Sumário do Volume - gensa.com.br · apresentava uma “força” ou um “princípio ativo” capaz de gerar vida e, por isso, a ideia ficou também conhecida como Teoria da Abiogênese

Sumário do Volume

Histórico e Interações da Vida

1. O início da vida na Terra ...............................................................................................51.1 Um ser vivo só surge a partir de outro semelhante .............................................................51.2 Como surgiu o primeiro ser vivo na Terra? ...........................................................................71.3 Os primeiros seres vivos eram bastante simples ................................................................ 92. A continuidade da vida na Terra ............................................................................... 142.1 Teorias da evolução – os pesquisadores tentam explicar seus mecanismos .............142.2 As espécies deixam pistas do processo evolutivo .............................................................172.3 A biodiversidade como resultado do processo evolutivo ................................................212.4 A biodiversidade atual – os seres vivos classificados em reinos e domínios ............. 243. As interações entre vida e ambiente ........................................................................ 323.1 A Ecologia preocupa-se com os níveis de organização mais amplos ......................... 323.2 Cada espécie ocupa seu habitat e seu nicho .................................................................... 334. Organização biótica dos ecossistemas.....................................................................374.1 Produtores, consumidores e decompositores .................................................................. 374.2 As relações alimentares representadas através das cadeias e das teias alimentares 374.3 A interferência em um nível trófico desequilibra as cadeias alimentares ................... 394.4 Nas cadeias alimentares, o fluxo da matéria é cíclico e o fluxo de energia, unidirecional .....................................................................................................................................404.5 As relações alimentares representadas por meio das pirâmides ecológicas ..............414.6 A produtividade nos ecossistemas ...................................................................................... 42

Sumário Completo

Volume 1

1. O início da vida na Terra2. A continuidade da vida na Terra3. As interações entre vida e ambiente4. Organização biótica dos ecossistemas

Volume 2

6. A matéria e o grande ciclo da vida7. Evolução dos ambientes: um processo lento e gradual8. Ecologia das comunidades: os seres vivos relacionando-se entre si

Volume 3

9. As populações são entidades dinâmicas10. A interferência do homem no equilíbrio do planeta11. De norte a sul, de leste a oeste: os biomas brasileiros

51ª série do Ensino Médio - Vol. 1

1. O início da vida na Terra

As várias formas de vida existentes no planeta, os hábitos das espécies e os meios utilizados por elas para sobrevivência são surpreendentes e, desde muito tempo, instigam a curiosidade

dos pesquisadores, a começar pelo seguinte princípio: como teria surgido a vida no planeta? Há tempos tentamos observar, analisar, discutir, propor e, principalmente, rematar os mecanismos envolvidos na fascinante história da vida.

1.1 Um ser vivo só surge a partir de outro semelhante

Ao longo de séculos, diversas pesquisas foram desenvolvidas na tentativa de compreender o processo reprodutivo das espécies e, entre esses, alguns se destacaram, seja pela simplicidade,

pelo contexto em que foram desenvolvidos ou pela capacidade de comprovarem ou refutarem ideias da época. No tempo de Aristóteles (384-322 a.C.), embora o processo sexuado de reprodução fosse evidente para algumas espécies, as observações de girinos e outros pequenos animais aparecendo em poças d’água sugeriam que alguns seres vivos “brotavam” a partir da matéria inerte. Essa ideia persistiu por muito tempo, constituindo a base de um pensamento predominante até meados do século XIX, a chamada Teoria da Geração Espontânea. Para alguns, a matéria bruta inorgânica apresentava uma “força” ou um “princípio ativo” capaz de gerar vida e, por isso, a ideia ficou também conhecida como Teoria da Abiogênese (do grego: a = sem, bio = vida, génesis = formação) No século XVII, o biólogo italiano Francesco Redi (1626-1691), procurando compreender o processo de formação de vermes, colocou pedaços de carne em frascos de vidros, mantendo alguns frascos abertos e outros fechados com gaze. Alguns dias depois, nos frascos abertos, apareceram “vermes” nos pedaços de carne que, posteriormente, deram origem a moscas. Nos frascos fechados com gaze, não apareceram “vermes”, mostrando que eles só apareciam a partir de moscas (Figura 1.1). O experimento tornou-se, então, um modelo para a defesa da Teoria da Biogênese, segundo a qual um ser vivo só pode se originar a partir de outro ser vivo já existente. Esse estudo mostrou um caso particular de Biogênese, não podendo ser aplicado a todas as formas de vida, mas abalou a credibilidade da geração espontânea. No século seguinte, novos trabalhos desenvolvidos deixaram brechas para discussões, como ocorreu entre o cientista inglês John Needham (1713-1781) e o padre italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799), que tentaram demonstrar o surgimento de micro-organismos recém-descobertos com o desenvolvimento dos microscópios. Needham colocou caldo nutritivo em um frasco, ferveu e fechou-o. Dias depois, quando Needham observou o frasco, percebeu que este estava escuro, provavelmente devido à presença

BiologiaHistórico e Interações da Vida

Moscas

Vermes

Fig.1.1 - Os experimentos de Redi demonstraram que larvas de moscas surgem apenas a partir de outras moscas

Biologia

6 1ª série do Ensino Médio

de micro-organismos. Dessa forma, o pesquisador concluiu que esses micro-organismos haviam se formado a partir da matéria bruta contida no frasco de vidro. Spallanzani repetiu o experimento, mas aquecendo a solução por mais tempo e mantendo o frasco hermeticamente fechado. Dias após o experimento, a solução continuava límpida, sem micro-organismos. Spallanzani concluiu que Needham havia fervido pouco o frasco, permitindo que alguns micróbios permanecessem vivos. Needham retrucou, alegando que Spallanzani havia fervido demais o frasco e, portanto, havia destruído o princípio vital da matéria bruta. Com isso, o embate Abiogênese x Biogênese continuou. Além da possibilidade de a Abiogênese ser válida para os micro-organismos, uma série de fatos induzia à crença de que vermes intestinais seriam gerados espontaneamente a partir da matéria orgânica de outro ser vivo. Em meados do século XIX, alguns trabalhos ainda eram favoráveis à geração espontânea dos micro-organismos, enquanto outros eram favoráveis à Biogênese. O cientista francês Louis Pasteur (1822-1895) destacou-se nessa disputa científica ao elaborar uma série de experimentos que forneceram provas mais concretas a favor da Teoria da Biogênese. Pegando frascos de gargalo longo, Pasteur os recurvou, para que adquirissem a forma de “pescoço de cisne”. Colocando nesses frascos uma solução nutritiva, ele os aqueceu e os manteve abertos, para permitir a entrada de gás oxigênio. Após muito tempo, os frascos continuavam com a solução límpida, indicando que não havia ocorrido contaminação. Logo depois que Pasteur quebrava os gargalos, a solução tornava-se escura (Figura 1.2). Para explicar esses resultados, alegou que os gargalos “pescoço de cisne” impediam a entrada de micro-organismos pelo ar, o que não estaria acontecendo com os frascos normais. Portanto, para Pasteur, a ideia de que os seres vivos se formavam a partir da matéria bruta contida no frasco estava incorreta. Em 1862, Pasteur recebeu um prêmio por seus trabalhos oferecido pela Academia de Ciências de Paris.

Solução nutritiva foi colocada emum frasco com gargalo recurvado

(pescoço de cisne) e aquecidadurante um tempo suficiente

para provocar a morte de todosos micro-organismos.

Ao esfriar o caldo, o ar podia entrar, mas os micro-organismos permaneciam

retidos no gargalo "pescoço de cisne". Assim, a solução nutritiva permanecia

estéril e límpida.

Quebrando o gargalo “pescoço de cisne”, a solução

tornava-se escura devido àcontaminação e proliferação demicro-organismos que agora

podiam entrar com o ar.

1

2

3

Fig.1.2 - Experimento de Pasteur comprovando que seres vivos só são formados a partir de outros preexistentes

Saiba mais As contribuições de Pasteur ultrapassaram as paredes do laboratório. Seus estudos sobre micro-organismos

impactaram positivamente a Medicina e a indústria alimentícia. Na Medicina, influenciou o desenvolvimento de

técnicas desinfetantes dos instrumentos, minimizando a taxa de mortalidade nos ambientes hospitalares. Na

indústria alimentícia, seus estudos constituíram a base da pasteurização, técnica através da qual os alimentos

são submetidos a temperaturas elevadas e, imediatamente depois, a um resfriamento brusco, diminuindo a

carga de micro-organismos patogênicos e deteriorantes, mas conservando as propriedades organolépticas e

nutricionais.

O início da vida na Terra

7Volume 1

1.2 Como surgiu o primeiro ser vivo na Terra?

Com a comprovação da Teoria da Biogênese, ficou claro que um ser vivo, por mais simples que seja, só pode surgir a partir de outro ser vivo semelhante. Mas como se teria formado o

primeiro ser vivo?

As primeiras teorias

Na época em que os pesquisadores buscavam as explicações para o surgimento dos seres vivos, as religiões eram bastante influentes nas ciências. Assim, uma hipótese a respeito da origem do primeiro ser vivo, conhecida como Criacionista, diz que todos os seres vivos teriam sido formados por um Ser ou por uma Força Superior. Essa ideia, na realidade, refere- -se muito mais a uma questão de fé do que de ciência, pois não temos meios de prová-la nem de negá-la. Outra proposta, conhecida como Panspermia Cósmica, sugere que o primeiro ser vivo da Terra teria aparecido a partir de um cometa que colidiu com o planeta. Essa ideia apresenta inconvenientes: em primeiro lugar, nenhum ser vivo existente na Terra conseguiria sobreviver ao impacto provocado por um cometa na atmosfera terrestre. Em segundo, mesmo que ficasse provado que o primeiro ser vivo veio de outro planeta, a pergunta principal “Como surgiu esse primeiro ser vivo?” não seria respondida.

Os seres vivos surgiram através da evolução química

Os seres vivos nada mais são do que um aglomerado de moléculas inorgânicas e orgânicas, estrutural e fisiologicamente organizadas, capazes de manter suas condições internas e seu metabolismo constantes. Sendo assim, a ideia mais cientificamente aceita para explicar a origem do primeiro ser vivo é a Evolução Química (Figura 1.3), proposta na década de 1920 pelo bioquímico russo A. I. Oparin (1894-1980) e pelo biólogo inglês J. B. S. Haldane (1892-1964). De acordo com essas ideias, a Terra teria aproximadamente 4,5 bilhões de anos. No início, sua atmosfera apresentava uma composição química muito diferente da atual. Havia os gases metano (CH

4), hidrogênio (H

2), amônia (NH

3) e vapor d’água (H

2O) – gases que apresentam

os elementos químicos mais encontrados nas moléculas orgânicas dos seres vivos: carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. As condições da atmosfera também, provavelmente, não eram semelhantes às condições atuais. Como não havia gás oxigênio (O

2), ou quase não havia, também não havia camada de

ozônio (O3). Assim, a superfície terrestre estaria sujeita a uma maior incidência de radiação

ultravioleta. Como a temperatura da superfície da Terra era mais alta, a água evaporava com maior rapidez, de forma que as tempestades eram mais frequentes. A alta temperatura, as descargas elétricas e a radiação ultravioleta teriam fornecido energia para permitir as reações entre os gases da atmosfera. Com a reação entre esses compostos, começou a ocorrer a formação de moléculas orgânicas simples. Essas teriam sido arrastadas para os mares junto com as chuvas, continuando a reagir, e teriam se acumulado nos mares antigos, formando uma espécie de “sopa nutritiva”. A partir daí, as moléculas orgânicas formadas teriam começado a se associar e a formar aglomerados isolados do meio ambiente. Esses agregados de moléculas orgânicas foram chamados de coacervatos ou coacervados (do latim: coacervare = formar grupos). Mesmo isoladas do meio, as gotas de coacervatos poderiam realizar trocas de substâncias com o ambiente externo e, em seu interior, provavelmente teriam ocorrido várias reações. Todavia só consideramos o surgimento da vida após a formação dos ácidos nucleicos e, com eles, a capacidade de reprodução e evolução, principais características dos seres vivos.

Biologia


Fig.1.3 - Eventos iniciais na formação da vida segundo as ideias de Oparin e Haldane

A teoria de Oparin e Haldane foi revitalizada em 1953 pelo experimento do estudante Stanley L. Miller (1930-2007) e de Harold C. Urey (1893-1981), da Universidade de Chicago. Nesse experimento, os cientistas demonstraram que os gases metano, hidrogênio, amônia e vapor d’água, se expostos às mesmas condições da atmosfera primitiva, poderiam originar moléculas orgânicas simples, como, por exemplo, os aminoácidos (Figura 1.4). Mais tarde, em 1956, o pesquisador estadunidense Sidney Fox (1912-1998) mostrou que, nos mares primitivos, poderia ter ocorrido a formação dos coacervatos. Fox aqueceu experimentalmente moléculas de aminoácidos, formando glóbulos que, posteriormente, se organizaram em microesferas, semelhantes aos coacervatos propostos por Oparin. Até hoje, a teoria proposta por Oparin é muito contestada em vários aspectos, mas também aceita por muitos pesquisadores. De qualquer modo, dificilmente saberemos como o processo realmente ocorreu.

Exercícios de sala

1 Leia o texto a seguir. Sabemos que, há cerca de 3,5 bilhões de anos, já havia na Terra atividade de organismos unicelulares

e que vários processos químicos os antecederam. Mas, qual a origem das moléculas orgânicas que são a base do fenômeno da vida?

No início do século passado, Svante Arrhenius propôs que a vida teria se desenvolvido fora da Terra e aqui chegado sob a forma de esporos. Essa teoria – inicialmente abandonada – foi retomada por Fred Hoyle e Nalin Wickramasinghe, na década de 70, que passaram a defender que compostos orgânicos necessários para o aparecimento da vida foram trazidos para a Terra por cometas ...

PACHECO, J. A. F. Quando a vida surgiu no Universo? Ciência Hoje. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/2014/318/quando-a-vida-surgiu-no-universo>. (Adaptado) Acesso em 08 set. 2015.

A teoria proposta por Arrhenius à qual o texto se refere é conhecida como:a) Criacionismo. c) Biogênese e) Panspermia Cósmicab) Abiogênese. d) Evolução Química.

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Fig.1.4 - Experimento de Miller e Urey


9Volume 1

2 Acredita-se que a vida tenha surgido no planeta há cerca de 3,5 bilhões de anos. A incidência de radiação ultravioleta, a elevada temperatura e as descargas elétricas parecem ter sido os agentes desencadeantes. Primeiro, atuaram sobre moléculas inorgânicas e as transformaram em pequenas moléculas orgânicas que, a seguir, originaram pequenas estruturas organizadas e isoladas do meio. Posteriormente, vieram os ácidos nucleicos e, com eles, as condições decisivas para o surgimento da vida.

Sobre o texto anterior, pergunta-se:a) A que se referem as “pequenas estruturas organizadas” citadas no texto?b) A quais condições decisivas o texto se refere?

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1.3 Os primeiros seres vivos eram bastante simples

Os registros mais antigos de atividade biológica datam de 3,5

bilhões de anos atrás, por isso alguns defendem a ideia de que a vida possa ter surgido há mais tempo. Acredita- -se que os primeiros seres vivos eram unicelulares procariontes, com uma organização celular muito simples, mas, provavelmente, dominaram o planeta por cerca de 2 bilhões de anos. As células eucarióticas teriam surgido posteriormente, a partir de ancestrais procariontes. Através de invaginações da membrana plasmática, as células passaram a apresentar envoltório nuclear ou carioteca e também organelas membranosas, tais como retículo endoplasmático e complexo golgiense. Mitocôndria e cloroplasto, organelas responsáveis respectivamente pela respiração aeróbia e pela fotossíntese, surgiram a partir de associações mutualísticas (de benefício mútuo) com células eucarióticas primitivas. Essa ideia, conhecida como Teoria Endossimbiótica, foi criada pela bióloga Lynn Margulis (1938-2011) na década de 1970. A entrada de uma bactéria primitiva aeróbia em uma célula eucariótica foi vantajosa para ambas. Para a célula eucariótica, porque a respiração aeróbia fornece mais energia do que o processo de fermentação. Para a bactéria, porque a célula eucariótica tem uma maior superfície e, portanto, obtém mais facilmente o gás oxigênio e a glicose. O cloroplasto também se originou por associação mutualística. Bactérias que faziam a fotossíntese entraram em células eucarióticas primitivas. Para as bactérias, a relação foi vantajosa, pois a célula com maior superfície obtinha mais facilmente o dióxido de carbono (CO

2).

Para a célula eucariótica, a associação também foi importante, pois as bactérias passaram a fornecer-lhe alimento sintetizado durante a fotossíntese (Figura 1.5).

Fig.1.5 - Formação das células eucarióticas a partir das células procarióticas

Biologia


A hipótese de que mitocôndrias e cloroplastos tenham surgido através de uma associação de mutualismo com células primitivas é reforçada pelo fato de essas organelas apresentarem material genético próprio e independente daquele contido no núcleo celular e apresentarem algumas semelhanças com as bactérias atuais.

Aspectos metabólicos do primeiro ser vivo Duas hipóteses tentam explicar o metabolismo dos primeiros seres vivos. De acordo com a Hipótese Autotrófica, os primeiros organismos eram autótrofos, pois, como o alimento era escasso, eles deveriam sintetizar seu próprio alimento através de quimiossíntese (formação de compostos orgânicos utilizando a energia liberada em reações químicas). A Hipótese Heterotrófica admite que os primeiros seres vivos eram incapazes de produzir seu próprio alimento, sendo obrigados a extraí-lo do meio. A única fonte disponível era a “sopa nutritiva” formada nos mares; portanto eles absorviam nutrientes que estavam ao seu redor. Para o aproveitamento da energia dos alimentos, o primeiro processo desenvolvido teria sido a fermentação, já que não havia oxigênio livre para o processo de respiração aeróbia. Com o processo de fermentação, os seres vivos passaram a liberar dióxido de carbono para a atmosfera. Posteriormente, surgiu a fotossíntese, um dos eventos mais importantes no processo evolutivo dos seres vivos. Além de dar início à formação de matéria orgânica, que começava a se tornar escassa no meio, o processo é o responsável pela liberação de gás oxigênio. A presença desse gás na atmosfera permitiu o surgimento e a evolução das primeiras formas de vida aeróbias.

O médico belga Van Helmont (1579-1644) formulou uma receita para a produção de roedores: “Se

comprimirmos uma camisa suja no orifício de um recipiente contendo grãos de trigo, o fermento que

sai da camisa suja, modificado pelo odor do grão, produz a transmutação do trigo em camundongos

em aproximadamente 21 dias [...]”.

Um dos erros de Van Helmont, que o induziu a acreditar em sua teoria, foi não seguir as orientações do

método científico tal como nós as utilizamos atualmente. Explique como o médico deveria proceder para

obter resultados mais conclusivos.

Exercícios de sala

3 A lesma-do-mar Elysia chlorotica é considerada um dos animais mais intrigantes do planeta. Não por apresentar formato e coloração de uma folha, estratégia comum na natureza, mas por ser capaz de passar meses produzindo o próprio alimento... por fotossíntese. Curiosamente, essa lesma alimenta--se de algas cujos cloroplastos são, então, “roubados” e incorporados às células digestivas, onde permanecem fazendo fotossíntese durante meses.

Esse exemplo pode ser comparado a um dos importantes eventos envolvidos na origem dos primeiros seres vivos do planeta e explicado de acordo com a teoria:a) autotrófica.b) heterotrófica.c) da abiogênese.d) da endossimbiose.e) da evolução química.

FermentaçãoGlicose Álcool + CO + Energia

FotossínteseCO2 + H2O + Luz Glicose + O2

Respiração aeróbiaGlicose + O2 CO2 + H2O + Energia


11Volume 1

4 Considere os seguintes eventos sobre o surgimento dos seres vivos para resolver os itens a e b. 1) Formação das células procarióticas. 2) Surgimento da fotossíntese. 3) Surgimento da respiração aeróbia. 4) Formação dos coacervatos. 5) Liberação de gás oxigênio para a atmosfera.

a) Determine qual é a sequência de ocorrência desses eventos.b) Explique qual foi a importância do surgimento da fotossíntese para a vida.

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Exercícios propostos

5 Durante o século XVIII, predominava a ideia de que os vermes intestinais seriam formados a partir da matéria de outro organismo vivo diferente. Essa ideia perdurou durante anos, mas poderia ter sido refutada à época, caso os pesquisadores conseguissem demonstrar quea) eles se instalam em regiões do corpo que não apresentam comunicação com o exterior.b) alguns apresentam estruturas relacionadas à vida parasitária, como ganchos ou ventosas. c) muitos não apresentam estruturas que lhes permitem viver fora de um organismo hospedeiro.d) é possível encontrá-los em recém-nascidos, que ainda não tiveram contato com o meio externo.e) seus ovos ou larvas podem ser encontrados no ambiente, contaminando a água ou os alimentos.

6 Na segunda metade do século XIX, o médico e naturalista Félix A. Pouchet realizou uma série de pesquisas relacionadas à origem dos seres vivos. Em um dos experimentos, ele ferveu água em um recipiente, fechando-o hermeticamente e deixando-o esfriar. A seguir, ele introduziu oxigênio puro e feno previamente aquecido a 100 oC durante cerca de 30 minutos. Depois de alguns dias, observando o líquido ao microscópio, Pouchet constatou a presença de grande quantidade de micro-organismos.a) Os resultados apresentados por Pouchet são favoráveis à teoria da Abiogênese ou da Biogênese?b) Qual argumento poderia ser utilizado na tentativa de contestar os resultados de Pouchet?

7 No Brasil, o leite só pode ser comercializado após o processo de pasteurização. As vantagens incluem a redução da população bacteriana e o aumento do tempo de vida de prateleira do leite e de seus derivados, que só podem ser produzidos a partir de leite também pasteurizado.

O leite pode ser pasteurizado através de dois processos térmicos principais: HTST (high temperature and short time), que produz os leites “de saquinho”, e o UHT (ultra high temperature), que produz o leite longa vida.

Biologia


A tabela a seguir mostra algumas diferenças entre esses dois tipos de leite.

HTST UHT

População bacteriana remanescente

Cerca de 0,5% da população original.

Cerca de 0,1%(presença de espécies que

não proliferam à temperatura ambiente).

Conservação Fechado ou aberto: refrigerado. Fechado: temperatura ambiente.Aberto: refrigerado.

Vida útil (fechado) 5 dias 4 meses

a) Explique por que o leite “de saquinho” apresenta vida útil menor quando comparado ao leite longa vida.b) Explique por que o leite UHT deve ser mantido em ambiente refrigerado após a abertura da embalagem.

8 O instrumentário a seguir foi criado por Stanley Miller em 1950 com o objetivo de buscar respostas para um dos principais mistérios da Ciência: como a vida surgiu no planeta Terra.

Saída devapor

Água fervente

Água commoléculas orgânicas

Água fria

Água quente

Descargaselétricas

EletrodosVapor d’água

Condensador

CH4

NH3

H2O

H2

Fig.1.6

Esse experimento simulaa) o processo de formação de um ser vivo através da Biogênese, ou seja, a partir de outro ser vivo preexistente.b) as condições fundamentais para a formação do princípio vital, que permitiu a formação de seres vivos a partir de matéria bruta.c) o processo de invaginação da membrana plasmática e de endossimbiose, que permitiram a formação dos primeiros eucariontes. d) as condições essenciais para a existência dos principais processos metabólicos conhecidos atualmente, como a fotossíntese e a respiração.e) as condições da atmosfera primitiva que propiciaram a formação dos aminoácidos a partir de vapor d’água, metano, amônia e gás hidrogênio.


13Volume 1

9 A imagem a seguir mostra alguns dos principais eventos relacionados à origem da vida no planeta.

Eventosimportantes

tempo(anos)

AtualD

Plantas, répteis, pássaros, peixes

C

B

A

Formação da Terra5 bilhões

4 bilhões

3 bilhões

2 bilhões

1 bilhão

0,5 bilhão

BRASIL, INEP. Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), 2002. (Adaptado)

Se a fotossíntese ocorreu no período B, as primeiras células e a respiração aeróbia surgiram, respectivamente, em:a) A e C.b) A e D.c) C e A.d) C e D.e) D e A.

10 A transição biológica de bactérias para células dotadas de núcleo, ou seja, de procariontes para eucariontes, é tão repentina que não pode ser explicada com precisão por mudanças graduais ao longo do tempo... As novas células não eram apenas bactérias maiores e mais complexas. Elas tinham canais sinuosos de membranas internas, inclusive a que envolve o núcleo (I). No citoplasma, flutuavam organelas autorreprodutíveis que utilizavam oxigênio (II)... Certos eucariontes unicelulares também apresentavam, suspensas no citoplasma, organelas contendo clorofila (III).

MARGULIS, L., SAGAN, D. Microcosmos – Quatro Bilhões de Anos de Evolução de Nossos Ancestrais Microbianos. São Paulo: Ed. Cultrix, 2002. (Adaptado)

As estruturas citadas nesse trecho pelos autores Lynn Margulis e Dorion Sagan e indicadas por I, II e III, correspondem, respectivamente a(ao):a) citoplasma, carioteca e cloroplasto.b) citoplasma, carioteca e mitocôndria.c) carioteca, mitocôndria e cloroplasto.d) membrana plasmática, carioteca e citoplasma.e) membrana plasmática, cloroplasto e mitocôndria.

Biologia


2. A continuidade da vida na Terra

Até o século XIX, os seres vivos eram vistos como entidades imutáveis. Para Carl Von Linné (1707-1778), pesquisador responsável por um dos primeiros modelos de classificação científica

dos seres vivos, as espécies existentes haviam sido criadas, por meio de uma força divina, com a forma atual, não existindo possibilidades de mudanças. Posteriormente, a descoberta de fósseis de animais extintos e semelhantes às espécies atuais, a análise de estruturas e órgãos semelhantes em espécies diferentes e a observação de estruturas aparentemente sem função em alguns organismos levaram os naturalistas a acreditar que os seres vivos seriam passíveis de modificações. Ou seja, espécies evoluíam ao longo do tempo.

2.1 Teorias da evolução – os pesquisadores tentam explicar seus mecanismos

Enquanto a evolução química foi a provável responsável pela origem dos primeiros seres vivos, a evolução biológica foi a responsável pela continuidade da história da vida. Para a Biologia, a

evolução representa os mecanismos pelos quais os organismos vivos passam por transformações que permitem seu ajustamento ao meio em que vivem, resultando, muitas vezes, na formação de novas espécies. Entre os naturalistas dedicados aos estudos sobre a evolução das espécies, três tiveram maior destaque: Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913) (Figuras 2.1A, 2.1B e 2.1C).

(A) (B) (C)

Fig.2.1 - Principais evolucionistas: A) Jean B. Lamarck, B) Charles Darwin e C) Alfred R. Wallace

Lamarckismo: uso e desuso e a herança dos caracteres adquiridos

Em 1809, o naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck publicou o livro Philosophie Zoologique, no qual afirmava que as transformações das espécies dependem de dois fatores fundamentais:• Lei do uso e desuso: o órgão de um animal se desenvolveria quando muito utilizado e se atrofiaria quando pouco usado.• Lei da herança dos caracteres adquiridos: o caráter adquirido (órgão atrofiado ou desenvolvido) seria transmitido aos descendentes. Para Lamarck, os órgãos modificariam-se para atender às necessidades da espécie e, portanto, adaptar-se ao ambiente. As aves aquáticas, por exemplo, teriam desenvolvido as pernas na tentativa de facilitar a locomoção e, ao contrário, as serpentes teriam perdido as pernas em resposta ao desuso decorrente do comportamento rastejante (Figura 2.2). A cada geração, as pernas alongariam-se mais nas aves aquáticas e atrofiariam-se mais nas serpentes, e essas características seriam transmitidas aos descendentes.

A continuidade da vida na Terra

15Volume 1

Fig.2.2 - É possível que os ancestrais das cobras, surgidos na era dos dinossauros, tivessem um pequeno par de patas traseiras. Todavia o desaparecimento dessas estruturas não teria ocorrido segundo as ideias lamarckistas

Atualmente, sabemos que órgãos ou estruturas podem realmente se desenvolver ou se atrofiar de acordo com o uso ou desuso, respectivamente, mas características adquiridas não são transmitidas ao longo das gerações. De qualquer modo, o trabalho de Lamarck foi essencial, pois introduziu o conceito de adaptação e sugeriu que as diferentes formas de vida são determinadas por leis naturais.

Darwinismo: a variabilidade individual e a seleção natural

O conceito sobre evolução da vida sofreu uma intensa revolução após a teoria da Seleção Natural, proposta em 1859 pelo inglês Charles Darwin em seu livro The Origin of Species. Segundo esse autor, a base para a evolução seria a seleção natural imposta pelo meio ambiente, conclusão que resultou de observações feitas durante sua viagem de cinco anos ao redor do mundo, a bordo do navio Beagle (Figura 2.3). Os dados mais significativos para seu estudo foram coletados da fauna e da flora das ilhas Galápagos, a oeste da América do Sul.

Ilhas Galápagos

Fig.2.3 - Trajetória do navio Beagle (1831-1836)

Biologia


Em Galápagos, o naturalista observou semelhanças entre as populações de pássaros tentilhões das ilhas e do continente sul-americano, que manifestavam diferenças entre si quanto ao tipo de bico e ao tipo de alimento. Isso sugeria que caso tivessem vindo desse continente, teriam sofrido modificações e dado origem às espécies atuais (Figura 2.4).

Fig.2.4 - As espécies de tentilhões das ilhas Galápagos apresentam variações quanto ao tipo de bico e ao tipo de alimento, mas sugerem relações de parentesco com ancestrais sul-americanos.

Na época, Darwin conhecia o mecanismo de seleção realizado pelo homem, que separa para a reprodução apenas espécies com características vantajosas, estratégia conhecida como seleção artificial. Todavia ele não conseguia compreender como o mecanismo de evolução aconteceria no arquipélago sem a interferência humana. Em 1838, Darwin encontrou a resposta, quando leu o livro de Thomas R. Malthus (1797-1875). Nesse livro, o autor sugeria que o crescimento insuficiente de alimento e de espaço provocaria, inevitavelmente, uma escassez de recursos necessários à sobrevivência e reprodução das espécies. A partir dessas informações, Darwin elaborou a Teoria da Seleção Natural: indivíduos da mesma espécie apresentam variações individuais que resultam em maiores ou menores chances de obter alimento, água, espaço, cuidados com a prole etc. Por isso nem todos os seres vivos que nascem conseguem sobreviver e se reproduzir. Nesse contexto, o ambiente funcionaria como fator de seleção natural, selecionando os mais adaptados e eliminando os menos adaptados. Darwin finalizou seu trabalho em 1844, mas decidiu publicá-lo apenas em 1859, quando recebeu uma carta de seu amigo Alfred R. Wallace. A carta continha um artigo sugerindo a ocorrência de seleção natural. Ambos, portanto, trabalhando de modo independente, haviam chegado às mesmas conclusões. De qualquer modo, Darwin foi o primeiro a concluir suas ideias, e, por isso, o grande mérito da teoria da evolução é dado a ele. Embora a explicação de Darwin para a evolução das espécies tenha deixado lacunas – a causa da variabilidade individual não havia sido explicada –, esse foi um dos grandes marcos na história das Ciências.

Neodarwinismo: as causas da variabilidade individual

Dando sequência à Teoria da Seleção Natural de Darwin, o Neodarwinismo ou Teoria Sintética da Evolução explica que as variações individuais são resultados de mutações e recombinação gênica (Figura 2.5).


17Volume 1

Mutações são alterações que ocorrem aleatoriamente no material genético. A recombinação gênica refere-se às várias possibilidades de combinação dos genes durante a reprodução sexuada. Em ambos os casos, as novas características podem ser vantajosas, indiferentes ou desvantajosas em um determinado ambiente. Sendo vantajosas, os indivíduos que as apresentam tendem a ser selecionados positivamente no meio. A resistência das bactérias frente a determinados antibióticos ilustra bem a interação entre variabilidade e seleção. Em uma população de bactérias, alguns indivíduos podem sofrer mutações aleatórias capazes de conferir-lhes resistência a um determinado antibiótico. Caso o antibiótico seja introduzido no meio, apenas as bactérias sensíveis, desprovidas daquela mutação, morrerão, enquanto aquelas mutantes, dotadas de resistência, sobreviverão e deixarão descendentes, constituindo uma população exclusiva de bactérias resistentes (Figura 2.6).

Fig.2.6 - Desenvolvimento de populações de bactérias resistentes aos antibióticos

Leia com atenção um trecho do trabalho do economista inglês Thomas Malthus.

“...uma população que não seja controlada, cresce em progressão geométrica: a subsistência

cresce apenas em progressão aritmética. Apenas uma pequena habilidade com números é necessária

para verificar a imensidade da primeira potência em relação à segunda.”

Thomas Malthus, Ensaios sobre a população, 1798

Pesquise, com seu professor de Matemática, o significado dos termos progressão geométrica e progressão

aritmética. Depois, discuta com os colegas o significado do trecho e sua importância no desenvolvimento da

teoria de Darwin.

2.2 As espécies deixam pistas do processo evolutivo

Vestígios deixados pelas espécies na natureza nos fornecem dados que comprovam o processo evolutivo.

Mutação erecombinação

Seleção natural

Variabilidade Adaptação

Mecanismos evolutivos, segundo o NeodarwinismoFig.2.5 - Mecanismos evolutivos, segundo o Neodarwinismo

Biologia


Fósseis – as pistas deixadas pelos ancestrais

Todos os indícios da presença de organismos extintos constituem fósseis, incluindo marcas de pegadas, impressões em rochas, partes duras ou até organismos inteiros. A formação dos fósseis pode ocorrer através de depósitos de sedimentos carregados pela água e que encobrem plantas e animais mortos. Em algumas situações, componentes do organismo podem ser substituídos por sílica ou carbonato de cálcio, através de um processo chamado de petrificação ou permineralização (Figura 2.7A). Apenas as partes duras dos seres vivos são preservadas, exceto em raras situações em que todo ser vivo é preservado, como pequenos artrópodes no âmbar (resina de origem vegetal) (Figura 2.7B) ou mamutes congelados. Através dos fósseis, evidenciamos que as espécies que ocuparam o planeta há milhares de anos sofreram modificações morfológicas e fisiológicas, abrindo caminho para a formação das espécies atuais.

(A) (B)

Fig.2.7 - Exemplos de fósseis: Impressão de inseto (A) Inseto preservado no âmbar (B).

Os órgãos vestigiais sugerem relações de parentesco

Órgãos vestigiais são estruturas que ocorrem atrofiadas em alguns organismos, mas são funcionais e bastante desenvolvidas em outros. Nesses casos, indicam relações de parentesco entre as espécies. O apêndice vermiforme, por exemplo, é bastante desenvolvido nos mamíferos herbívoros, pois é o local do intestino grosso onde se encontram as bactérias que fazem a digestão da celulose. O homem também apresenta apêndice vermiforme, mas é atrofiado e, aparentemente, não exerce função importante nos processos de digestão. Por isso esse órgão é considerado um vestígio da evolução, indicando relações de parentesco entre os herbívoros e o homem (Figuras 2.8A e 2.8B).

Ceco

Intestinogrosso

Intestinogrosso

Ceco

Apêndice

Apêndice

(A)A B(B)

Fig.2.8 - Exemplo de órgão vestigial: apêndice vermiforme de herbívoros (A) e humano (B).


19Volume 1

Anatomia comparada – os órgãos homólogos indicam ancestralidade comum

O processo de convergência adaptativa refere-se à migração de diversas espécies para ambientes semelhantes. Nesses casos, as pressões ambientais exercidas sobre elas serão as mesmas e, por isso, características semelhantes serão selecionadas, permitindo a formação de estruturas análogas. Por exemplo, em ambientes aquáticos, encontramos animais grandes ou pequenos, atraentes ou discretos. Todos eles, porém, apresentam características semelhantes que permitem sua sobrevivência nesse ambiente: nadadeiras ou barbatanas para nadar, aparelho respiratório especializado em retirar o gás oxigênio da água etc. As nadadeiras do tubarão (peixe) e as nadadeiras do golfinho (mamífero) são, então, chamadas de estruturas análogas, pois, apesar de serem funcionalmente semelhantes, apresentam origens embrionárias diferentes (Figuras 2.9A e 2.9B).

Na divergência ou irradiação adaptativa, indivíduos de um mesmo grupo dispersam-se para ambientes diferentes. Assim, as características selecionadas tendem também a ser diferentes. Com isso, formam-se os órgãos ou as estruturas homólogas, com mesma origem, mas funções normalmente diferentes. A presença de estruturas homólogas indica relações evolutivas entre as espécies que as apresentam, como ocorre com os membros anteriores dos mamíferos (Figuras 2.10A, 2.1B, 2.10C e 2.10D.).

Espécies relacionadas evolutivamente têm desenvolvimento embrionário semelhante

Através do estudo do desenvolvimento embrionário, podemos perceber, também, o grau de parentesco entre as espécies. Quanto maior o período embrionário comum entre elas, maior o grau de parentesco (Figura 2.11).

Ovo

Segmentação

Embrião

Feto

Peixe Réptil Ave Mamífero Mamífero

Fig.2.11 - Desenvolvimento embrionário dos vertebrados como evidência de parentesco evolutivo

(A)

(B)

Fig.2.9 - Estruturas análogas: apesar de origens diferentes, as nadadeiras de um peixe (A) e de um mamifero (B) são funcional e morfologicamente semelhantes.

(A) (B) (C) (D)

Fig.2.10 - Estruturas homólogas: apesar das funções diferentes, o braço humano (A), a pata do gato (B), a nadadeira da baleia e a asa do morcego apresentam a mesma origem embrionária

Biologia


Informações mais precisas através da Biologia Molecular

Atualmente, a análise de moléculas orgânicas, como os ácidos nucleicos e as proteínas, auxilia nos estudos de evolução. Quanto maior a semelhança na sequência de nucleotídeos do DNA e RNA, ou quanto maior a semelhança entre a sequência de aminoácidos de uma molécula de proteína de duas espécies, maior é o grau de parentesco entre elas (Figura 2.12).

QUAL DOS SERES VIVENTES É MAIS PRÓXIMO DO TYRANNOSAURUS REX?

Recentemente uma extração de tecido ósseo de dinossauro permitiu a purificação do colágeno,

um composto orgânico que pode ser comparado com o colágeno de animais viventes.

Abaixo segue a sequência de aminoácidos das moléculas de colágeno do Tyrannosaurus rex

(dinossauro que viveu no planeta há mais de 60 milhões de anos) e de três espécies animais viventes: Gallus

gallus (galo), Cynops pyrrhogaster (salamandra) e Canis lupus (lobo). Cada letra corresponde a um aminoácido

presente na estrutura da proteína colágeno; os hífens indicam sequências de aminoácidos que não foram

identificadas e as reticências indicam sequências de aminoácidos identificadas, mas não citadas na questão.

Tyrannosaurus rex, colágeno tipo I, alfa 1

- GATGAPGIAGAPGFPGARGAPGPQGPSGAPGPK- GVQGPPGPQGPR- GSAGPPGATGFPGAAGR-

GVVGLPGQR-GLPGESGAVGPAGPPGSR-

Gallus gallus, colágeno tipo I, alfa 1

...GQPGAKGATGAPGIAGAPGFPGARGPSGPQGPSGAPGPKGNSGE.....GFPGERGVQGPPGPQGPRGANG...

G P K G A R G S A G P P G A T G F P G A A G R V G P P G P S G N I G L P G P P G P A G K Z G S K G P R G

E T G PA G R P G E P G PA G P P G P P G E K G S P G A D G P I G A P G T P G P Q G I A G Q R G V V G L P G Q R G E R . . .

GEQGPSGASGPAGPRGPPGSAGAA...

Cynops pyrrhogaster, colágeno tipo I, alfa 1

. . . G Q P G G K G A T G S P G I A G A P G F P G A R G A P G P Q G P A G A P G P K G N N G E P . . . . .

GEPGPAGVQGPPGPSGEEGKRG... GPKGTRGAAGPPGATGFPGAAGRLGPPGPSGNAGPPGPPGPGGKE

GAKGSRGETGPAGRSGEPGPAGPPGPSGEKGSPGSDGPAGAPGIPGPQGIAGQRGVVGLPGQRGER . . .

GEQGAPGPSGPAGPRGPPGSSGSTG...

Canis lupus, colágeno tipo I, alfa 1

. . . G Q P G A K G A N G A P G I A G A P G F P G A R G P S G P Q G P S G P P G P K G N S G E . . . . .

GFPGERGVQGPPGPAGPRGANG... GPKGARGSAGPPGATGFPGAAGRVGPPGPSGNAGPPGPPGPAGKEG

GKGARGETGPAGRPGEVGPPGPPGPAGEKGSPGADGPAGAPGTPGPQGIAGQRGVVGLPGQRGER . . .

GEQGPSGASGPAGPRGPPGSAGSPG...

A) O colágeno, molécula utilizada na análise, corresponde a que tipo de composto orgânico? Explique como

você chegou a essa conclusão.

B) Qual dos animais viventes é mais próximo evolutivamente do Tyrannosaurus rex?

C) Qual(is) sequência(s) poderia(m) contribuir para sustentar que os três organismos possuem um ancestral comum?

D) Crie uma hipótese para justificar as falhas na sequência de aminoácidos na molécula de colágeno do

Tyrannosaurus rex.

MacacoRhesus

Camundongo

Ave

Rã

0 25 50 75 100 125Número de aminoácidos da hemoglobina diferentes

em relação à hemoglobina do homem

Lampreia

Fig.2.12 - Gráfico que mostra o número de aminoácidos diferentes em um polipeptídeo: comparação entre a hemoglobina humana e aquelas de outros vertebrados


21Volume 1

Exercícios de sala

1 Muitas aves aquáticas apresentam pernas longas que, além de facilitar a locomoção na água, evitam que as penas sejam molhadas. Admitindo-se que, no passado, seus ancestrais tivessem pernas curtas, como explicar o tamanho atual dessas pernas:a) segundo Lamarck? b) segundo Darwin?

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2 Em 2009, comemoram-se 200 anos do nascimento do naturalista inglês Charles Darwin e 150 anos da publicação de seu livro A Origem das espécies, no qual ele propôs uma explicação bastante coerente, mas muito polêmica na época, sobre a evolução das espécies. Segundo sua teoria,a) as pressões do ambiente induzem mudanças direcionais nas características individuais, e essas mudanças ajustam as espécies ao ambiente.b) a cada geração, os descendentes surgem sempre com características mais adequadas à luta pelo alimento, à fuga de predadores e à reprodução.c) as mutações e a recombinação gênica são as responsáveis pela variabilidade intraespecífica e pela adaptação das espécies ao meio em que vivem.d) as características adquiridas pelo uso ou pelo desuso são transmitidas aos descendentes através das gerações e tendem a permanecer nas populações. e) os indivíduos mais aptos têm maiores chances de sobrevivência e de reprodução, o que resulta na seleção ou eliminação das variações individuais pelo ambiente.

3 O tubarão, um peixe cartilaginoso, cuja linhagem surgiu há cerca de 400 milhões de anos, possui corpo fusiforme, hidrodinâmico, com nadadeiras. A mesma forma do corpo é observada nos golfinhos, mamíferos aquáticos que possuem os membros anteriores transformados em nadadeiras. Esse exemplo é resultante de irradiação adaptativa ou de evolução convergente? Justifique.

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2.3 A biodiversidade como resultado do processo evolutivo

Ao longo da evolução dos seres vivos, a diversificação de formas, funções e comportamentos resultou nas milhares de formas de vida, já extintas ou ainda existentes. A variedade e a

quantidade aqui são tão grandes que, até hoje, não existe conformidade entre os pesquisadores; a disparidade entre as estimativas é imensa, variando, normalmente, dos 3 aos 30 milhões. Cada uma das formas de vida constitui uma espécie. De acordo com a definição proposta em 1942 por Ernest Mayr (1904-2005), espécie representa um grupo cujos integrantes são capazes de se cruzar na natureza, gerando descendentes férteis. Dentro de uma espécie, é obrigatório, então, o fluxo de genes entre os indivíduos, de modo direto ou através de cruzamentos intermediários. Indivíduos da mesma espécie apresentam, também, grau máximo de semelhança entre si, tanto externa como internamente. Mas, em alguns casos, determinados grupos podem apresentar diferenças mais ou menos evidentes, constituindo raças dentro de uma mesma espécie.

Biologia


Poodle, pequinês, dálmata, yorkshire, husky siberiano, labrador e pastor-alemão são apenas alguns exemplos das várias raças de cães. Esses animais apresentam algumas diferenças, como tamanho e cor da pelagem, mas são muito semelhantes em termos anatômicos e fisiológicos. Além disso, o cruzamento entre dois indivíduos de raças diferentes pode gerar descendentes férteis, indicando que, entre as raças que participaram do cruzamento, ocorreu, com sucesso, o fluxo de genes. Por isso falamos que todas essas raças pertencem à mesma espécie; no caso, à espécie Canis familiaris. Entre duas espécies diferentes, não há fluxo de genes; elas formam grupos geneticamente independentes. Os descendentes, quando se formam, são estéreis e chamados de híbridos. Quando comparamos um yorkshire (Figura 2.13A), um husky (Figura 2.13B) e um lobo (Figura 2.13C), encontramos maior grau de semelhança entre o lobo e o husky do que entre o husky e o yorkshire. Todavia o cruzamento entre um lobo e um husky não gera descendentes férteis. Assim, o lobo pertence a uma outra espécie, Canis lupus.

(A) (B) (C)

Fig.2.13 - Espécie Canis familiaris: A) Yorkshire e B) Husky e espécie Canis lupus: C) Lobo

Formação de novas raças e novas espécies

O processo de formação de espécies, denominado especiação, está diretamente relacionado à pressão seletiva do ambiente e depende, normalmente, de dois eventos importantes: o isolamento geográfico e o isolamento reprodutivo da população, que representam um grupo de indivíduos da mesma espécie. A especiação inicia-se com a separação da população através de uma barreira física de difícil transposição, o que é chamado isolamento geográfico. A seleção natural provavelmente é diferente para os grupos que se separaram, portanto os genes e as características genéticas selecionadas são diferentes. Se os indivíduos das duas populações se encontrarem antes de as diferenças se acentuarem, poderão se intercruzar e gerar descendentes férteis. Nesse caso, os dois grupos com algumas características diferentes, mas com capacidade de se reproduzirem entre si, poderão pertencer a subespécies ou raças diferentes. Quando o isolamento geográfico persiste por muito tempo e o acúmulo de diferenças impede a reprodução entre eles, caracteriza-se o isolamento reprodutivo. Com isso, temos a formação de espécies diferentes (Figura 2.14). Apesar de cães e lobos pertencerem a espécies diferentes, existem evidências suficientes para acreditarmos que eles descendem de um ancestral comum que, através da evolução, deu origem a ambas. Em algum momento de sua história evolutiva, alguns desses ancestrais separaram-se do grupo, dispersando-se para outros locais. Assim, cada um foi submetido a um determinado desafio ambiental, e as características que favoreciam a exploração dos recursos, a caça, a defesa, a sobrevivência e a reprodução, que foram selecionadas, eram diferentes. Com o tempo, as diferenças entre esses indivíduos acentuaram-se de tal forma que o cruzamento entre eles tornou-se impossível. Cada grupo seguiu seu próprio caminho evolutivo, o que levou à formação de duas espécies diferentes. Entre os cães, as diferenças não se acentuaram a ponto de impedirem o intercruzamento, por isso falamos em raças diferentes. Além disso, nesse caso, o processo contou com a intervenção do homem, a qual, através de cruzamentos específicos, proporcionou a seleção de características que mais lhe convinham.


23Volume 1

mesma espécie

espécies diferentes

TEMPO

Na população original,os indivíduos cruzam-se

ao acaso, gerandodescendentes férteis.

Um acidentegeográfico ou umaatividade humana

separa geograficamente o grupo em duas

populaçõesgeograficamente

isoladas.

As diferenças entre as duas populações

acentuam-se em funçãodas pressões seletivas

em cada um dos ambientes.

Fig.2.14 - Esquema do processo de especiação

Mecanismos que bloqueiam o fluxo do patrimônio gênico

Os mecanismos responsáveis pelo isolamento reprodutivo e pelo bloqueio no fluxo de genes podem ser classificados como pré-zigóticos, quando impedem o encontro dos gametas ou o ato da cópula, ou como pós-zigóticos, quando afetam a viabilidade e/ou a capacidade reprodutiva dos descendentes. Os mecanismos pré-zigóticos incluem:• isolamento espacial: animais que vivem em ecossistemas diferentes, por exemplo, savanas e florestas. Assim, não se encontram para realizarem o cruzamento.• isolamento estacional ou temporal: espécies diferentes que vivem em um mesmo ambiente reproduzem-se em momentos diferentes. Assim, os machos de uma espécie estão sexualmente ativos apenas quando as fêmeas da mesma espécie também estão.• isolamento mecânico: o aparelho reprodutor feminino não é estruturalmente adequado para receber a estrutura reprodutora masculina de outra espécie. • isolamento comportamental ou etológico: a maioria das fêmeas reconhece apenas o ritual de corte de um macho da sua espécie.• isolamento gamético: quando não há possibilidades de sobrevivência do gameta masculino dentro do organismo feminino. Como exemplo de mecanismos pós-zigóticos, temos:• esterilidade do híbrido: animais de espécies diferentes, eventualmente, podem se intercruzar mas, o descendente formado é estéril, não podendo se reproduzir.• inviabilidade do híbrido: ocorre quando os descendentes do cruzamento entre indivíduos de espécies diferentes não conseguem terminar o desenvolvimento embrionário.

Biologia


Saiba mais

A espécie humana atual, Homo sapiens, parece ter surgido há 100 mil anos e, há pelo menos 30 mil anos,

mantém-se como espécie única. Ou seja, um homem pode cruzar-se com qualquer mulher do planeta e gerar

descendentes férteis com ela.

A grande variabilidade de características dentro dessa espécie, como cor da pele, dos cabelos, dos olhos,

foi utilizada, durante muitos anos, como parâmetro de agrupamentos em “raças”. Esse agrupamento, por si só,

se limitado às características externas ou às diferenças geográficas dos povos, seria inofensivo do ponto de

vista social.

Mas, durante muitos anos, essas diferenças foram relacionadas, erroneamente, com diferenças de

comportamento, de caráter e de intelectualidade. E, por mais absurdo que nos pareça hoje, essa relação

sustentou atitudes imorais, ideologias lamentáveis e episódios imperdoáveis da história, como a escravidão

dos negros africanos na América (Figura 2.15), dos

séculos XVI ao XIX, e a discriminação dos judeus

durante a Segunda Guerra Mundial, no século XX.

A crença na existência de “raças puras” ou “raças

superiores”, na época, justificava a dominação das

“raças inferiores”.

Felizmente, grande parte do mundo atual não

aceita atrocidades semelhantes, especialmente

quando apoiadas nas diferenças “raciais”. Aliás,

existe uma forte tendência de que o conceito

de raças desapareça definitivamente dentro da

espécie humana. O maior apoio à extinção do

conceito de raças humanas é dado pela Biologia

e pela Genética modernas.

Durante a análise comparativa do material genético de duas populações, o conceito de raça se desfaz,

pois demonstra que podem existir mais diferenças nos genomas de dois vizinhos brasileiros do que entre os

genomas de um americano e de um africano. Além disso, a Genética já comprovou que os genes responsáveis

pela coloração da pele, do cabelo ou dos olhos não influenciam, de modo algum, aqueles do comportamento

ou do intelecto.

As diferenças genéticas e, portanto, também as físicas, fisiológicas e bioquímicas entre grupos populacionais

humanos diferentes são importantes para a evolução da espécie humana. Elas funcionam da mesma forma

como ocorre com os outros seres vivos, como mecanismos de adaptação ao ambiente. Atualmente, a

marcante diversidade cultural contribui ainda para o agrupamento da espécie humana, mas em etnias, e não

em raças.

2.4 A biodiversidade atual – os seres vivos classificados em reinos e domínios

Para facilitar o estudo, os seres vivos foram classificados em grupos, de acordo com as semelhanças existentes entre eles.

Uma das classificações mais utilizadas, proposta por Robert Whittaker (1924-1980) em 1969 e modificado posteriormente por Lynn Margulis e Karlene Schwartz (1936-), agrupa os seres vivos em cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia (Figura 2.16). No reino Monera, encontramos os organismos mais primitivos: unicelulares e procariontes. As bactérias, as cianobactérias e as arqueobactérias (bactérias que vivem em condições extremas de salinidade, temperatura etc.) fazem parte desse grupo. Em relação à nutrição, elas podem ser autótrofas ou heterótrofas.

Fig.2.15 - Jean-Baptiste Debret, Escravo sendo açoitado


25Volume 1

As células procarióticas evoluíram e deram origem aos organismos eucariontes, colocados no reino Protista. Nesse reino, temos representantes uni e multicelulares autótrofos (algas) e unicelulares heterótrofos (protozoários). A partir do reino Protista, evoluíram os multicelulares eucariontes. Os protistas autótrofos deram origem ao reino Plantae ou Metaphyta, com organismos multicelulares eucariontes e autótrofos. Os protistas heterótrofos deram origem aos reinos Fungi e Animalia ou Metazoa. No reino Fungi, temos organismos uni ou multicelulares eucariontes e heterótrofos por absorção. No reino Animalia, temos organismos multicelulares, eucariontes e heterótrofos por ingestão.

Fig.2.16 - Evolução dos Reinos de seres vivos

Um novo critério de classificação fez com que Carl Richard Woese (1928-2012), na década de 1980, dividisse esses organismos em três domínios, conhecidos como Bacteria, Archaea e Eukarya. Evidências estruturais, metabólicas, bioquímicas e genéticas indicam a existência de um ancestral comum aos três domínios (Figura 2.17). No domínio Bacteria, encontramos as bactérias e as cianobactérias. No domínio Archaea, encontramos as arqueobactérias, bactérias primitivas que vivem, preferencialmente, em locais de condições extremas: fontes termais, lagos, ecossistemas aquáticos com alto teor de salinidade etc. No domínio Eukarya, encontramos todos os eucariontes: protistas, fungos, animais e vegetais. De acordo com essa classificação, os procariotos são muito diferentes entre si, por isso foram divididos em dois domínios. Já os eucariotos, por serem muito semelhantes, pertencem a um único domínio.

Animais Fungos Plantas

Protistas

EUKARIJA

ARCHAEA

BACTERIA

Fig.2.17 - Evolução dos Domínios de seres vivos

Biologia


Exercícios de sala

4 A leoa e o tigre podem se cruzar em cativeiro. Quando isso ocorre, nasce um descendente conhecido como liger.a) Sendo assim, podemos considerar a leoa e o tigre como indivíduos da mesma espécie? Justifique sua resposta.b) Cite um exemplo de mecanismo pré-zigótico e um pós-zigótico que evita a reprodução entre indivíduos de espécies diferentes.

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5 No final da década de 60, Robert Whittaker agrupou os seres vivos em cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia. Posteriormente, na década de 90, Carl Woese reagrupou-os em três domínios: Bacteria, Archaea e Eukarya.a) Quais são os reinos englobados por cada um desses domínios?b) Classifique cada um dos domínios com relação ao número de células (unicelulares ou multicelulares) e à organização celular (procariontes ou eucariontes).

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Exercícios propostos6 Leia o trecho a seguir.

“Nascem mais indivíduos de cada espécie do que podem sobreviver e como, consequentemente, há uma luta recorrente pela existência, qualquer ser, se variar, ainda que levemente, de qualquer maneira lucrativa para si, sob as condições de vida complexas e ora variáveis, terá melhor chance de sobrevivência....”

O trecho faz parte da teoria da evolução conhecida pora) Darwinismo, pois evidencia a ideia da transmissão de caracteres adquiridos.b) Lamarckimo, pois evidencia a ideia da transmissão de caracteres adquiridos.c) Neodarwinismo, pois evidencia as causas da variabilidade individual dentro de uma população.d) Darwinismo, pois evidencia as ideias da ação da seleção natural sobre a variabilidade individual.e) Lamarckismo, pois evidencia as ideias da ação da seleção natural sobre a variabilidade individual.

7 (PISM-UFJF) Analise as afirmativas a seguir, à luz das teorias evolutivas: I) Um atleta, após um longo período de treinamento, obteve um grande desenvolvimento muscular, e

essa característica será herdada por seus filhos. II) A semelhança do bicho-pau com gravetos se deve à seleção de indivíduos que possuíam essa

característica e que assim evitavam a predação. III) O tamanduá apresenta focinho e língua compridos, devido à necessidade de esticar a língua para

capturar insetos no fundo dos formigueiros.


27Volume 1

Assinale a alternativa correta:a) apenas a alternativa I está de acordo com Lamarckismo.b) apenas a alternativa II está de acordo com Darwinismo.c) apenas a alternativa III está de acordo com Lamarckismo.d) apenas as alternativas I e II estão de acordo com o Lamarckismo.e) apenas as alternativas II e III estão de acordo com o Darwinismo.

8 Atualmente, sabe-se que o pescoço longo das girafas não foi o principal exemplo analisado por Lamarck ou por Darwin. Sabe-se, também, que o pescoço longo não é fator decisivo na busca pelo alimento, pois as girafas podem alimentar-se da vegetação mais baixa e que o pescoço longo seja determinante nas lutas entre os indivíduos. De qualquer modo, o exemplo é frequentemente utilizado para diferenciar as teorias de Lamarck e Darwin. Sendo assim, analise os trechos abaixo.

I) Os ancestrais das girafas apresentavam pescoço curto. Para conseguir o alimento na copa das árvores, esticavam o pescoço, o que acabou provocando o maior desenvolvimento dessa estrutura e essa característica foi transmitida aos descendentes ao longo das gerações.

II) Os ancestrais das girafas podiam apresentar pescoço curto ou longo, em função da variabilidade individual. Como os animais que apresentavam pescoço mais longo conseguiam obter alimento mais facilmente, sobreviviam por mais tempo e, portanto, tinham maiores chances de se reproduzir e deixar descendentes.

Pergunta-se:a) Qual dessas explicações condiz com a teoria darwinista a respeito da evolução das espécies?b) De acordo com a teoria neodarwinista, como surgiram girafas de pescoço longo?

9 Em X-Men: First Class, o mais recente filme sobre os populares super-heróis dos quadrinhos, um dos personagens mutantes atende pelo apelido de Darwin, pois tem o poder de adaptação a qualquer ambiente. “Instantaneamente, Darwin se adapta a qualquer ameaça: se atirá-lo na água, ele criará brânquias; se acertá-lo com um taco sua pele se transformará em placas blindadas”.

Disponível em: <http//www2.uol.com.br/sciam/noticias>. Acesso em: 08 jul. 2011.

De acordo com o texto, é possível concluir que o apelido do personagem foi utilizado de modo:a) apropriado, já que as mudanças adaptativas citadas seguem o padrão do “uso e desuso”, teoria desenvolvida por Darwin.b) apropriado, já que as mudanças adaptativas citadas seguem o padrão da “variabilidade individual”, teoria desenvolvida por Darwin.c) inapropriado, já que as mudanças adaptativas citadas seguem o padrão do “uso e desuso”, teoria desenvolvida por Lamarck.d) inapropriado, já que as mudanças adaptativas citadas seguem o padrão da “variabilidade individual”, teoria desenvolvida por Lamarck.e) inapropriado, já que as mudanças adaptativas citadas refletem a transmissão de caracteres adquiridos, assim como proposto por Lamarck.

10 Leia a tirinha a seguir.

Fig.2.18

Biologia


Sob o ponto de vista evolutivo, a tirinha retrata a teoria conhecida como:a) Fixismo, pois mostra que as espécies são imutáveis desde o momento de sua criação.b) Evolução Química, pois ilustra a origem das espécies a partir de gases da atmosfera primitiva.c) Darwinismo, pois deixa claro que as variações manifestadas são selecionadas pelo ambiente.d) Lamarckismo, pois evidencia a transmissão, ao longo das gerações, dos caracteres adquiridos.e) Neodarwinismo, pois sugere que a variabilidade decorre das alterações sofridas pelo material genético.

11 Leia esta história em quadrinhos:

Fig.2.19

Com base em seus conhecimentos e na história apresentada, pode-se afirmar que o papel do ambiente é:a) eliminar todas as variações existentes nos indivíduos, independentemente de seu valor adaptativo.b) induzir o surgimento de novas características em resposta às dificuldades impostas pelo meio.c) impedir que as variações encontradas em alguns indivíduos sejam transmitidas aos descendentes.d) privilegiar indivíduos com características mais aptas ao meio, as quais surgiram de modo aleatório.e) provocar mutações capazes de gerar características mais vantajosas à sobrevivência dos indivíduos.

12 Leia o texto a seguir. A queda na população de aves frugívoras de grande porte, capazes de comer frutos com sementes

grandes, pode estar associada à diminuição do tamanho das sementes de certas espécies de plantas da mata Atlântica. Os frutos dessas plantas constituem importante fonte de alimento para aves grandes. Essas, por sua vez, encarregam-se de dispersar suas sementes para longe da planta-mãe, onde existem maiores chances de germinação. Por isso o desaparecimento das aves capazes de ingerir os frutos grandes tem influenciado a evolução das plantas.

Disponível em: <http://revistapesquisa.fapesp.br/2013/05/30/escassez-de-aves-pode-afetar-evolucao-de-plantas/>. (Adaptado)Acesso em: 10 ago.2014.


29Volume 1

De acordo com a teoria proposta por Charles Darwin, a alteração no tamanho das sementes das plantas na região onde as grandes aves frugívoras tornaram-se raras ocorreu porque:a) o tamanho das sementes foi diminuindo a cada geração em resposta à falta de grandes aves dispersoras e essa característica foi transmitida aos descendentes.b) existiam plantas que produziam sementes menores e plantas que produziam sementes maiores; aquelas deixaram mais descendentes e passaram a prevalecer.c) em função da pressão do ambiente, as plantas sofreram recombinação gênica e adquiriram a capacidade de produzir sementes menores, passíveis de dispersão.d) a necessidade de dispersão de suas sementes induziu a ocorrência de mutações e essas plantas passaram, então, a produzir sementes cada vez menores.e) as plantas sofreram mutações aleatórias em seu material gênético e aquelas capazes de produzir sementes menores foram privilegiadas pela seleção natural.

13 Pesquisadores do mundo animal têm chamado atenção para um fenômeno curioso: há cada vez mais elefantes, principalmente na Ásia, que nascem sem as presas de marfim, características dos machos da espécie. Calcula-se que, há poucas décadas, 3% dos elefantes asiáticos machos nasciam sem presas – hoje, a cifra em alguns grupos chega a 10%. (...) O processo é desencadeado pela ação predadora dos caçadores em busca do valioso marfim...

VENTUROLI, T. Evolução em ritmo acelerado. Veja on-line. 10 ago. 2005. Disponível em: <http://veja.abril.com.br/100805/p_108.html>. (Adaptado) Acesso em: 12 out. 2012.

De acordo com a teoria da evolução mais aceita atualmente, explique como a ação dos caçadores tem influenciado o processo evolutivo dos elefantes asiáticos.

14 (PSS-UEPG) Observe as figuras a seguir.

Quando comparamos essas estruturas, é correto afirmar que:a) I e II são estruturas homólogas, formadas por divergência adaptativa.b) II e III são estruturas homólogas, formadas por con-vergência adaptativa.c) I e III são estruturas análogas, formadas por convergência adaptativa.d) I e II são estruturas análogas, formadas por divergência adaptativa.e) II e III são estruturas homólogas, formadas por irra-diação adaptativa.

15 Em um experimento de laboratório, uma população de moscas foi separada em duas e, durante algum tempo, elas receberam alimentação diferente. Após algumas gerações, essas populações foram reagrupadas em um mesmo ambiente, mas mostraram sinais claros de especiação.

População inicial

Grupo alimentado à base de amido

Grupo alimentado à base de maltose

Oito ou mais gerações passam

Preferência deacasalamento

Fig.2.21

I)

II)

III)

Braço do homem

Asa do morcego

Asa da abelha

Fig.2.20

Biologia


A confirmação da especiação depende da: a) manifestação de variabilidade individual dentro da população.b) ocorrência de isolamento geográfico durante algumas gerações.c) comprovação de isolamento reprodutivo entre as duas populações.d) formação de descendentes a partir do cruzamento entre as populações.e) atrofia ou do desenvolvimento de determinadas estruturas em resposta ao meio.

16 (PISM-UFJF) Especiação é o processo pelo qual uma espécie origina novas espécies, ao longo do tempo e do espaço. Sobre o tema, responda:a) Qual é a importância do isolamento geográfico e da diversidade de ambientes no processo de especiação?b) O que é irradiação adaptativa e como ela atua no processo de especiação?c) O processo de especiação leva ao aparecimento de órgãos homólogos ou análogos? Justifique sua resposta.

17 (PISM-UFJF-Adaptado) A figura a seguir representa populações vegetais crescendo em diversos ambientes. A população da espécie A encontra-se no ambiente X. Em certo momento, sementes foram dispersas para dois ambientes diferentes, sendo um deles exposto à intensa radiação solar (ambiente Y) e o outro bastante sombreado (ambiente Z). Após a dispersão das sementes, as três populações passaram por um longo período de isolamento geográfico, culminando na formação das espécies B e C nos ambientes Y e Z, respectivamente.

AMBIENTE Y AMBIENTE Y AMBIENTE YESPÉCIE B

ESPÉCIE AAMBIENTE X

AMBIENTE Z AMBIENTE Z AMBIENTE ZESPÉCIE C

Folhas médias, estreitas e largas



Folhas médias e estreitas Folhas estreitas

dispersão

dispersão

Folhas médias e largas Folhas largas

ISOLAMENTO GEOGRÁFICO

ISOLAMENTO GEOGRÁFICO

Com relação ao exposto, responda:a) Considerando a existência de indivíduos com folhas médias, estreitas e largas no ambiente X, que processo evolutivo foi responsável pelo estabelecimento, ao longo de gerações, apenas de indivíduos com folhas estreitas no ambiente Y e de indivíduos com folhas largas no ambiente Z? Justifique sua resposta.b) Qual a importância do isolamento geográfico no processo de formação das espécies B e C?

18 Durante muitos anos, a classificação dos seres vivos limitou-se a dois grandes grupos. No grupo dos animais, eram incluídos todos os organismos, uni ou multicelulares, dotados de locomoção e com nutrição heterotrófica e no grupo das plantas, todos aqueles incapazes de locomoção e com nutrição autotrófica. Em 1866, Ernest Haeckel propôs um terceiro reino (Protista) para incluir todos os unicelulares, incluindo bactérias, protozoários, algas e fungos. Novos conhecimentos levaram Herbert Copeland, em 1938, a isolar as bactérias em um novo reino.


31Volume 1

Os novos conhecimentos que justificaram a proposta de um reino exclusivo para as bactérias foi fato de serem:a) unicelulares.b) eucariontes.c) autotróficas. d) procariontes.e) heterotróficas.

19 Observe a imagem a seguir.

I) II)

Fig.2.22

Com base nos conhecimentos a respeito da evolução dos seres vivos, é possível afirmar que a imagem:a) I está correta, pois o processo de evolução biológica processou-se de modo linear, partindo do organismo mais simples para o mais complexo.b) I está correta, pois o processo de evolução biológica processou-se de modo linear, partindo do organismo mais complexo para o mais simples.c) II está correta, pois o processo de evolução biológica processou-se de modo descontínuo, com espécies surgindo aleatoriamente durante o processo.d) II está correta, pois a evolução biológica é cheia de ramificações, com várias espécies apresentando um mesmo ancestral em comum.e) II está correta, pois evidencia que indivíduos pertencentes a reinos diferentes não apresentam ancestrais em comum.

20 (PASUSP-Adaptado) Uma árvore filogenética, evolutiva ou da vida, é uma representação gráfica que organiza os seres vivos de acordo com o seu grau de parentesco evolutivo. Espécies com maior semelhança ou proximidade evolutiva se localizam em ramificações (grupos evolutivos) mais próximas. Analise a figura a seguir, que mostra um modelo de árvore filogenética com as relações evolutivas entre alguns seres vivos, e assinale a proposição correta.

a) Os fungos deram origem a todos os seres vivos.b) As bactérias deram origem a todos os seres vivos.c) Os fungos e as plantas pertencem ao mesmo grupo evolutivo.d) As plantas e os animais pertencem ao mesmo grupo evolutivo.e) Os insetos e os anfíbios pertencem a diferentes grupos evolutivos.

Fig.2.23

Biologia


3. As interações entre vida e ambiente

Na década de 1970, James Lovelock (1939) e Lynn Margulis (1938-2011) formularam a Hipótese Gaia: como um imenso organismo, a Terra teria capacidade de autorregulação, ou seja, teria

capacidade de manter relativamente constante a quantidade de espécies, sua temperatura, a salinidade dos oceanos etc. De fato, seres vivos e fatores não vivos influenciam-se mutuamente e, excluindo a ocorrência de eventos externos, tendem a manter as condições em equilíbrio dinâmico, com poucas alterações. A Ecologia (do grego oikós = casa; logos = estudo) refere-se ao estudo do ambiente, incluindo todos os indivíduos nele contidos, todas as interações estabelecidas entre eles e com o meio e todos os processos funcionais que o tornam habitável. Nas últimas décadas, a área recebeu maior destaque devido à crescente preocupação com o impacto das ações humanas. A nítida degradação dos ambientes sinaliza a ocorrência de alterações de difícil reversão, pondo em risco a sustentabilidade do planeta e, assim, a manutenção da vida.

3.1 A Ecologia preocupa-se com os níveis de organização mais amplos

As unidades funcionais e estruturais dos seres vivos, desde os átomos até a Biosfera, estão didaticamente distribuídas em níveis de organização, cada um formado pela associação ou

pela interação do nível anterior (Figura 3.1).

Fig.3. 1 Principais níveis de organização adotados pela Biologia.

Os níveis de organização mais amplos – população, comunidade, ecossistema e a biosfera – são objetos de estudo da Ecologia.

As interações entre vida e ambiente

33Volume 1

Considere um pequeno espaço servindo de “casa” para vários conjuntos de organismos da mesma espécie, ou seja, várias populações, como, por exemplo, populações de plantas, de insetos, de roedores e de cobras, além de populações de micro-organismos. Essas populações não vivem isoladas: os insetos dependem do abrigo e do alimento fornecido pela planta. Os insetos servem de alimento aos ratos e esses, por sua vez, servem de alimento às cobras. Os micro-organismos realizam a decomposição de organismos mortos. Assim, essas populações e suas inter-relações formam uma comunidade biótica, também chamada de biocenose ou biota. Os componentes da comunidade interagem também com fatores físicos e químicos, como a temperatura, a luz, a água, o gás oxigênio, etc. Esses são os fatores abióticos (do grego: a = sem, bio = vida), chamados assim em oposição aos seres vivos, que constituem os fatores bióticos. A esse complexo sistema de interações entre fatores bióticos e abióticos damos o nome de sistema ecológico ou ecossistema. Os princípios determinantes de um ecossistema aplicam-se em qualquer espaço e em qualquer escala. Um aquário, uma pequena região de mata, um pântano e a Floresta Amazônica são exemplos de ecossistemas. Quando não existem limites nítidos entre dois ecossistemas, a área de transição apresenta características típicas de ambos e é chamada de ecótono (Figura 3.2).

Exercícios de sala

1 Considere uma pequena lagoa onde existam duas espécies de plantas, larvas de duas espécies de insetos, três espécies de peixes e uma espécie de verme interagindo com fatores químicos e físicos do meio. a) Qual é o total de populações, comunidades e ecossistemas considerados nesse exemplo?b) Cite um exemplo de fator físico e outro de fator químico presentes nesse ambiente.

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2 Muitos organismos instalam-se no corpo humano e constituem com esse uma associação do tipo parasita e hospedeiro. O hospedeiro humano garante abrigo, alimento e condições ambientais, tais como temperatura e umidade, adequadas à sobrevivência e à reprodução do parasita, favorecendo o estabelecimento de uma relação íntima e duradoura.

Na situação apresentada, o corpo humano pode ser considerado, em seu sentido mais amplo, como um(a)a) sistema.b) indivíduo.c) população. d) comunidade.e) ecossistema.

3.2 Cada espécie ocupa seu habitat e seu nicho

O lugar onde vive um organismo denomina-se habitat (Figura 3.3). Algumas espécies são exclusivas de uma região do planeta, sendo chamadas de espécies endêmicas; outras

apresentam distribuição ampla. De qualquer modo, a ocupação de um habitat não ocorre por acaso, mas por adaptação; cada uma das espécies procura aproveitar ao máximo todas as condições locais, bióticas ou abióticas.

Ecossistema A

Ecossistema B

Ecótono

Fig.3. 2 - Os ecótonos constituem as zonas de transição entre ecossistemas próximos

Biologia


A forma pela qual as espécies exploram os recursos representa seu nicho ecológico (Figura 3.3). O termo inclui não apenas o espaço físico ocupado por elas, como também o seu papel funcional na comunidade, como elas utilizam os recursos do meio e como se relacionam com as outras espécies de seres vivos.

O ecólogo americano Eugene Odum (1913-2002) simplificou os conceitos de habitat e de nicho ecológico comparando-os, respectivamente, ao “endereço” e à

“profissão” que as espécies ocupam no ambiente.

Fig.3. 3 - Pássaros de espécies diferentes ocupam o mesmo habitat, mas apresentam nichos ecológicos diferentes

Algumas espécies apresentam nicho ecológico amplo, como o homem e alguns insetos, sendo denominadas generalistas; outras possuem nicho ecológico mais restrito, como o urso panda, sendo denominadas especialistas. As espécies com nichos ecológicos mais generalistas sofrem menos com as alterações que ocorrem em seus ambientes.

Exercícios de sala

3 O mosquito responsável pela transmissão da malária (Anopheles) é encontrado na região da Floresta Amazônica. Machos e fêmeas têm hábitos noturnos, mas aqueles se alimentam de seiva de plantas e essas, de sangue de mamíferos, portanto, apenas elas transmitem a doença.

O texto mostra que machos e fêmeas do mosquito Anophelesa) ocupam habitat e nichos ecológicos diferentes. b) pertencem à mesma espécie, mas ocupam habitat diferentes.c) pertencem a espécies diferentes, mas ocupam o mesmo habitat.d) ocupam habitats diferentes, mas apresentam o mesmo nicho ecológico.e) ocupam o mesmo habitat, mas apresentam nichos ecológicos diferentes.

4 Observe os exemplos a seguir: I) Um aquário bem estruturado depende de água e de peixes, obviamente, e, também, de gás oxigênio,

luz e manutenção da temperatura. O desenvolvimento de micro-organismos é importante para o local.

II) Nas savanas, as zebras e os gnus são herbívoros que se alimentam da relva. Ambos servem de alimento para os leões.

III) Em uma lagoa, uma planta aquática serve de alimento para um caramujo, e este serve de alimento para peixes pequenos.

As interações entre vida e ambiente

35Volume 1

Pergunta-se:a) Em qual dos exemplos anteriores temos um ecossistema exemplificado?b) No exemplo II, podemos afirmar que zebras, gnus e leões têm o mesmo nicho ecológico?

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5 Qual das alternativas a seguir faz referência a uma comunidade?a) Uma única baleia jubarte encontrada em águas tropicais durante o inverno.b) Todos e somente os organismos vivos que fazem parte do Cerrado brasileiro.c) Todas as araras da espécie Ara chloropterus que habitam as paredes rochosas da Amazônia.d) Todos os ambientes do planeta Terra onde as condições são adequadas à existência da vida.e) Todos os seres vivos do Pantanal e os fatores físicos e químicos necessários à sua sobrevivência.

6 Três grupos de pesquisadores foram recrutados à Mata das Araucárias, localizada na região Sul do país, para avaliar os riscos de extinção da gralha-azul, ave símbolo da região. Cada grupo ficou responsável por um estudo:

Grupo I: avaliaram o número de indivíduos da espécie e os fatores que afetam sua taxa de crescimento, como natalidade e mortalidade, sem se preocuparem com as causas.

Grupo II: avaliaram quais são os fatores bióticos e abióticos que a coloca em risco de extinção: atividades antropogênicas, aquecimento global, escassez de água e alimento etc.

Grupo III: avaliaram quais são as relações que essa espécie estabelece com outras: quem lhe serve de alimento, quem são seus parasitas e predadores etc.

Com base nesses dados, é correto afirmar que os Grupos I, II e III fizeram avaliações da gralha-azul em níveis de, respectivamente,a) população, comunidade e ecossistema.b) população, ecossistema e comunidade.c) comunidade, ecossistema e população.d) comunidade, população e ecossistema.e) ecossistema, comunidade e população.

7 O nicho ecológico pode ser definido comoa) um ambiente físico que oferece condições à instalação de uma ou algumas espécies.b) a região de transição entre dois ecossistemas adjacentes, com características de ambos.c) o agrupamento de seres vivos da mesma espécie que coexistem em uma mesma região.d) o conjunto de condições bióticas e abióticas necessárias à sobrevivência de uma espécie.e) o mais alto nível de organização biológica, que inclui todos os organismos mais os ambientes.

Texto para as questões 8 e 9.

Pesquisadores brasileiros descreveram recentemente uma nova espécie de peixe endêmica em cavernas em Goiás. A espécie possui características típicas de peixes que habitam locais pouco iluminados e pertence a um grupo de peixes adaptados ao subtrato dos rios... costumam se alimentar de invertebrados aquáticos, mas podem ser bastante oportunistas e generalistas, aproveitando-se de outras fontes alimentares disponíveis nos rios subterrâneos.

MANSUR, A. Pesquisadores descobrem nova espécie de peixe em cavernas de Goiás. Época. Disponível em: <http://epoca.globo.com/colunas-e-blogs/blog-do-planeta/noticia/2015/02/pesquisadores-descobrem-bnova-especie-de-peixe-em-cavernasb-de-goias.html>.

(Adaptado) Acesso em: 20 ago. 2015.

Biologia


8 O termo destacado no texto implica no fato de essa espécie de peixe a) ser encontrada em todos os rios subterrâneos do mundo.b) viver no local isolada de qualquer outra espécie de ser vivo.c) apresentar distribuição limitada aos rios da região estudados.d) ocorrer em grande quantidade nos rios do interior de cavernas.e) aparecer nos rios subterrâneos do Brasil em todas as épocas do ano.

9 A descrição resumida sobre essa nova espécie de peixe faz referência ao seu(à sua)a) reino.b) habitat.c) ecótono.d) população.e) nicho ecológico.

10 A tabela a seguir compara o tamanho, o nicho ecológico e a área geográfica ocupada de quatro espécies de mamíferos.

Espécie de mamífero Tamanho das populações

Nichos ecológicos

Áreas geográficas ocupadas

1 Grande Restrito Pequena

2 Pequena Amplo Grande

3 Pequena Restrito Pequena

4 Grande Amplo Grande

Com base nos dados, as populações com menor e com maior risco de extinção são, respectivamente,a) 1 e 2.b) 3 e 4.c) 2 e 1.d) 2 e 3.e) 4 e 3.

Organização biótica dos ecossistemas

37Volume 1

4. Organização biótica dos ecossistemas

Na estrutura dos ecossistemas, as interações mais evidentes entre as diversas espécies de seres vivos referem-se às relações alimentares e envolvem três categorias básicas de organismos:

produtores, consumidores e decompositores.

4.1 Produtores, consumidores e decompositores

Os organismos produtores são indispensáveis em qualquer comunidade, sendo principalmente representados pelas plantas nos ambientes terrestres e pelas algas nos ambientes aquáticos.

Por serem autótrofos, responsabilizam-se pela conversão de substâncias inorgânicas em matéria orgânica (alimento) através da fotossíntese. Parte da matéria orgânica produzida é utilizada durante o próprio metabolismo e o restante, armazenado na raiz, no caule ou em outros órgãos. É justamente a matéria orgânica armazenada que servirá de alimento para outros organismos. Os consumidores e os decompositores são organismos heterótrofos. Os consumidores atuam de modos variados. Os herbívoros alimentam-se dos produtores e, por isso, são chamados de consumidores primários. Os carnívoros que se alimentam dos consumidores primários são chamados de consumidores secundários; aqueles que se alimentam dos consumidores secundários são chamados de consumidores terciários e assim por diante. Parte da matéria ingerida pelos animais é utilizada com o próprio metabolismo e parte é incorporada e armazenada, estando disponível como alimento para os próximos organismos: eventuais consumidores ou decompositores. Os decompositores são representados por fungos e bactérias. Seu papel é tão indispensável à manutenção dos ecossistemas quanto o papel dos produtores, pois degradam a matéria orgânica contida em materiais de excreção ou em organismos mortos, transformando-a em substância inorgânica e tornando-a novamente disponível para os produtores.

4.2 As relações alimentares representadas através das cadeias e das teias alimentares

As relações alimentares descritas de forma sequenciada formam o que chamamos de cadeia alimentar. Nessas representações, utilizamos setas que indicam a transferência de

matéria e de energia através de uma série de organismos que consomem e são consumidos, desde a fonte dos autótrofos. Cada posição determinada das cadeias alimentares é denominada nível trófico. Os produtores ocupam sempre o primeiro nível das cadeias alimentares, enquanto os heterótrofos consumidores ocupam os níveis intermediários. Os heterótrofos decompositores ocupam sempre o último nível trófico das cadeias, pois se nutrem de elementos mortos provenientes de todos os outros níveis, desde produtores até os diversos consumidores. Todavia, raramente estão representados. Para exemplificar, considere um ambiente abrigando plantas, insetos, ratos e cobras. A planta representa os autótrofos ou produtores e, portanto, ocupa o primeiro nível trófico; o inseto, sendo herbívoro ou consumidor primário, ocupa o segundo nível trófico; o rato é classificado como consumidor secundário e ocupa o terceiro nível trófico e a cobra é classificada como consumidor terciário, ocupando o quarto nível trófico da cadeia (Figura 4.1). Nos ambientes aquáticos, as cadeias alimentares têm início com os organismos do plâncton: organismos que vivem na superfície e que normalmente apresentam movimentação passiva. Os produtores, representados pelas algas, constituem o fitoplâncton (do grego: phytón = plantas; plankton = errante), e os consumidores primários, representados por protozoários e pequenos animais, constituem o zooplâncton (do grego: zoo = animais).

Biologia


Consumidoresterciários

Consumidoressecundários

Consumidoresprimários

Produtores

Plantas

Primeiro nível trófico

Aut

ótro

fos

(pro

duto

res)

Het

erót

rofo

s (c

onsu

mid

ores

)

Segundo nível trófico

Terceiro nível trófico

Quarto nível trófico

Fitoplâncton

Insetos Zooplâncton

Ratos Peixes pequenos

Cobras Peixes grandes

(A) (B)

Fig.4.1 - Exemplos de cadeias alimentares: A) terrestre e B) aquática

Embora as cadeias alimentares sejam um recurso didático útil na demonstração das relações alimentares entre os organismos, sabemos que as interações nos ecossistemas são muito mais complexas. Algumas espécies ocupam mais de um nível trófico ao alimentar-se, por exemplo, de plantas e de outros animais. Nesses casos, a espécie é chamada de onívora (do latim omnis = tudo, vorare = comer). Existem ainda espécies que servem de alimento para várias outras. Graças à essa alimentação variada, várias cadeias alimentares podem ocorrer interligadas, formando as teias alimentares (Figura 4.2).

Decompositores

Planta Inseto Rato Cobra

Ave Gavião

Fig.4.2 - Exemplo de teia alimentar


39Volume 1

4.3 A interferência em um nível trófico desequilibra as cadeias alimentares

Considere a mesma sequência alimentar exemplificada anteriormente:


Suponha duas situações: I) os insetos são eliminados; II) os ratos são eliminados.

Na primeira situação, ocorrerá um aumento na população de plantas, já que ocorreu uma diminuição de seus predadores. Por outro lado, ocorrerá uma diminuição nas populações de ratos e, posteriormente, de cobras, devido à menor disponibilidade de alimento.


Na situação II, a extinção dos ratos acarreta diminuição na população de cobras, mas aumenta a população de insetos. Com o aumento dos insetos, a população de plantas diminui.


Esses exemplos demonstram que as alterações em qualquer uma das populações pertencentes a uma cadeia alimentar podem afetar todas as outras envolvidas. A caça predatória, a introdução de espécies exóticas em um ambiente, as queimadas, a utilização de inseticidas, a liberação de resíduos industriais e as alterações climáticas são alguns eventos frequentemente envolvidos com os desequilíbrios nas cadeias alimentares.

Exercícios de sala

1 Antigamente era bem simples: minhocas comiam amendoins, passarinhos comiam minhocas, gatos comiam passarinhos. E ninguém comia os gatos! Isso irritava muito as minhocas, é claro!

Certo dia, uma minhoca revoltada resolveu abocanhar um gato. Você não imagina o tamanho da confusão que se criou.

Disponível em: <http://chc.cienciahoje.uol.com.br/confusao-alimentar/>. Acesso em: 11 ago. 2015.

Na cadeia alimentar descrita, a minhoca revoltada atua comoa) decompositor.b) consumidor primário. c) consumidor secundário.d) consumidor terciário.e) consumidor quaternário.

Biologia


2 Embora a biodiversidade dos desertos seja muito menor comparada a outros ambientes, teias alimentares relativamente complexas podem ser evidenciadas. Um exemplo dessas teias alimentares envolve seis organismos. O escorpião consome insetos herbívoros, como o gafanhoto, mas, a exemplo do gafanhoto, pode virar comida de pássaros como o papa-léguas. O esquilo terrestre consome plantas e serve de alimento para a águia dourada.

Considerando exclusivamente esses seis organismos, responda os itens a seguir.a) Qual ou quais dos organismos citados ocupa mais de um nível trófico? Cite quais são esses níveis tróficos.b) O que acontecerá com a população de esquilos terrestres caso a população de escorpiões seja eliminada desse ambiente? Explique.

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4.4 Nas cadeias alimentares, o fluxo da matéria é cíclico e o fluxo de energia, unidirecional

Através da fotossíntese, os organismos produtores obtêm matéria orgânica e energia, acumuladas nas moléculas orgânicas. Parte dessa matéria e dessa energia é utilizada no

próprio metabolismo, outra parte é armazenada e posteriormente transferida aos próximos níveis tróficos através das cadeias alimentares. Portanto, ao longo das cadeias alimentares, ocorre transferência de matéria orgânica e de energia. Quando os animais ou vegetais morrem, as bactérias e os fungos decompositores agem sobre o material orgânico e o decompõem, reduzindo-o até moléculas inorgânicas novamente. Esse material inorgânico pode ser absorvido e novamente utilizado pelos vegetais. Por isso, dizemos que a matéria tem fluxo cíclico nos ecossistemas (Figura 4.3).

PRODUTORES(produção de

moléculas orgânicas)

CONSUMIDORES

Substânciasinorgânicas DECOMPOSITORES

Fig.4.3 - Esquema do fluxo de matéria

Com relação à energia, isso não ocorre. Em cada nível trófico, uma proporção de energia é utilizada durante o metabolismo celular ou perde-se na forma de calor, não podendo ser reaproveitada. Por isso, os ecossistemas necessitam de uma fonte constante de energia, da qual todas as espécies são dependentes: o Sol. Estima- -se que, do total de energia assimilada por cada nível trófico, apenas 10% seja transferido para o nível trófico seguinte, de tal forma que quanto mais afastado do produtor estiver um organismo, menor a quantidade de energia disponível. Isso explica porque as cadeias alimentares não são sequências longas; raramente apresentam mais de cinco níveis tróficos. A energia, portanto, apresenta fluxo unidirecional e decrescente (Figura 4.4).

Produtor calor e metabolismo

calor e metabolismo

calor e metabolismo

Consumidorprimário

Consumidorsecundário

ENERGIA

SOL

Fig.4.4 - Esquema do fluxo de energia


41Volume 1

4.5 As relações alimentares representadas por meio das pirâmides ecológicas

Pirâmides ecológicas são representações gráficas que ilustram a variação de três parâmetros –número de indivíduos, biomassa ou energia – ao longo dos níveis tróficos de um ecossistema.

Nas pirâmides, os níveis tróficos são representados por compartimentos retangulares empilhados. A base sempre representa os produtores; os consumidores são colocados sequencialmente sobre aquele. Os compartimentos apresentam a mesma altura, mas diferem na largura proporcionalmente ao número de indivíduos, à quantidade de biomassa ou à quantidade de energia encontrada em cada nível trófico.

Pirâmide de números – representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico

As pirâmides de números expressam a quantidade de indivíduos presentes em cada um dos níveis tróficos. Nas cadeias alimentares envolvendo presas e predadores, o tamanho dos indivíduos tende a aumentar do nível dos produtores aos consumidores e, com isso, o número de indivíduos tende a diminuir no mesmo sentido. As pirâmides formadas são, então, diretas (com a base maior do que o ápice) (Figura 4.5A). Nas cadeias alimentares de parasitas, o tamanho dos indivíduos tende a diminuir dos produtores aos consumidores e, assim, o número de indivíduos aumenta (Figura 4.5B). Cadeias alimentares envolvendo predadores e parasitas podem ocorrer de modo parcialmente invertido (Figura 4.5C).

Gavião

Cobra

Coelho

Planta

(A)

Pássaros

Piolhos

Árvores

(B)

Cobras

Lagartos

Lagartas

Plantas

(C)

Fig.4.5- Exemplos de pirâmides de número: A) predador/presa, B) parasita/hospedeiro, C) predador/presa e parasita/hospedeiro

Pirâmides de biomassa – a representação da quantidade de matéria orgânica em cada nível trófico

O termo biomassa refere-se à quantidade de matéria orgânica presente em um organismo ou em um nível trófico. Já vimos que parte dessa matéria é utilizada pelo próprio organismo e parte é transferida ao próximo nível trófico. Nos ecossistemas terrestres, normalmente os produtores grandes e de vida longa apresentam biomassa maior que a biomassa dos herbívoros e essa é maior do que a biomassa dos carnívoros. A pirâmide de biomassa, portanto, apresenta aspecto direto (Figura 4.6A). Nos ecossistemas aquáticos, os produtores (fitoplâncton) são muito pequenos, sendo rapidamente aproveitados pelo zooplâncton. A pirâmide de biomassa, então, aparece de modo invertido, gerando a falsa ideia de que uma pequena biomassa sustenta uma biomassa maior. Todavia, como as algas do fitoplâncton apresentam ciclo de vida curto, a biomassa é rapidamente recomposta (Figura 4.6B).

Onça 0,15 tonelada

Boi 0,5 toneladaCapim 10 toneladas

Peixes

Zooplâncton

Fitoplâncton

(A) (B)

Fig.4.6 - Exemplos de pirâmides de biomassa: A) ecossistema terrestre, B) ecossistema aquático

Biologia


Pirâmides de energia – a representação do fluxo unidirecional

A fotossíntese constitui a principal forma pela qual a energia entra nos ecossistemas e, a partir daí, essa energia pode ser transferida aos próximos níveis tróficos através das cadeias alimentares. Como o fluxo unidirecional de energia é decrescente, dos produtores em direção aos consumidores, as pirâmides de energia nunca serão invertidas. Os produtores têm sempre mais energia disponível que os consumidores primários. Esses, por sua vez, têm maior quantidade de energia disponível que os consumidores secundários, e assim por diante (Figura 4.7).

4.6 A produtividade nos ecossistemas

A quantidade total de energia ou de biomassa produzida pelos produtores em uma determinadaárea, num determinado intervalo de tempo, é chamada de Produtividade Primária Bruta

(PPB). Como a produção da matéria orgânica ocorre através da fotossíntese, a taxa de luz, a temperatura, a disponibilidade de sais e a de água interferem no processo. Quanto maior a intensidade de luz, por exemplo, maior será a taxa de fotossíntese e, portanto, maior será a produtividade primária bruta das plantas. Para o vegetal, uma parte da energia e da matéria orgânica obtidas será aproveitada durante a respiração celular (R), de sorte que apenas uma parte estará disponível para os herbívoros. A quantidade de energia ou de biomassa obtida pelos autótrofos, menos a quantidade gasta durante o metabolismo, é chamada de Produtividade Primária Líquida (PPL). É a PPL que estará disponível para o próximo nível trófico. Da mesma forma, a quantidade total de matéria orgânica e energia incorporada por um consumidor ao longo da cadeia alimentar recebe o nome de Produtividade Secundária Bruta (PSB). Os consumidores também gastam matéria orgânica e energia durante suas atividades. Assim, a quantidade de matéria e energia disponível para o próximo nível trófico, descontando-se os gastos com o metabolismo, recebe o nome de Produtividade Secundária Líquida (PSL).

PPL = PPB – R

Total de matéria acumulada

Total de matéria

produzida

Total de matéria gasta

PSL = PSB – R

Total de matéria acumulada

Total de matéria ingerida

Total de matéria gasta

Num país de economia essencialmente agrícola, cuja população mantém hábitos vegetarianos,

foi proposto o incentivo à pecuária. O objetivo, segundo a proposta, seria limitar o crescimento das

áreas cultivadas de acordo com o seguinte princípio: os produtos agrícolas alimentariam o gado e

esse, por sua vez, alimentaria a população que, assim, estaria quantitativamente melhor servida em

termos energéticos.

Argumente, sob o ponto de vista biológico, a favor ou contra essa proposta.

Consumidor terciário

Consumidor secundário

Consumidor primário

Produtor

Fig.4.7 Exemplo de pirâmide de energia


43Volume 1

Exercícios de sala

3 Leia a tirinha a seguir:

Fig.4.8

Na cadeia alimentar montada por Miguelito, a vaca pode ser considerada uma intermediária porque, sob o ponto de vista energético, elaa) recebe a energia dos humanos e a transfere às plantas.b) impede a transferência de energia das plantas aos humanos.c) transfere parte da energia recebida das plantas aos humanos. d) disponibiliza o total da energia obtida pela planta para os humanos.e) promove o fluxo de energia produzida pela planta e por ela aos humanos.

4 Em alto-mar, a concentração de nutrientes minerais é baixa. Todavia, nas regiões onde ocorrem as correntes de ressurgência – correntes verticais de água –, nutrientes minerais depositados no fundo são carregados até a superfície, enriquecendo, assim, a região.

Com base nas informações apresentadas, espera-se que, comparativamente com outras regiões do oceano, a pesca nas regiões de ressurgência será maior ou menor? Explique.

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5 Na cadeia alimentar: planta aquática → caramujo → peixe pequeno → peixe grande → ave da margem, é correto afirmar que:a) a planta aquática atua como consumidor primário.b) o caramujo atua como consumidor primário.c) o peixe pequeno atua como consumidor terciário.d) o peixe grande atua como consumidor secundário.e) a ave da margem atua como decompositor.

Biologia


6 Observe a teia alimentar representada nesta figura.

Inseto

Sapo

Guaxinim

Jacaré

Ave

Peixe

Jabuti

Planta IPlanta II

Sobre ela, responda:a) Quem são os produtores dessa teia alimentar? Qual é o papel desses organismos nos ecossistemas?b) Quais são os níveis tróficos ocupados pelo peixe?c) O que está representado nesta sequência: planta II, inseto, sapo, guaxinim e jacaré?

7 Em um ecossistema de campo, as plantas servem de alimento para roedores e insetos; os sapos

alimentam-se de insetos e as cobras, de roedores e de sapos. Com base nessas informações, é possível afirmar que o terceiro nível trófico é ocupado

a) apenas pelos sapos.b) apenas pelas cobras.c) pelos sapos e pelas cobras.d) pelos insetos e pelos sapos.e) pelos roedores e pelos insetos.

8 Macacos-prego encontrados na região de Bonito (MS) alimentam-se de frutos das árvores localizadas próximas a uma nascente. Os frutos que eventualmente caem na água são saboreados pelas piraputangas, uma espécie de peixe da região. Essas servem de alimento aos dourados e ainda podem compor o “prato” das sucuris.

Nessa rede alimentar,a) os macacos-prego atuam como produtores.b) a sucuri exerce papel de consumidor terciário.c) o dourado e a sucuri atuam como consumidores secundários.d) as piraputangas exercem papel de consumidores secundários.e) cada peixe exerce mais de uma função, ocupando mais de um nível trófico.

9 Considere a sequência de organismos esquematizada a seguir:

Capim Capivara

Jacaré

Onça

Homem→→ →

→


45Volume 1

a) Qual é o nível trófico ocupado pelo homem nessa sequência alimentar?b) Caso a comercialização de carne de jacaré seja proibida, qual será o efeito sobre a população de onças? Explique.

10 (PASUSP) Como consequência do aquecimento global, criaram-se condições favoráveis para o aumento da incidência de um fungo que parasita anfíbios. Esse fungo causa a quitridiomicose, uma doença que já resultou no desaparecimento de muitas espécies de pererecas, sapos e rãs. A cadeia alimentar apresentada a seguir é a de um ecossistema aquático hipotético.

alga → inseto → anfíbio → peixe → ave

Suponha que a população de anfíbios dessa cadeia tenha sido seriamente afetada pela quitridiomicose, e que parte de seus indivíduos tenha morrido. Como consequência desse fato, espera-se:a) a diminuição da população de insetos, que se alimentam de algas, e o aumento da população de aves.b) a diminuição da população de peixes, que se alimentam de anfíbios, e de aves, que se alimentam de peixes.c) o aumento da população de algas, assim como da população de insetos, que delas se alimentam.d) a diminuição da população de anfíbios e a manutenção do tamanho das demais populações que participam da cadeia.e) o aumento da população de algas e a manutenção do tamanho das demais populações que participam da cadeia, exceto da população de anfíbios.

11 Observe o esquema a seguir:

1º nível trófico 2º nível trófico 3º nível trófico 4º nível trófico

Sobre o esquema, é correto afirmar que as setas podem estar indicando o fluxoa) unidirecional da energia, que entra nos ecossistemas através da atividade fotossintética dos vegetais.b) unidirecional da matéria, que atravessa os ecossistemas através das cadeias alimentares, mas não pode ser reaproveitada.c) cíclico da matéria, que entra nos ecossistemas através da respiração aeróbica e é gradualmente perdida a cada nível trófico.d) cíclico da energia, que atinge os níveis tróficos através da alimentação, e se torna novamente disponível pela ação dos decompositores.e) unidirecional da energia, que entra nos ecossistemas através dos organismos heterotróficos, mas é utilizada apenas pelos organismos autotróficos.

12 Considere a seguinte cadeia alimentar:

plantas → lagartas → pássaros → aves maiores

A maior e a menor quantidade de energia estão disponíveis, respectivamente, paraa) as plantas e as lagartas. d) as aves maiores e as plantas.b) as lagartas e os pássaros. e) os pássaros e as aves maiores.c) as plantas e as aves maiores.

Biologia


13 Para a cadeia alimentar: árvore → pássaros → piolhos, foram elaboradas duas pirâmides ecológicas:

piolhosI II

pássarosárvore

Sobre elas, responda:a) Relacione essas representações às pirâmides de número, de biomassa e de energia.b) Quais organismos, que, obrigatoriamente, devem estar presentes nos ecossistemas, mas normalmente não aparecem na representação das pirâmides? Explique.

14 Ao estimar a biomassa dos organismos pertencentes a uma cadeia alimentar terrestre constituída por três níveis tróficos, foram encontrados os seguintes valores:

Organismo A: 120 toneladas Organismo B: 0,2 tonelada Organismo C: 3 toneladas

Com base nos dados, responda:a) Quais organismos (A, B ou C) correspondem aos consumidores primário e secundário dessa cadeia alimentar?b) Qual organismo (A, B ou C) tem disponível a maior quantidade de energia?

15 Analise o texto a seguir:

“Se o Sol é o imenso reator energético, então a terra do sol passa a ser o locus por excelência da energia armazenada. De onde se conclui que o Brasil, o continente dos trópicos, é o lugar da energia verde. Energia vegetal. Terra da biomassa. Terra da energia”.

VASCONCELLOS, Gilberto Felisberto. Biomassa: a eterna energia do futuro. São Paulo: Senac, 2002. p. 21.

O texto justifica-se pelo fato de que nas regiõesa) polares, onde a incidência de radiação é menor, a produtividade é menor.b) tropicais, onde a incidência de radiação é maior, a produtividade é maior.c) tropicais, onde a incidência de radiação é menor, a produtividade é menor.d) temperadas, onde a incidência de radiação é maior, a produtividade é menor.e) temperadas, onde a incidência de radiação é menor, a produtividade é maior.

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Biologia


Figura. 1.3 - Disponível em: <https://classconnection.s3.amazonaws.com/536/flashcards/1399536/jpg/picture151335997515638.jpg>.

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Figura. 1.4 - Disponível em: <http://classconnection.s3.amazonaws.com/353/flashcards/19353/jpg/millerfiurey1329290287219.jpg>.


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Sumário do Volume - gensa.com.br · apresentava uma “força” ou um “princípio ativo” capaz de gerar vida e, por isso, a ideia ficou também conhecida como Teoria da Abiogênese