TEMA I: ECOLOGIA 1. CONCEITOS IMPORTANTES EM ECOLOGIA Ecologia é a ciência que estuda as relações dos seres vivos com o ambiente e entre si. Em ecologia estudam-se as relações que se estabelecem nos seguintes níveis de organização: - população: conjunto de organismos da mesma espécie que convivem numa certa região em determinado período. Entre eles é possível a troca de genes (reprodução sexuada); - comunidade ou biocenose: conjunto de populações de diversas espécies que se inter-relacionam; - ecossistema: conjunto das relações entre a comunidade, formada pelos seres vivos, e o ambiente físico. - biosfera: conjunto de todos ecossistemas do planeta. - Habitat: Local de um ecossistema em que um determinado organismo vive. - Nicho ecológico: Função e atividades do organismo no ecossistema. 2. CARACTERÍSTICAS DA POPULAÇÃO Caracteriza-se numericamente pela densidade, que é determinada pelas taxas de natalidade, mortalidade, imigração e emigração. A densidade populacional é afetada por: - fatores abióticos: tipo de solo, umidade, iluminação, temperatura, substâncias inorgânicas etc - fatores bióticos: decorrentes das relações entre os seres vivos, tais como competição e parasitismo. Os fatores que afetam a população com intensidade proporcional à densidade são classificados como fatores dependentes da densidade. Exemplo: parasitismo (quanto maior a densidade mais fácil é o contagio). 2.1. Padrão de Crescimento populacional A curva de crescimento populacional mais comum é a sigmoide e resulta da interação entre o potencial biótico e a resistência imposta pelo meio. - Potencial biótico: é a capacidade teórica de crescimento de uma população em condições ambientais ótimas. - Resistência ambiental: fatores ambientais que restringem o crescimento populacional, tais como disponibilidade limitada de nutrientes e de espaço. A resistência aumenta à medida que a densidade cresce. - Capacidade limite do ambiente: máximo de indivíduos que o meio pode comportar.
Quando alguns indivíduos de uma espécie penetram em uma área inexplorada, ocorre um crescimento que, num gráfico densidade x tempo, resulta geralmente numa curva em S. O crescimento, inicialmente lento, torna-se muito rápido (logarítmico) e então vai diminuindo de velocidade, conforme aumenta a resistência ambiental. Quando é atingida a capacidade limite do ambiente a densidade mantém-se em equilíbrio dinâmico, podendo ocorrer oscilações cíclicas ou mutações aleatórias devidas a causas diversas.
3. RELAÇÕES ECOLÓGICAS E O MEIO AMBIENTE Relações
intra-específicas
harmônicas desarmônicas
interespecíficas
harmônicas
desarmônicas
Colônias(+/+) sociedades (+/+) Competição (+/-) ou (-/-) canibalismo(+/-) mutualismo (+/+) protocooperação (+/+) Comensalismo(inquilinismo, epifitismo) (+/0) antibiose(amensalismo) (+/-) competição(+/-) ou (-/-) predatismo (+/-) parasitismo (+/-)
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3.1. Relações intraespecíficas harmônicas: Sociedade: indivíduos da mesma espécie, mantendo-se anatomicamente separados, e que cooperam entre si por meio de divisão de trabalho. Geralmente, a morfologia corporal está relacionada à atividade que exercem. Ex: abelhas, cupins, formigas, etc. Colônia: indivíduos associados anatomicamente. Estes podem se apresentar semelhantes (colônias isomorfas), ou com diferenciação corporal de acordo com a atividade que desempenham (polimorfas). Ex: determinadas algas (1º exemplo) e caravela portuguesa (2º exemplo). 3.2. Relações intraespecíficas desarmônicas: Canibalismo: ato no qual um indivíduo se alimenta de outro(s) da mesma espécie. Competição: disputa por territórios, parceiros sexuais, comida, etc. 3.3. Relações interespecíficas harmônicas: Mutualismo: indivíduos de espécies diferentes que se encontram intimamente associados, criando vínculo de dependência. Ambos se beneficiam. Ex: liquens (fungo + cianobactéria), cupim e protozoário que digere a celulose em seu organismo, micorrizas (fungos + raízes de plantas), etc. Protocooperação: indivíduos que cooperam entre si, mas não são dependentes um do outro para sobreviverem. Ex: peixe-palhaço e anêmona. O primeiro ganha proteção e o segundo, restos de alimentos destes; pássaros que se alimentam de carrapato bovino, etc. Comensalismo: relação na qual apenas uma espécie se beneficia, mas sem causar prejuízos à outra. Exemplo: o peixe-piloto se prende ao tubarão, para se alimentar dos restos de comida deste, e também se locomover com maior agilidade. Inquilinismo: uma espécie usa a outra como abrigo, sendo que somente ela se beneficia, mas sem causar prejuízos à outra. Exemplo: orquídeas e bromélias associadas a árvores de grande porte. 3.4. Relações interespecíficas desarmônicas: Amensalismo: uma espécie inibe o desenvolvimento de outra. Ex: liberação de antibióticos por determinados fungos, causando a morte de certas bactérias. Predatismo: um indivíduo mata outro para se alimentar. Ex: serpente e rato, pássaro e semente, etc. Parasitismo: o parasita retira, do corpo do hospedeiro, nutrientes para garantir a sua sobrevivência, debilitandoo. Ex: lombriga e ser humano, lagarta e folhagens, carrapato e cachorro, etc. Competição: disputa por recursos (território, presas, etc). 4. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 4.1. Ciclo do Nitrogênio
O nitrogênio se mostra como um dos elementos de caráter fundamental na composição dos sistemas vivos. Ele está envolvido com a coordenação e controle das atividades metabólicas. Entretanto, apesar de 78% da atmosfera ser constituída de nitrogênio, a grande maioria dos organismos é incapaz de utilizá-Io, pois este se encontra na forma gasosa (N2) que é muito estável possuindo pouca tendência a reagir com outros elementos. Os consumidores conseguem o nitrogênio de forma direta ou indireta através dos produtores. Eles aproveitam o nitrogênio que se encontra na forma de aminoácidos. Produtores introduzem nitrogênio na cadeia alimentar,
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através do aproveitamento de formas inorgânicas encontradas no meio, principalmente nitratos (NO3) e amônia (NH3+ ). O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em algumas etapas: • Fixação: Consiste na transformação do nitrogênio gasoso em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos (amônia e nitrato). Os organismos responsáveis pela fixação são bactérias, retiram o nitrogênio do ar fazendo com que este reaja com o hidrogênio para formar amônia. • Amonificação: Parte da amônia presente no solo, é originada pelo processo de fixação. A outra é proveniente do processo de decomposição das proteínas e outros resíduos nitrogenados, contidos na matéria orgânica morta e nas excretas. Decomposição ou amonificação é realizada por bactérias e fungos. • Nitrificação: É o nome dado ao processo de conversão da amônia em nitratos. • Desnitrificação: As bactérias desnitrificantes (como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos em nitrogênio molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo. 4.1.1. Rotação de Culturas Um procedimento bastante utilizado em agricultura é a “rotação de culturas”, na qual se alterna o plantio de nãoleguminosas (o milho, por exemplo), que retiram do solo os nutrientes nitrogenados, com leguminosas (feijão), que devolvem esses nutrientes para o m 4.2. Ciclo da Água A água apresenta dois ciclos: Ciclo curto ou pequeno: é aquele que ocorre pela lenta evaporação da água dos mares, rios, lagos e lagos, formando nuvens. Estas se condensam, voltando a superfície na forma de chuva ou neve; Ciclo longo: É aquele em que a água passa pelo corpo dos seres vivos antes de voltar ao ambiente. A água é retirada do solo através das raízes das plantas sendo utilizada para a fotossíntese ou passada para outros animais através da cadeia alimentar. A água volta a atmosfera através da respiração, transpiração, fezes e urina. 4.3. Ciclo do Oxigênio O ciclo do oxigênio se encontra intimamente ligado com o ciclo do carbono, uma vez que o fluxo de ambos está associado aos mesmos fenômenos: fotossíntese e respiração. Os processos de fotossíntese liberam oxigênio para a atmosfera, enquanto os processos de respiração e combustão o consomem. Parte do O2 da estratosfera é transformado pela ação de raios ultravioletas em ozônio (O3). Este forma uma camada que funciona como um filtro, evitando a penetração de 80% dos raios ultravioletas. A liberação constante de clorofluorcarbonos (CFC) leva a destruição da camada de ozônio. 4.4. Ciclo do Carbono As plantas realizam fotossíntese retirando o carbono do CO2 do ambiente para formatação de matéria orgânica. Esta última é oxidada pelo processo de respiração celular, que resulta em liberação de CO2 para o ambiente. A decomposição e queima de combustíveis fósseis (carvão e petróleo) também libera CO2 no ambiente. Além disso, o aumento no teor de CO2 atmosférico causa o agravamento do "efeito estufa", isto é, o aquecimento global, que pode acarretar o descongelamento de geleiras e das calotas polares com consequente aumento do nível do mar e inundação das cidades litorâneas.
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EXERCÍCIO 1 01. (FPS/COVEST/2014) Utilizando-se de conceitos ecológicos, o diagrama abaixo ilustra resumidamente interações que constituem:
A) Milho. B) Piolho. C) Galinha. D) Porco. E) Homem. 04. (NOVAFAPI/2012.2) O que acontece quando uma comunidade se torna estável, atingindo o estágio clímax? A) Aumenta o número de mutações que podem ocorrer nas espécies. B) Diminui a transmissão dos caracteres adquiridos entre as espécies. C) Aumentam os efeitos causados pela seleção natural nas espécies. D) Aumenta a variabilidade genética das espécies. E) Diminuem as modificações evolutivas nas diferentes espécies.
A) um ecossistema. B) uma população. C) a biosfera. D) o meio ambiente. E) uma comunidade.
05. (FACID/2012.1) Uma tubulação de esgoto cai diretamente dentro de um rio, que passa na parte central da cidade. Embora em área urbana, esse rio era povoado por várias espécies de peixes. O despejo de grande quantidade de resíduos nesse rio trouxe como consequências. I. morte dos peixes. II. proliferação de micro-organismos anaeróbicos. III. proliferação de organismos decompositores. IV. aumento da matéria orgânica. V. diminuição da quantidade de oxigênio disponível na água. VI. liberação de gases mal cheirosos, como o ácido sulfídrico. Pode-se dizer que a ordem esperada para a ocorrência desses eventos é: A) I, IV, III, V, II e VI. B) I, VI, III, IV, V e II. C) IV, III, V, I, II e VI. D) IV, VI, V, III, II e I. E) VI, V, I, III, IV e II.
02. (Covest-FPS-PE/2013) As comunidades de seres vivos podem interagir de várias formas em um ecossistema, mas a importância dessas relações ecológicas varia com o grau de dependência que as populações possuem entre si. Sobre este assunto, analise as interações ecológicas mostradas na figura abaixo.
É correto afirmar que: A) o homem apresenta relação trófica de consumidor secundário e relação ecológica de herbivoria. B) a solitária apresenta relação trófica de consumidor secundário e relação ecológica de parasitismo. C) a galinha apresenta relação trófica de consumidor primário e relação ecológica de herbivoria. D) o porco apresenta relação trófica de consumidor terciário e relação ecológica de predação. E) o milho apresenta relação trófica de produtor e relação ecológica de inquilinismo.
06. (FMJ/2010-1) A Escherichia coli e outras bactérias semelhantes são utilizadas como um precioso indicador de poluição das nossas praia e rios: a partir de certo número de bactérias por unidade de volume, as autoridades sanitárias consideram a praia ou os rios impróprios para banho. A alta concentração dessas bactérias na água é indicador de poluição porque: A) São, como todos os procariontes, agentes patogênicos, isto é, causadores de doenças. B) Sua alta concentração é fator de competição intraespecífica com as algas verdes. C) Sua existência indica com toda a segurança a presença de fezes na água. D) Seu número elevado funciona como fator de magnificação trófica E) A grande quantidade dessas bactérias por unidades de volume leva à formação das
03. (FPS/COVEST/2014) Na teia alimentar abaixo, qual dos elementos que a constituem tem acesso a menor quantidade de energia?
07. (FACID/2013.1) Em um ecossistema, existem vários tipos de interações entre os componentes das diversas espécies. Essas relações podem ser
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