Disciplina:Ciências do Ambiente

Prof. Fernando Porto

Introdução à Ecologia

Introdução

• Ernst Haeckel: “O conhecimento biológico nunca é completo quando o organismo é estudado isoladamente.”

• Ecologia: Ciência que estuda as relações dos seres vivos com o meio ambiente, ou ciência que estuda a estrutura e funcionamento da Natureza, considerando a humanidade parte dela (Odum, 1972)

Ernst Haeckel (1834 - 1919):Biólogo, naturalista, filósofo, médico, professor e artista alemão

Meio Ambiente

• Definição: conjunto de condições físicas (luz, temperatura, pressão...), químicas (salinidade, oxigênio dissolvido...) e biológicas (relações com outros seres vivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjunto de limitações e de possibilidades para uma dada espécie.

• Em outras palavras, o meio ambiente é tudo que nos cerca.

Seleção Natural

• O meio ambiente está sempre mudando e evoluindo. O clima, os seres vivos e as próprias atividades humanas modificam o ambiente e são influenciadas por essas modificações, gerando novas alterações.

• Alguns seres vivos são incapazes de adquirir os recursos que necessitam e se extinguem, enquanto outros desenvolvem constantemente melhores formas de adaptação aos problemas do ambiente em constante mudança.

• Assim, pode ser afirmado que o meio ambiente é ‘seletivo’ na medida que certas características dão aos seus possuidores certa vantagem na sobrevivência e procriação.

• Diz-se que os indivíduos melhor adaptados ao ambiente mutante ‘foram selecionados’, por meio da seleção natural.

• Existe também a seleção artificial.Seleção natural e antibióticos

Habitat

• O habitat de um organismo é o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas -nutrição, proteção e reprodução.

• Existem também os habitats artificiais, construídos pelo homem, normalmente para promover o aumento populacional de determinada espécie ou comunidade. Exemplos tão antigos como a história da humanidade incluem os campos de cultivo ou os criadouros de peixes.

Recife de coral: Ilhas Phoenix

Plantação de trigo, Idaho, EUA.

Nicho Ecológico

• O nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade - como ela faz para satisfazer as suas necessidades.

• As algas, por exemplo, têm o seu habitat na água superficial de um lago (zona iluminada), e parte do seu nicho ecológico é a produção de matéria orgânica, através da fotossíntese, a qual serve de alimento para sua população e para alguns animais.

Resistência Ambiental

• Em um ambiente em que as condições ambientais são “ótimas” para uma determinada espécie, esta consegue reproduzir-se em toda a sua plenitude (exercer seu potencial biótico).

• Entretanto, a reprodução sem oposição não pode manter-se por muito tempo em um ambiente de recursos limitados.

• Assim, o ambiente se encarrega de controlar o crescimento da população através da resistência ambiental, fazendo com que a população se estabilize.

• A resistência ambiental compreende todos os fatores (fome, enfermidades, alterações climáticas, competição, etc.) que impedem o desenvolvimento do potencial biótico.

• O processo funciona do seguinte modo: quando a densidade populacional aumenta, aumenta também a resistência ambiental, que por sua vez origina uma diminuição da densidade populacional.

• Em outras palavras, o habitat ideal para uma espécie é então a região onde a resistência ambiental para a espécie é mínima, ou seja, onde ela encontra melhores possibilidades de sobrevivência.

Organização Biológica

• Conceito de níveis de organização dos seres vivos: um arranjo hierárquico que agrupa os seres vivos partindo de sistemas biológicos simples – genes -para biossistemas cada vez mais complexos –biosfera - formando um todo unificado.

• A ecologia estuda fundamentalmente os quatro últimos níveis desta sequência.

Genes → Células → Tecido → Órgão → Aparelho → Organismo → População → Comunidade →

Ecossistema → Biosfera

• população: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocupa uma determinada área;

• comunidade: conjunto de populações que interagem de forma organizada, vivendo numa mesma área;

• ecossistema: conjunto resultante da interação entre a comunidade e o ambiente inerte;

• biosfera: sistema que inclui todos os organismos vivos da Terra, interagindo com o ambiente físico, como um todo.

população

comunidade

ecossistema

Biosfera

Exercício

1. Conceitue Ecologia.

2. Qual a diferença entre ecólogo e ecologista ?

3. Cite 4 exemplos de habitat e nicho ecológico.

4. Enumere 3 fatores de resistência ambiental para o homem.

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Biosfera

• Biosfera ou ecosfera é o conjunto de todos os ecossistemas da Terra, sendo o maior nível de organização ecológica.

• Porém, a biosfera é uma delgada camada em torno do planeta.

• As condições de vida cessam a pouco mais de 7 km acima do nível do mar, embora bactérias possam ser encontradas em até 32 km de altitude.

• A vida pode ser encontrada no mar até na zona Hadal, fossa das Marianas (11.000 m de profundidade), mas na superfície, no máximo encontramos bactérias sobrevivendo a 3.000 m em rochas profundas.

Exemplares de Riftiapachyptila fotografadas próximas a uma fonte hidrotermal abissal.

Atenção: não é vegetal, e sim animal!

• Assim, verifica-se que no total a biosfera não vai além de 43 km de espessura. Como a Terra tem 12.942 km de diâmetro (12.742 km mais 100 km de atmosfera, considerando a linha de Kármán), em média, pode-se dizer a biosfera representa apenas aproximadamente 0,8% do planeta Terra.

100%

0,8%

• Para satisfazer as necessidades dos seres vivos, é necessária:

• Presença de água, luz, calor e matéria para a síntese dos tecidos vivos.

• Ausência de condições prejudiciais à vida como substâncias tóxicas, radiações ionizantes e variações extremas de temperatura.

Cinturões de Van Allen

Vento solar + partículas magnéticas

Eixo magnético

Radiações ionizantes Camada de

ozônio

A biosfera apresenta escudos contra radiações ionizantes (camada de ozônio) e partículas eletrizadas (cinturões de Van Allen) vindas do Sol.

Luz e calor essenciais

• Água: cobre ¾ da superfície do planeta.

• Grandes massas de água que se encarregam de manter a temperatura média do planeta sem grandes variações.

• Substâncias minerais em contínua reciclagem nos seus vários ambientes.

Energia

• A principal fonte de energia para a biosfera é o sol: além de iluminar e aquecer o planeta, fornece energia para a síntese de alimento.

• A energia solar também é responsável pela distribuição e reciclagem de elementos químicos, pois governa o clima e o tempo nos sistemas de distribuição de calor e água na superfície do planeta.

• A energia solar que toca a superfície da terra é formada por um conjunto de radiações distintas, sendo que a grande maioria é absorvida pela camada de ozônio presente na atmosfera terrestre.

• Do aspecto ecológico, as mais importantes são:

• Radiações infravermelhas: absorvidas em grande parte pelo vapor d'água atmosférico, exercem poderosa influência sobre os seres vivos, dando também origem a fenômenos meteorológicos, como o vento.

• Radiações ultravioletas: essenciais na formação da vitamina D, necessária aos seres vivos, porém possuem grande poder mutágeno, estando relacionadas com o câncer de pele.

• Radiações visíveis: a luz solar se relaciona fundamentalmente com a produção de alimentos.

Recursos Naturais

• Ar, água, solo, minerais, flora e fauna, genericamente, são recursos naturais, isto é, são recursos que a natureza coloca à disposição dos seres vivos, para que estes possam satisfazer às suas necessidades.

• Podem der divididos em renováveis e não renováveis:

• Renováveis - naturalmente podem ser regenerados após o uso, como: água, ar, energia solar, energia eólica, madeira, plantas produtoras de fibra e as usadas na alimentação, animais usados na alimentação e confecção de agasalhos.

• Não-renováveis - não podem ser naturalmente regenerados após o uso ou sãoregenerados em tempos geológicos muito extensos: o calcário, a areia, o petróleo e o carvão mineral são exemplos de recursos naturais não-renováveis.

• Em relação ao homem, o recurso natural será renovável ou não dependendo da sua exploração e/ou capacidade de reposição.

• Recursos conceituados como renováveis podem deixar de sê-lo.

• A água, por exemplo, pode deixar de ser um recurso renovável na região quando manejada de forma incorreta.

• Para evitar a extinção, exaustão ou perda de recursos naturais é fundamental o conhecimento ecológico, para que se possa estabelecer condições e limites de uso e exploração, bem como planos de manejo adequados à capacidade de suporte do ambiente.

Atividades Humanas eDesequilíbrios na Biosfera

• As atividades humanas contribuem para alterações dos requisitos de qualidade da biosfera.

• As emissões de gás carbônico alteram a composição da atmosfera; os resíduos lançados pelos esgotos das fábricas e das casas alteram a composição da hidrosfera; a disposição inadequado do lixo, dos entulhos de construção, dos rejeitos da mineração, dos inseticidas, dos adubos, etc., alteram a composição da litosfera (crosta terrestre).

• Algumas dessas atividades humanas podem ser benéficas para a biosfera, melhorando as condições de vida ou de desenvolvimento, por exemplo: a adubação e a irrigação do solo, aumentando nele a quantidade de elementos nutritivos e água necessários ao crescimento das plantas.

• Outras porém são nocivas por causarem poluição, erosão. etc. Às vezes, uma atividade é benéfica em uma determinada área e para outra torna-se nociva, como, por exemplo, a aplicação de inseticidas para combater as pragas da lavoura, causando morte de insetos inofensivos e contaminando a água dos rios próximos.

• O equilíbrio entre todas essas atividades, assim como o conhecimento das relações entre as espécies de animais e vegetais que habitam diferentes locais da biosfera, são indispensável para que se consiga manter as características do meio em que vivemos.

Exercício

1. Elabore um quadro com cinco atividades humanas que contribuem para alterar a biosfera, relacionando-as com os benefícios esperados e os prejuízos observados.

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Bibliografia

Selma Maria de Araújo Apostila Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia.

Universidade Federal da Paraíba, Departamento de Engenharia Civil, 1997.