-lhe, em conseqüência, danos cuja gravidade pode ser muito variável, desde pequenos

distúrbios até a própria morte do indivíduo parasitado. Dá-se o nome de hospedeiro ao organismo que abriga o parasita. De um modo geral, a morte do hospedeiro não é conveniente ao parasita. Mas, a despeito disso, muitas vezes ela ocorre.

Predatismo

Predador é o indivíduo que caça e devora outro, chamado presa, pertencente a espécie diferente. Os predadores são geralmente maiores e menos numerosos que suas presas, sendo exemplificadas pelos animais carnívoros. As duas populações - de predadores e presas - geralmente não se extinguem e nem entram em superpopulação, permanecendo em equilíbrio no ecossistema. Para a espécie humana, o predatismo, como fator limitante do crescimento populacional, tem efeito praticamente nulo.

Formas especiais de adaptações ao Predatismo

Mimetismo - Mimetismo é uma forma de adaptação revelada por muitas espécies que se assemelham bastante a outras, disso obtendo algumas vantagens. A cobra falsa-coral é confundida com a coral-verdadeira, muito temida, e, graças a isso, não é importunada pela maioria das outras espécies. Há

mariposas que se assemelham a vespas, e mariposas cujo colorido lembra a feição de uma coruja com olhos grandes e brilhantes.

Camuflagem - Camuflagem é uma forma de adaptação morfológica pela qual uma espécie procura confundir suas vítimas ou seus agressores revelando cor(es) e/ou forma(s) semelhante(s) a coisas do ambiente. O padrão de cor dos gatos silvestres, como o gato maracajá e a onça, é harmônico com seu ambiente, com manchas camuflando o sombreado do fundo da floresta. O mesmo se passa com lagartos (por exemplo, camaleão), que varia da cor verde das folhas à cor marrom do substrato onde ficam. Os animais polares costumam ser brancos, confundindo-se com o gelo. O louva-a-deus, que é um poderoso predador, se assemelha a folhas ou galhos.

Aposematismo - Aposematismo é o mesmo que coloração de advertência. Trata-se de uma forma de adaptação pela qual uma espécie revela cores vivas e marcantes para advertir seus possíveis predadores, que já a reconhecem pelo gosto desagradável ou pelos venenos que possui. Muitas borboletas exibem os chamados anéis miméticos, com cores de alerta, que desestimulam o ataque dos predadores. Uma espécie de coloração de advertência bem conspícua é Dendrobates Ieucomelas, da Amazônia, um pequeno sapo colorido com listras pretas e amarelas e venenoso.