APOSTILA EVOLUÇÃO DO TERMO ECOLOGIA - IFSP SÃO ROQUE

EVOLUÇÃO DO TERMO ECOLOGIA A ecologia é uma ciência relativamente nova, não apresentando uma base teórica rígida, sendo denominada por isso como soft science (ciência juvenil). Assim, fica fácil entender que a sua própria definição venha sofrendo tantas interpretações ao longo do tempo.

O termo ecologia foi criado por Hanns Reiter, mas definido por Ernst Haeckel (16/2/1834 – 9/8/1919) em 1866:

“Por ecologia entendemos o corpo científico que se preocupa com a economia da natureza – a investigação das relações totais dos animais, tanto com seu ambiente inorgânico, quanto com o orgânico” (Haeckel,1870).

Apesar de criado em 1866 e definido em 1870, foi apenas no século XIX que o termo foi reconhecido e passou a ser amplamente utilizado. A sua institucionalização aconteceu com a criação da Sociedade Ecológica Britânica, em 1913, e a Sociedade ecológica da América, em 1915.

O termo ecologia tem recebido uma série de interpretações ao longo do tempo.

Em 1905 o ecólogo americano Frederick Clements (1874-1945) definiu o termo como “a ciência da comunidade”.

Em 1927, o ecólogo britânico Charles Elton (1900-1991) definiu ecologia como “história natural científica”, preocupada com a “sociologia e ecologia dos animais”.

Em 1961, Andrewartha se referiu à ecologia como o estudo científico da distribuição e da abundância de organismos, realçando a importância das populações dentro desta área de conhecimento..

Herbert George Andrewartha (21/12/1907 – 27/01/1992) No ano de 1963 o ecólogo americano Eugene Odum (17/9/1913 — 10/8/2002) a definiu como “o estudo das estruturas e funções da natureza” e em 1962 como “o estudo da estrutura e funções dos ecossistemas”. Essa definição ressalta a importância dos processos ecofisiológicos na determinação da estrutura dos ecossistemas.

Em 1972, Krebs a definiu como o estudo científico das interações que determinam a distribuição e abundância dos organismos. Essa definição evidencia a importância das interações – como predatismo, parasitismo e competição –na estruturação das comunidades.

Em 1980 Ricklefs definiu a ecologia côo o estudo do meio ambiente enfocando as inter-relações entre os organismos e seu meio circundante, invocando noções físico- biológicos.

Atualmente, ECOLOGIA é definida como ESTUDO DO MEIO AMBIENTE NATURAL E DAS RELAÇÕES DOS ORGANISMOS ENTRE SI (ALELOBIOSES) E COM SEUS ARREDORES (ECOBIOSES).

A ecologia busca responder, basicamente, três perguntas: onde estão os organismos? Em que abundância? Porque estão/não estão nessa região?

Para tentar responder essas perguntas a ecologia se apóia em interações do tipo multi, poli e, principalmente, transdisciplinares.

As interações do tipo multidisciplinares são aquelas que ocorrem com outras ciências biológicas – como genética, zoologia, microbiologia. Essas interações são classificadas como core. Interações core são interações ditas “principais”, “essenciais”.

As interações do tipo polidisciplinar objetivam ciências que podem fornecer novas ferramentas de trabalho ou mesmo novas abordagens metodológicas. É o caso das interações com a informática, a estatística e a demografia.

Já as interações transdisciplinares são aquelas ciências aplicadas onde a ecologia pode ser aplicada, tais como direito e as engenharias.

A ecologia pode ser subdividida em 3 áreas no que se refere ao seu objeto de estudo:  Auto-ecologia: estuda a relação de uma única espécie com seu meio. Enfoca os limites de tolerância e as preferências das espécies quanto aos fatores ambientais, analisando a ação do meio na morfologia, fisiologia e comportamento da espécie. A auto-ecologia se baseia em uma visão mecanicista, onde parte-se da premissa de que devemos estudar as partes para entendermos o todo (“estudo de baixo para cima”);  Dinâmica das populações: estuda as variações da abundância das espécies;  Sinecologia: estuda a relação entre as espécies e destas com o seu meio. Ë fortemente influenciada pela teoria geral dos sistemas (Bertalanffy, 1968), que preconiza que as características de uma organização são provenientes da interação das partes,e que a complexidade da organização se deve a novas características que surgem a partir da interação dessas partes, características essas diferentes daquelas apresentadas pelas partes quando isoladas. Trata-se, então de um estudo de “cima para baixo”.

A sinecologia pode ter duas perspectivas de estudo: a sinecologia descritiva (ou estática) e a sinecologia funcional (ou dinâmica).

A sinecologia descritiva se dedica a estudar a composição específica dos grupos, a abundância, freqüência, constância e distribuição espacial das espécies constitutivas.

Já a sinecologia funcional pode trabalhar em duas frentes: Pode descrever a evolução dos grupos e examinar as influências que os fazem suceder-se em um lugar determinado. Pode-se também estudar os transportes de matéria e de energia entre os diversos constituintes de um ecossistema, o que conduz às noções de cadeia alimentar, de pirâmides dos números, das biomassas e das energias, de produtividade e de rendimento. Esta última parte constitui o que se chama a sinecologia quantitativa.

Conclusão: a auto-ecologia faz parte da ecologia das populações, enquanto que a sinecologia faz parte da ecologia das comunidades.

ECOLOGIA ou CIÊNCIAS AMBIENTAIS LOGOS = ESTUDO; ÓIKOS = CASA (NOSSO AMBIENTE MAIS PRÓXIMO) A ecologia ganhou relevância no meio científico a partir do rápido desenvolvimento populacional e da acelerada deterioração do meio ambiente

NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO ECOLÓGICA

1) ORGANISMO (INDIVÍDUO): Ser vivo qualquer. É a unidade fundamental da ecologia OBS: A estrutura e funcionamento de um organismo dependem das instruções genéticas herdadas dos pais e da influência do meio sobre ele.

OS TIPOS DE ORGANISMOS Quando a ecologia foca o organismo como objeto de estudo, ela procura entender como eles são afetados pelo ambiente e como os mesmos afetam o meio em que vivem.

Todo organismo é limitado por um envoltório através do qual troca energia e matéria com o meio.

As diferenças características na estrutura e no funcionamento dos diversos grupos têm papel essencial nas suas relações ecológicas.

Plantas precisam de uma grande área de superfície para captação de luz, mas isso a expõe a uma transpiração maior. A saída é estar enraizada, em constante contato com água e nutrientes. As epífitas só sobrevivem em ambientes bem úmidos ou com névoa boa parte do ano.

Animais apresentam suas grandes superfícies – necessárias para troca de matéria e de energia com o meio – geralmente dentro do corpo. Ex: um conjunto de pulmões humanos tem 100 m2 – equivalente a meia quadra de tênis.

A interiorização destas grandes superfícies permitiu o desenvolvimento de esqueleto e de músculos para a locomoção, o que não acontece com as plantas, que precisam de estruturas de espessura fina e suporte firme em seus caules.

2) ESPÉCIE: Grupo de organismos semelhantes estrutural, funcional e bioquimicamente.

Em caso de organismos que reproduzem sexuadamente podemos dizer que espécie corresponde a um grupo de indivíduos capazes, pelo menos potencialmente, de entrecruzar em condições naturais e originar descendência fértil por várias gerações.

População de indivíduos que são e permanecem distintos porque normalmente não se reproduzem com outros indivíduos, ou seja, com outra espécie.

3) POPULAÇÃO: Muitos organismos da mesma espécie em um mesmo ambiente ou, ainda, grupo de indivíduos de uma espécie que está em estudo. Ex.: população de ratos em um bueiro, em um determinado dia; população de bactérias causando amigdalite por 10 dias, 10 mil pessoas vivendo numa cidade em 1996, etc.

OBS: ORGANISMO ≠ POPULAÇÃO Populações são potencialmente imortais = seu tamanho se mantém através do nascimento de novos indivíduos, que repõem os que morreram.

OBS: populações apresentam estrutura e organização. São dinâmicas – aumentam e diminuem em número.

4) ECÓTIPO (raças ecológicas): populações de uma mesma espécie que se apresentam geograficamente separadas. Essas populações caracterizam-se por apresentar grande dispersão no meio e diferentes limites de tolerância ecológica. Esses limites variam de acordo com a população observada.

Quando essas variações apresentam uma base genética, as populações são denominadas RAÇAS GENÉTICAS, mas quando as diferenças são meramente fisiológicas, as populações são intituladas RAÇAS FISIOLÓGICAS, sendo o fenômeno envolvido nomeado adaptação fisiológica ou aclimatação.

Ex: a macrófita Typha sp (taboa) possui várias raças, espalhadas e adaptadas a diferentes regiões, como tropicais, subtropicais e temperadas.

5) COMUNIDADE (BIOTA, BIOCENOSE, FATOR BIÓTICO): Várias populações de espécies diferentes vivendo no mesmo lugar num determinado período. Karl August Mobius (1825-1908), Zoólogo alemão, denominou este nível de organização como biocenose (do grego bios, vida, e koinos, comum, público), termo que ressalta a relação de vida em comum dos seres que habitam determinado local.

Em outras palavras, comunidade ou biocenose correspondem ao componente ou fator biótico (Reunião de todos os seres vivos) de um dado ecossistema ou de uma subunidade dele.

Cumpre dizer que COMPONENTES BIÓTICOS podem ser produtores quimiossintetizantes) ou Heterótrofos (consumidores e decompositores).

autótrofos

(foto

e

OBS: interações entre populações de uma mesma comunidade interferem no tamanho das populações, ou seja, na dinâmica das populações.

6) COMPONENTE OU FATOR ABIÓTICO (BIÓTOPO) = É a parte não-viva de um ambiente, constituída por elementos inorgânicos e compostos orgânicos (cálcio, água, CO 2, O2, carbonatos e fosfatos), além dos fatores físicos e gradientes como umidade, vento, correntes, marés e radiação solar.

Por BIOTÓPO(do grego bios, vida, e topos, lugar) também podemos entender como “Área física na qual a biocenose vive.

Resumindo: Os componentes abióticos podem ser FÍSICOS (radiação, temperatura, luz, umidade, ventos), QUÍMICOS (nutrientes na água e nos solos) ou GEOLÓGICOS (solo).

7) ECOSSISTEMA:

é a interação da parte viva entre si e com a parte não-viva. Perceba que o conceito de ecossistema se confunde com o conceito atual de ecologia.

ECOSSISTEMA = COMUNIDADE + AMBIENTE QUÍMICO/FÍSICO

OU

ECOSSISTEMA = FATOR BIÓTICO + FATOR ABIÓTICO Comunidade e ecossistemas estudam aspectos diferentes da ecologia. O estudo de ecossistemas se dedica às transferências de matéria e de energia dentro do ambiente, enquanto que o estudo das populações e comunidades se refere, basicamente, ao desenvolvimento das estruturas ecológicas e da regulação dos processos ecológicos através do crescimento populacional e das interações das populações com o meio e entre si.

8) ECÓTONO: Área de transição (“fronteira”) entre ecossistemas. Ex: uma floresta cercada por campos apresenta regiões que contém graus variáveis de gramíneas e árvores.

OBS: A determinação de onde começa ou termina um ecossistema é arbitrária – depende de quem está estudando a questão – pois é complicado dizer onde começa a floresta ou o campo.

9) BIOSFERA: Conjunto de todos os ecossistemas da terra, todos os organismos e meio ambientes.

Outra definição que pode ser aplicada à biosfera é PARTE HABITADA DO PLANETA. Este termo foi introduzido por Eduard Suess (1831-1914),Geólogo austríaco que introduziu o termo biosfera em 1875 durante uma discussão sobre os vários envoltórios da terra. Em 1926 e 1929, o mineralogista russo Vladimir Vernandisky (1863-1945) consagrou definitivamente o termo, utilizando-o em duas conferências de sucesso.

Os Limites da biosfera podem ser definidos com base nos registros extremos de ocorrência de seres vivos: cerca de 7000m de altitude – onde voam algumas aves migratórias – e por volta de 11000m de profundidade nos oceanos, onde se encontram bactérias e alguns animais.

10) ECOSFERA = Sinônimo de biosfera, apesar de apresentar um enfoque diferente – enquanto biosfera dá ênfase à parte viva, a ecosfera dá ênfase aos recursos naturais.

11) NICHO: Palavra originada do italiano antigo nicchio e significa cavidade ou vão na parede onde se coloca uma imagem ou estátua. Este termo, então, transmite a idéia de ambiente restrito, o que inspirou a definição de nicho ecológico por Charles Elton: “ conjunto de relações e atividades próprias de uma espécie, ou seja, o modo de vida de um organismo “no sentido em que falamos de ocupações ou empregos ou profissões em uma sociedade humana (1933)”.

Importante ressaltar que o conceito de nicho ecológico inclui não apenas o espaço físico ocupado por um organismo, mas também a sua função na comunidade da qual ele faz parte.(ODUM) O conceito de nicho pode ter desdobramentos, dependendo do enfoque dado à distribuição da espécie: a) Nicho espacial (micro-habitat)= corresponde ao espaço físico ocupado por determinada espécie.

Ex: pele humana é o nicho espacial de alguns ácaros. Este conceito foi proposto por Grinnel, em 1917. b) Nicho trófico= proposto por Elton em 1927, é definido como a posição da população em uma cadeia alimentar: produtor, decompositor, detritívoro, onívoro, etc. entretanto, este conceito

apresenta algumas limitações: como classificar organismos canibais, como os copépodes Zooplanctônicos, ou mesmo o homem, ser essencialmente onívoro?

Cumpre dizer que espécies diferentes podem ter mesmo nicho espacial e diferentes nichos tróficos, ou vice-versa.

Ex: os hemípteros neustônicos Notonecta e Corixa. Eles apresentam o mesmo nicho espacial (vivem sobre a película de água em áreas salgadas, na interface água-ar – daí o termo neustônicos, de nêuston) mas diferentes nichos tróficos, uma vez que o Notonecta é carnívoro e o Corixa é herbívoro. c)

Nicho hipervolumétrico = conceito mais amplo e atualmente mais adotado, foi proposto por Hutchinsom em 1957. Ele envolve as interações bióticas e abióticas de uma espécie e pode ser subdividido em dois subgrupos:  Nicho fundamental (ou máximo)= conjunto total de recursos e condições que uma espécie teria disponível para exploração, se conseguisse evitar competição com outras espécies, ou seja, se pudesse evitar sobreposição de nichos.  Nicho realizado= refere-se à parte do nicho fundamental realmente ocupado pela espécie – que restringe o seu nicho para evitar a competição com outras espécies.

Cientistas usam dos nichos das espécies para classificá-las como generalistas e especialistas. São ditas generalistas as espécies que apresentam nichos amplos, podendo viver em diversos lugares, comer diversos tipos de alimentos e tolerar ampla variedade de condições ambientais. É o caso da espécie humana, bagres americanos e ratos, dentre outras.

Por outro lado, são classificadas como especialistas as espécies que apresentam nichos estreitos, podendo viver em apenas um ambiente e consumir apenas um ou poucos tipos de alimentos, além de tolerar uma pequena variedade de condições ambientais. Ex: salamandras-tigre, que se reproduzem apenas em lagos sem peixes, onde suas larvas não são comidas; pandas-gigantes da China, que se alimentam quase que exclusivamente de bambu.

Vale ressaltar que os especialistas levam vantagem em ambientes estáveis, como em uma floresta tropical. Já em ambientes que sofrem rápidas transformações, os generalistas levam vantagem.

12) GUILDA: Conjunto de espécies que apresentam nichos similares dentro da comunidade.

13) HABITAT: Local onde uma espécie vive e executa suas funções.

Cabe aqui uma distinção de habitat e biótopo. Biótopo (bios=vida; topos, lugar) corresponde ao substrato físico onde encontramos uma espécie. Já o termo habitat está desvinculado dessa noção geográfica, como por exemplo o tubo digestivo de vertebrados é o habitat de nematóides parasitas.

14) BIOMA: Subdivisão dos grandes ambientes da Terra (terrestre, dulcícola e marinho). De certo modo, podemos considerar um bioma como um conjunto de ecossistemas relacionados. Assim, por exemplo, podemos dizer que a floresta amazônica é um conjunto de ecossistemas menores. Um bioma possui aspecto homogêneo e condições climáticas semelhantes em toda extensão territorial.

O termo bioma é utilizado pra um grande sistema regional ou subcontinental caracterizado por um tipo principal de vegetação ou outro aspecto identificador de paisagem, como o bioma da plataforma continental oceânica.

15) REGIÃO: Grande área geológica ou política que pode abrigar mais de um bioma. Ex: montanha dos apalaches nos estados unidos.

16) PAISAGEM: área heterogênea composta de um agregado de ecossistemas em interação que se repetem de maneira similar por toda extensão. Um bom exemplo de paisagem seria uma bacia hidrográfica – fácil de ser estudada porque apresenta limites naturais identificáveis.

Vale lembrar que o termo paisagem significa, inicialmente, uma extensão do cenário enxergado pelo olho como uma vista”.

APROFUNDANDO UM POUCO MAIS...

CONDIÇÕES FÍSICAS E DISPONIBILIDADE DE RECURSOS

Condições e recursos são propriedades do ambiente que determinam onde os organismos podem viver.

CONDIÇÕES

Conjunto de fatores ambientais abióticos que influenciam no funcionamento dos seres vivos. Podem ser entendidas como características físicas e químicas do ambiente, como temperatura, umidade, pH, pressão, etc.

Existem aspectos importantes das condições que devem sempre ser observados: ciclos diários e anuais e freqüência de eventos extremos, como noites mais frias e dias mais quentes.

As condições podem ser descritas como extremas, severas, estressantes e propícias. Essa classificação é relativa, baseada em impressões humanas, de maneira que, por exemplo, um deserto é extremo para o homem, mas não para o cactus. Podemos assim concluir que existe uma relatividade nos modos pelos quais os organismos respondem às condições.

Efeito das condições

Condições físicas e químicas determinam se o ambiente é habitável ou não. Elas podem exigir respostas fisiológicas dos organismos, que podem ser de 3 tipos: a)

Situação onde as condições extremas são letais, de maneira que os organismos somente sobrevivem dentro de um continuum de condições favoráveis que existe entre os dois extremos.

Dentro desse continuum, entretanto, os organismos só podem crescer ativamente e reproduzir dentro de uma faixa bem restrita. Ex: Um ser vivo apresenta dois extremos de temperatura – um superior outro inferior – nos quais apresentam o seu metabolismo comprometido e morte. Entre esses dois extremos existe uma faixa onde o indivíduo apresenta alguma eficiência metabólica, atingindo o ápice dessa eficiência em uma temperatura dentro dessa faixa, denominada temperatura ótima ou ideal. O mesmo acontece com o pH.

b)

A condição é letal apenas quando em grandes concentrações. Em concentrações baixas, a condição o organismo não é afetado, mas existe um limiar acima do qual o desempenho decresce rapidamente: primeiro a reprodução, depois o crescimento e, finalmente, a sobrevivência. Ex: venenos, toxinas, emissões radiativas e poluentes químicos.

c)

Condições essenciais, em baixas concentrações, para os organismos, mas que em altas concentrações se tornam letais. Ex: alguns minerais (cloreto de sódio, cloreto de cobre).

Dentre as 3 situações, a primeira é a mais importante, pois ela é responsável, em parte, pela efetividade metabólica. Tomemos como exemplo, a temperatura – condição mais importante para os seres vivos.

Em casos de aumento em 10oC , a taxa metabólica quase duplica em muitos casos. Isso se deve ao aumento da energia cinética média das moléculas, o que favorece a ocorrência de reações.

Entretanto, em temperaturas muito altas, pode ocorrer a desnaturação das enzimas, o que pode causar a morte do organismo.

Em temperaturas altas, organismos terrestres se refrescam a partir da evaporação da água corporal, mas isso pode causar problemas sérios de desidratação.

Vale ressaltar que mesmo onde a perda de água não é relevante – como em organismos aquáticos – a morte é geralmente inevitável se a temperatura for mantida por longos períodos acima de 60oC. a exceção são os seres termófilos – principalmente fungos e arqueas. Ex: Pyrodictum occultum, pode viver a 105oC, algo que só é possível porque, sobre a pressão da profundidade oceânica, a água não entra em ebulição nessa temperatura.

IMPORTANTE: a presença de um organismo sempre altera as condições de um ambiente, seja em grande escala – árvores mantendo a umidade alta na região de sua copa – ou em pequena escala, como uma alga unicelular, que modifica o pH da película de água que a envolve.

Porém, as condições não são consumidas e nem esgotadas pelos organismos.

RECURSOS

Recursos, ao contrário das condições, são consumidos pelos organismos. Ex: CO2, água, radiação solar, etc.

Entretanto, não devemos limitar o conceito consumir com a idéia de “comer”. Aqui, o conceito se refere a estoque ou suprimento reduzido. Assim, podemos entender recursos como entidades exigidas por um organismo cuja disponibilidade pode ser reduzida pela sua atividade. Ex: esquilos não comem tocas, mas uma toca ocupada não está disponível para outro esquilo; fêmeas que já acasalaram podem não estar disponíveis para outros machos.

As plantas verdes obtém matéria e energia para o seu crescimento e reprodução a partir da fotossíntese.

Os recursos exigidos para a realização deste processo são dióxido de carbono, água, nutrientes minerais e radiação solar. Já os organismos quimiossintéticos – alguns procariotos – obtém energia a partir da oxidação do metano e íons amônio, dentre outros. Todos os outros organismos utilizam os corpos de outros organismos como recurso alimentar. Em cada caso, o que foi consumido não é disponível para outro consumidor. O coelho consumido por uma águia não é mais disponível para outra águia. O quantum de radiação solar absorvido e assimilado como produto da fotossíntese por uma folha não é mais disponível para outra folha. Isso tem uma conseqüência importante: organismos podem vir a competir para conquistar uma porção de um recurso limitado.

A lei do mínimo de Liebig

O sucesso – seja de um indivíduo, população ou comunidade – depende de uma série de condições.

Qualquer condição que fique abaixo ou acima do limite de tolerância é conhecida como condição ou fator limitante.

Em condições estáveis, o componente essencial que se apresentar com a quantidade inferior à necessidade mínima, tende a ser o fator limitante. Esse princípio ficou conhecido como lei do mínimo de Liebig.

Liebig descobriu que o rendimento dos cultivos é limitado não pelos macronutrientes – aqueles que são necessários em grande quantidade – mas sim pelos nutrientes necessários em pequena quantidade e que são escassos no solo. Conclusão: o crescimento de uma planta depende da quantidade de material alimentar que está presente em quantidade mínima= lei de Liebig.

Estudos posteriores mostraram que para essas leis serem úteis na prática devemos fazer algumas ressalvas: 1ª) A lei do mínimo de Liebig apresenta uma limitação: ela só vale em condições estáveis, ou seja,onde o fluxo médio de entrada de matéria e energia equivale com o fluxo médio de saída em um ciclo anual; 2ª) Sabe-se atualmente que um aumento na concentração de alguma substância, ou mesmo a ação de um fator que não o constituinte mínimo, pode modificar a taxa de uso do fator limitante, o que ficou conhecido como interação de fator.

Ocasionalmente pode ocorrer de um organismo trocar, pelo menos em parte, uma substância escassa no ambiente por outra quimicamente parecida. Ex: moluscos podem, em parte, usar o estrôncio no lugar do cálcio para a formação de suas conchas quando o ambiente é abundante em estrôncio e deficiente em cálcio. Outro exemplo: algumas plantas parecem precisar de uma quantidade menor de zinco quando crescem à sombra do que quando crescem à luz plena, o que dá a entender que uma baixa concentração de zinco seria menos limitante para as plantas na sombra do que para as plantas, nas mesmas condições, sob luz solar plena.

Conceito dos limites de tolerância

Não somente algo de menos pode ser um fator limitante – como Liebig propôs – mas também algo em excesso pode ter o mesmo efeito. Ex: calor, luz e água, dentre outros. Assim, podemos observar que os indivíduos apresentam um mínimo e um máximo ecológico. Essa faixa existente entre o mínimo e o máximo corresponde aos limites de tolerância.

Os conceitos de efeitos limites máximo e mínimo foram incorporados à lei de tolerância de Shelford.

Desde então ocorreu o desenvolvimento da ecologia do stress, que tem ajudado na compreensão sobre a distribuição de organismos na natureza.

Algumas observações sobre a lei de tolerância:  Um organismo pode possuir uma grande amplitude de tolerância para um fator e uma estreita amplitude para outro;  Organismos com grandes amplitudes de tolerância a fatores limitantes provavelmente terão distribuição mais ampla – não posso afirmar porque existem outros fatores que também afetam na distribuição. Ex: interações desarmônicas com outras espécies; Quando as condições não são ótimas para uma espécie em relação a um fator ecológico, pode ocorrer a redução do limite de tolerância para outros fatores. Ex:a falta de nitrogênio, reduz a resistências de

gramíneas à seca – é necessário mais água para evitar que murche em níveis baixos de nitrogênio do que em níveis altos;  Organismos não vivem em uma amplitude ótima para um determinado fator físico. Neste caso, existem outros fatores que devem apresentar maior importância. Ex: a Spartina alterniflora (gramínea marinha) – frequente na costa leste dos Estados Unidos – cresce melhor em água doce do que em água salgada, mas na natureza é encontrada somente em água salgada. Motivo: suas folhas possuem melhor estratégia para exsudar o sal do que as plantas enraizadas no brejo, de maneira que ela leva vantagem sobre seus competidores; A fase de onde os fatores parecem ser mais limitantes na vida de um organismo é a reprodução. Os limites de tolerância de indivíduos reprodutivos, sementes, ovos, embriões, plântulas e larvas são geralmente mais estreitos do que o das plantas e animais adultos não-reprodutivos.

Ex: uma árvore de cipreste adulto pode crescer submersa na água ou em planaltos secos, mas não poderá se reproduzir a menos que haja umidade e solo não inundado para o desenvolvimento das plântulas. Siris azuis adultos e muitos animais marinhos podem tolerar água salobra ou doce que tem alto conteúdo de cloreto e por isso são frequentemente encontrados rio acima.as larvas, entretanto, não podem viver nessas águas. Conclusão: essas espécies não podem reproduzir no ambiente de rio e nunca se estabelecem ali.

Para classificação dos organismos quanto ao grau de tolerância são usados os prefixos esteno – que significa estreito – e euri, que significa amplo. Assim temos: Estenotérmicos e euritérmicos – refere-se a organismos que apresentam, respectivamente, pequena e ampla tolerância da temperatura; Estenoídrico e eurídrico – refere-se a organismos que apresentam, respectivamente, pequena e ampla tolerância da água; Estenoalino e euralino – refere-se a organismos que apresentam, respectivamente, pequena e ampla tolerância da salinidade; Estenofágico e eurifágico – refere-se a organismos que apresentam, respectivamente, pequena e ampla tolerância do alimento; Estenoécio e euriécio – refere-se a organismos que apresentam, respectivamente, pequena e ampla tolerância da seleção de habitats.

OBS: - Esses termos não valem apenas para organismos, mas também são usados nos níveis de comunidade e ecossistema; - um fator provavelmente não é limitante para um organismo que tem amplo limite de tolerância quando ele se encontra constante no ambiente em quantidades moderadas. Ao contrário, quando um organismo tem limites definidos de tolerância a um fator que se encontra variável no ambiente, este fator pode ser limitante. Ex: oxigênio raramente é um fator limitante em ambientes terrestres devido à sua abundância – a exceção seria os parasitas ou organismos que vivem no solo ou a grandes altitudes. Entretanto o oxigênio é relativamente escasso e variável na água, sendo assim um importante fator limitante para organismos aquáticos.

- de certo modo, a evolução de limites estreitos de tolerância pode ser considerada uma forma de especialização que contribui para o aumento da diversidade na comunidade ou no ecossistema, ao passo que a evolução de limites amplos de tolerância pode ser considerada como promotora de espécies generalistas – menos suscetíveis às perturbações humanas.

Compensação de fator e ecótipos Organismos possuem a capacidade de se adaptar e de mudar o ambiente físico, para reduzir os efeitos limitantes de temperatura, luz, água e outras condições físicas de existência, o que é conhecido como compensação de fator. Essa compensação de fator é mais eficiente em nível de comunidade, mas também ocorre dentro das espécies.

Espécies que apresentam amplas distribuições geográficas quase sempre desenvolvem populações adaptadas localmente, denominadas ecótipos. Podemos definir ecótipos como subespécies geneticamente diferentes e que estão bem adaptadas a um conjunto de condições ambientais em particular.

A compensação ao longo dos gradientes de temperatura, luz, pH ou outros fatores geralmente envolve mudanças genéticas de ecótipos, mas tais mudanças também podem ocorrer por ajustes fisiológicos, sem fixação genética.

A compensação ocorre tanto ao longo de gradientes sazonais como dos geográficos. Um bom exemplo é o arbusto creosoto Larrea, que domina os desertos quentes e de baixa altitude no sudoeste dos Estados Unidos. Apesar deste arbusto ser uma planta do tipo C3 –não sendo bem adaptada às condições secas e quentes, já que perdem muita água durante o processo – ele consegue deslocar sua temperatura ótima para cima, do inverno para o verão, por aclimatação.

Condições de existência como fatores regulatórios Organismos são capazes de programar seus ciclos de vida para o período em que o ambiente físico oferece condições mais favoráveis para realização de suas atividades. Estes organismos realizam isso através de relógios biológicos – mecanismos fisiológicos de medida do tempo. A manifestação mais freqüente e a mais básica é o ritmo circadiano (circa=cerca; dies= dia), que nada mais é do que a capacidade de cronometrar e repetir funções em intervalos de cerca de 24h.

O relógio biológico é estabelecido por meio de ritmos biológicos e físicos que permitem ao organismo antecipar periodicidades diárias, sazonais, de marés e outras. O ritmo circadiano é utilizado para antecipar o melhor momento para se alimentar, florescer, migrar, hibernar, etc.

Ex: caranguejos-chama-marés, que vivem em planícies de maré, possuem seus relógios acertados com as marés em vez do tempo. Quando colocados em laboratório no escuro e sem marés, eles se tornam ativos no horário de maré baixa, quando normalmente estariam emergindo de suas tocas para se alimentar.

Uma maneira utilizada pelos organismos de zonas temperadas para medir o tempo de suas atividades sazonais é o comprimento do dia (fotoperíodo). Ao contrário com a maioria dos outros fatores sazonais, o comprimento do dia é sempre o mesmo para uma dada estação e localidade. Ex: em Winnipeg (Manitoba, Canadá), o fotoperíodo máximo é de 16.5horas em junho e um mínimo de 8h no final de dezembro.

O fotoperíodo atua como gatilho que dispara respostas fisiológicas relacionadas ao crescimento e floração de muitos vegetais, além da troca de pêlos/penas, acúmulo de gordura, a migração e a reprodução de aves e mamíferos, início da hibernação ou diapausa (estágio de dormência) dos insetos.

O comprimento do dia age por meio de um receptor sensorial como os olhos nos animais ou pigmento especial nas folhas de uma planta, que por sua vez ativa um ou mais sistemas hormonais e enzimáticas integradas, que acabam por induzir reposta fisiológica ou comportamental.

Plantas superiores e animais respondem de maneira similar ao fotoperíodo. Algumas espécies florescem conforme em dias cuja iluminação seja superior a 12 h. Plantas com essa característica são denominadas plantas de dias longos. Outras plantas superiores florescem em dias curtos (com período de iluminação inferior a 12 h) e por isso são denominadas plantas de dias curtos.

Os animais também respondem a variação no comprimento dos dias. Os dias curtos do outono parecem ser necessários para “reiniciar” o relógio biológico e preparar o sistema endócrino para responder aos dias longos. A qualquer momento após o fim de dezembro, um aumento artificial no comprimento do dia iniciará a sequência de troca de penas, deposição de gordura, inquietação migratória e aumento de gônada que normalmente ocorre primavera. Essa resposta fisiológica foi documentada pela primeira vez em 1964 por Farner. Nos insetos, os dias longos do fim da primavera e começo do verão estimulam um gânglio nervoso a secretar um hormônio que começa a produzir a diapausa ou os ovos de resistência que não irão eclodir até a próxima primavera, por mais favorável que sejam a temperatura, o alimento ou outras condições. Dessa forma, o crescimento da população é suspenso antes, e não depois, que a oferta de alimento se torne crítica.

Ao contrário do comprimento do dia, a chuva no deserto é bastante imprevisível. Apesar disso, algumas plantas anuais de deserto usam esse fator como regulador. Essas plantas, conhecidas como efêmeras, se mantém como sementes durante os períodos de seca, mas estão prontas para germinar, florescer e produzir sementes quando a umidade estiver favorável. Em muitas dessas espécies, as sementes possuem um inibidor de germinação que precisa ser lavado por uma quantidade mínima de água da chuva – por exemplo, de 1 a 2 cm.

Se colocadas em solo úmido em uma estufa essas sementes não germinarão, mas se forem tratadas com aguaceiro simulado com magnitude necessária germinarão. Essas sementes podem ficar viáveis por anos, esperando pelo aguaceiro adequado, o que explica porque os desertos se tornam rapidamente cobertos por flores logo após uma chuva pesada.

MUNDO FÍSICO

Um dos fatores que distingue o vivo do não-vivo é a habilidade de agir contra as forças físicas externas.

SISTEMAS FÍSICOS Transformações de energia sempre seguem o caminho de menor resistência, minimizando as variações no nível de energia através de todo o sistema.

SISTEMAS BIOLÓGICOS Organismo transforma energia de tal forma que ele permanece fora do equilíbrio com a gravidade, fluxo de calor, reações químicas. Ex: a temperatura de um organismo difere dramaticamente daquela dos seus arredores.

O mundo físico oferece condições à vida mas limita sua expressão – um organismo se movendo sobrepuja a gravidade e trabalha contra a resistência do mundo físico. Em contrapartida, a vida afeta o mundo físico como podemos perceber com as plantas, que interferem nas características dos solos, atmosfera e lagos.

A vida depende totalmente do mundo físico. Os organismos, em última instância, não somente recebem sua energia da luz do sol, mas também devem suportar extremos de temperatura, umidade, salinidade e outros fatores físicos que ocorrem ao seu redor. A forma e o funcionamento de todas as plantas e animais evoluíram parcialmente em resposta às condições prevalecentes no mundo físico.

Estes fatores variam de valor de local para local, determinando uma grande diversidade de ambientes.

Quanto à tolerância às variações dos fatores físicos, os seres vivos podem ser divididos em dois grupos: Os seres que toleram grandes variações dos fatores físicos, podendo viver em ambientes variados, são denominados EURIBIONTES (euri= largo, bio= vive). Ex: espécie humana.

Já os seres que não toleram grandes variações dos fatores físicos, e que por isso são encontrados em regiões específicas do planeta, são denominados ESTENOBIONTES (esteno= estreito). Ex: peixes de regiões geladas.

FATOR FÍSICO

CLASSIFICAÇÃO DOS SERES

TEMPERATURA

EURITÉRMICOS E ESTENOTÉRMICOS

PRESSÃO

EURIBÁRICO E ESTENOBÁRICO

SALINIDADE

EURIALINO E ESTENOALINO

PRINCIPAIS ATRIBUTOS DO MUNDO FÍSICO PARA OS SERES VIVOS

1) TEMPERATURA Cada espécie sobrevive entre certos limites de temperatura - amplitude térmica de existência -, não existindo acima de um determinado valor - temperatura máxima - nem abaixo de outro - temperatura mínima. Cada espécie possui uma temperatura ótima para a realização das suas atividades vitais. Alguns seres têm grande amplitude térmica de existência - seres euritérmicos - enquanto outros só sobrevivem entre limites estreitos de temperatura - seres estenotérmicos.

A temperatura interfere nas reações químicas. O seu aumento excessivo pode desnaturar as enzimas, podendo causar a morte do organismo ao comprometer o metabolismo. A sua diminuição significativa pode reduzir as reações químicas – levando o organismo a um estado de torpor ou mesmo morte por falta de energia – além de congelar a água localizada dentro da célula, o que pode promover a formação de cristais que destruiriam estruturas celulares.

Temperatura em torno de 40 graus já é suficiente para causas desnaturação na maioria dos seres, mas as arqueobactérias termófilas suportam temperaturas superiores a 100 graus.

A Temperatura e os Comportamentos dos Animais Alguns animais, nas épocas do ano em que as temperaturas se afastam do valor ótimo para o desenvolvimento das suas atividades, adquirem comportamentos que lhes permitem sobreviver: animais que não têm facilidade em realizar grandes deslocamentos como, por exemplo, lagartixas, reduzem as suas atividades vitais para valores mínimos, ficando num estado de vida latente; animais que se podem deslocar com facilidade como, por exemplo, as andorinhas, migram, ou seja, partem em determinada época do ano para outras regiões com temperaturas favoráveis.

A Temperatura e as Características dos Vegetais Ao longo do ano, certas plantas sofrem alterações no seu aspecto, provocados pelas variações de temperatura.

Os animais também apresentam características próprias de adaptação aos diferentes valores de temperatura. Por exemplo, os que vivem em regiões muito frias apresentam, geralmente, pelagem longa e uma camada de gordura sob a pele.

Poucos organismos podem sobreviver a temperaturas corporais acima de 45 0C. Os processos da vida, tal como conhecemos, ocorrem somente no intervalo de temperatura no qual a água é líquida – 0 a 1000C. Células congeladas podem morrer rapidamente – a estrutura cristalina do gelo interrompe processos vitais e pode danificar a célula.

Algumas espécies conseguem abaixar o ponto de congelamento da água por substâncias dissolvidas que interferem na formação do gelo. Sabe-se, por exemplo, que o ponto de congelamento da água do mar, a qual possui 3,4% de sais dissolvidos, é 1,90C negativos.

Um sangue mais salgado daria condições dos vertebrados viverem nas regiões polares, uma solução de 10% de NaCl, por exemplo, reduz em 10,5 0C o ponto de congelamento da água. Entretanto isso é inviável, devido à sensibilidade da estrutura protéica.

A saída que alguns organismos marinhos,como, por exemplo, os peixes antárticos, arrumaram para reduzir o ponto de congelamento dos fluidos do corpo – até 30% em alguns invertebrados terrestres - foi a de aumentar a quantidade de gliceróis e de glicoproteínas nos fluidos, os quais agem como anticoagulantes. Uma solução de 10% de glicerol abaixa do ponto de congelamento em 2,30C. Uma segunda alternativa é o super-resfriamento, onde os fluidos podem esfriar-se abaixo do ponto de congelamento sem a formação de cristais – é que o gelo geralmente se forma em torno de um objeto, um grão. Na ausência de grãos a água pura pode esfriar a mais de 20 0C abaixo do seu ponto de solidificação. Já foi registrado super-resfriamento de 80C negativos em répteis e 180C em invertebrados graças a glicoproteínas no sangue, que encapsulam os cristais de gelo que se formam (grãos), impedindo a formação de gelo. No Trematomus – peixe antártico – sangue e tecidos não congelam graças a uma grande concentração de glicoproteínas.

Alguns organismos podem tolerar o congelamento de parte ou de toda a água de seus corpos restringindo a formação de gelo aos espaços entre as células.

OBS: Efeitos opostos da temperatura nos processos vitais: A) Calor aumenta a energia cinética, acelerando reações – taxa de processos vitais aumenta de 2 a 4 vezes para cada aumento de 100C. B) Enzimas e outras proteínas ficam instáveis em altas temperaturas e podem desnaturar.

C) Nível da energia térmica nas células influencia a formação das proteínas, as quais equilibram os movimentos cinéticos naturais induzidos por calor e as forças de atração química entre as diversas partes da molécula.

Animais ectotérmicos e endotérmicos ECTOTÉRMICOS (pecilotérrmicos, heterotérmicos ou animais de sangue frio) são os seres que se utilizam da energia do sol para controlar sua temperatura. Ex: répteis, que podem procurar uma toca ou uma sombra se a temperatura esquentar, ou se aquecer no sol, se sua temperatura cair.

ENDOTÉRMICOS (homeotérmicos ou animais de sangue quente) são os seres que usam energia liberada em seu metabolismo para regular sua temperatura corporal.

Os endotérmicos gastam mais energia, pois uma parte do alimento é utilizada para fornecer calor ao corpo, mas em compensação, são ativos em qualquer temperatura. Já os ectotérmicos conseguem sobreviver por longos períodos sem ingerir comida, uma vez que não gastam tanta energia quanto os endotérmicos. Entretanto, se a temperatura ambiental cair muito, eles ficam inativos.

Controle da temperatura em endotérmicos

Aves apresentam penas e mamíferos possuem pêlos recobrindo o corpo, retendo uma camada de ar que funciona como isolante térmico. No frio, penas e pêlos eriçam, o que aumenta a camada de ar e o isolamento térmico; no calor, essas estruturas abaixam, diminuindo o isolamento.

Ambos os grupos são capazes de regular a quantidade de sangue que passa pela pele. Quando a temperatura do corpo aumenta, esses animais promovem o relaxamento dos músculos lisos das arteríolas da pele. Com isso, as arteríolas dilatam e mais sangue circula pela pele, favorecendo a perda de calor para o ambiente. Quando a temperatura do corpo diminui, ocorre a contração dos mesmos músculos, o que causa a contração das arteríolas, diminuindo a troca de calor com o meio. Essa estratégia pode ser acompanhada por contrações involuntárias da musculatura esquelética, o que aumenta a produção de calor = TREMOR DE FRIO.

Cumpre dizer que os mamíferos ainda apresentam uma camada de gordura, que atua como isolante térmico. Alguns deles ainda apresentam a SUDORESE – estratégia que envolve a liberação de suor na superfície do corpo que, ao evaporar, refrigera o corpo. A sudorese apresenta-se intimamente ligada à umidade do ar: quanto menor a umidade do ar, mais rápida é a evaporação do suor. Outros mamíferos, como os cães, compensam a falta da sudorese com uma respiração ofegante, que elimina muito calor por meio da evaporação da água pelas vias respiratórias.

Temperatura e taxa metabólica

A taxa metabólica varia de acordo com a temperatura ambiente. Os animais endotérmicos conseguem manter a sua temperatura constante gastando um mínimo de energia, quando a temperatura ambiente está entre 27 e 35º C. por isso este intervalo é denominado zona termoneutra. Quando a temperatura ambiente atinge valores inferiores a 27º C, o animal passa a gastar mais energia para gerar calor e manter a temperatura constante. Acima de 35º C, o metabolismo do animal aumenta, numa tentativa de dissipar o calor, através da produção do suor ou da ofegação.

Se essa análise fosse feita com animal ectotérmico, teríamos um resultado diferente: quando a temperatura ambiente aumenta, a temperatura corporal aumenta, permitindo um aumento do metabolismo.

Adaptações ao frio

Existem várias adaptações ao frio: - Camadas de pêlos ou penas mais espessas; - Camada espessa de gordura sob a pele – estratégia eficiente em animais aquáticos, onde pêlos e penas não seriam eficientes, já que não conseguiriam reter a camada de ar em ambiente aquático; - Migração para ambientes mais quentes no inverno, onde é mais fácil obter alimento; - Tamanho do animal – quanto maior o animal homeotérmico, maior a resistência ao frio, uma vez que quanto maior o tamanho do animal, menor a superfície relativa de perda de calor.

- Em caso de inverno rigoroso, alguns mamíferos – como o morcego, alguns esquilos e a marmota – entram em processo de hibernação, onde o seu metabolismo diminui muito, de maneira que eles conseguem, assim, lidar melhor com o frio e com a escassez de alimento. Outros mamíferos – como o urso, o ouriço – dormem, mas não são considerados hibernantes, uma vez que eles podem acordar de tempos em tempos para comer alimento estocado, além disso, o seu metabolismo abaixa pouco, em comparação aos verdadeiramente hibernantes.

Vale ressaltar que alguns répteis e alguns anfíbios são capazes de realizar um processo semelhante à hibernação durante o verão – processo denominado ESTIVAÇÃO.

2) LUZ A luz é uma manifestação de energia, cuja principal fonte é o Sol. É indispensável ao desenvolvimento das plantas. De fato, os vegetais produzem a matéria de que o seu organismo é formado através de um processo - a fotossíntese - realizado a partir da captação da energia luminosa.

Para a maioria dos animais é a principal fonte de informações sobre o ambiente = visão. Praticamente todos os animais necessitam de luz para sobreviver. São exceções algumas espécies que vivem em cavernas - espécies cavernícolas - e as espécies que vivem no meio aquático a grande profundidade espécies abissais. Certos animais como, por exemplo, as borboletas necessitam de elevada intensidade luminosa, pelo que são designadas por espécies lucífilas. Por oposição, seres como o caracol e a minhoca não necessitam de muita luz, evitando-a, pelo que são denominadas espécies lucífugas. A luz influencia o comportamento e a distribuição dos seres vivos e, também, as suas características morfológicas.

A Luz e os Comportamentos dos Seres Vivos Os animais e as plantas apresentam fotoperiodismo, isto é, capacidade de reagir à duração da luminosidade diária a que estão submetidos - fotoperíodo Várias funções do organismo seguem um padrão que depende da duração do dia e da noite. Nos vertebrados, esse controle é feito pela melatonina – produzida pela glândula pineal – e ele influencia no crescimento, no ciclo reprodutivo e nos ritmos circadianos (= cerca de um dia): sono, regulação da pressão e da temperatura ao longo do dia, etc. Além disso, os animais apresentam fototactismo, ou seja, sensibilidade em relação à luz, pelo que se orientam para se movimentarem em direção a ela ou para se afastarem dela. Tal como os animais, as plantas também se orientam em relação à luz, ou seja, apresentam fototropismo(crescimento orientado pela luz)/fototactismo (deslocamento orientado pela luz) e fotonastismo (movimento influenciado pela luz, mas que não são orientados pela direção da mesma, mas sim pela, simetria que há entre o órgão e o estimulador. Ex: dama da noite, que são flores que abrem durante a noite e se fecham durante o dia, sempre em direção à base da flor, independente da direção da luz.). . Muitas plantas com flor reagem de diferentes modos ao fotoperíodo, tendo, por isso, diferentes épocas de floração. Também os animais reagem de diversos modos ao fotoperíodo, pelo que apresentam o seu período de atividade em diferentes momentos do dia.

Além da luz visível, o sol emite radiação infravermelha, que aquece o planeta, e a ultravioleta, que atua na conversão de provitamina D em vitamina D na pele – mas que pode causar câncer quando em excesso.

3) ÁGUA

Muitas propriedades solúveis e térmicas da água favorecem a vida.  Alto calor específico (dificuldade em variar a temperatura);  Dificuldade em mudar de estado – é necessário 500 vezes mais energia para evaporar a água do que a necessária para elevar a sua temperatura em 1 0C – o congelamento requer a remoção de 80 vezes mais energia do que a necessária para abaixar a sua temperatura em 1 0C.;  Ao contrário de outras substâncias, a água se torna menos densa quando se resfria no intervalo de 0 a 4 0C, pois se expande. A conseqüência disso é que o gelo flutua e forma uma camada superficial isolante,

o que impede o congelamento do fundo dos lagos e oceanos e capacita plantas e animais aquáticos a achar refúgio lá no inverno;  Alta condutividade térmica (conduz calor rapidamente);  Água dissolve vários compostos inorgânicos, tornando-os acessíveis aos sistemas vivos.

Água e o solo A água se agarra firmemente na superfície dos solos, de maneira que a sua disponibilidade depende da estrutura física do solo.

Quanto menor o tamanho da partícula formadora do solo, maior a área superficial total dessas partículas e maior a retenção de água.

IMPORTANTE:

Grãos de argila – formados pelo desgaste de minerais em certos tipos de leito rochoso- são pequenos; Grãos de areia – provenientes de cristais de quartzo que resistem a dissolução da rocha por desgaste – são maiores; Partículas de silte são de granulometria média.

RESUMINDO...

Grãos de argila  São pequenos  Retém mais água Grãos de areia  São maiores  Retém menos água Grãos de silte  São medianos  Retenção intermediária.

As raízes das plantas conseguem absorver facilmente a água mais afastada das partículas – que não estão fortemente agarradas à estrutura do solo.

Porém a água mais próxima da superfície das partículas de areia e argila se agarram firmemente à estrutura do solo por forças mais poderosas, denominadas POTENCIAL DE ÁGUA DO SOLO.

A água é atraída por capilaridade e fica retida no solo com uma força equivalente a uma pressão de 0,1 atm.

Quando a água está próxima das grandes partículas de solo são atraídas por uma força menor do que 0,1 atm. Com isso ela drena do solo graças a gravidade e se une aos lençóis de água nas fendas do leito rochoso abaixo.

Entretanto, parte da água fica retida contra a gravidade pelas forças de atração maiores do que 0,1 atm geradas por partículas menores. Essa quantidade de água retida é chamada de CAPACIDADE DE CAMPO.

A força equivalente a 0,1 atm pode elevar uma coluna de água a aproximadamente 1 metro. A maior parte das plantas pode exercer uma atração máxima de cerca de 15 atm na água do solo. Após as plantas sob a pressão de seca terem retirado toda a água do solo que estava retida por forças mais fracas do que 15 atm, elas não conseguem mais obter água e murcham, mesmo que haja água no solo.

Os ecólogos referem-se ao potencial de 15 atm como COEFICIENTE DE MURCHAMENTO ou PONTO DE MURCHAMENTO DO SOLO. A diferença entre a capacidade de campo e o coeficiente de murchamento mede a água disponível para as plantas.

Solos com predominância de partículas menores retém mais água tanto no murchamento como na capacidade de campo e uma correspondente maior proporção de retida por forças maiores do que 15 atm.

Solos com partículas predominantemente maiores têm menor área de superfície. A água é retida de forma frágil, estando disponível para as plantas, apesar de ter baixa campo.

coeficiente de água de solo é maior parte da capacidade de

Conclusão: as plantas conseguem obter mais água dos solos que apresentam uma boa diversidade de tamanhos de partículas entre areia e argila.

A água e os animais terrestres

A vida surgiu na água, nos mares da terra primitiva para, só então, surgirem os seres terrestres.

Estes seres precisam possuir estratégias para obtenção e economia de água, principalmente no sentido de não perdê-la.

A maioria dos animais terrestres apresenta alguma proteção contra a perda de água. Alguns invertebrados apresentam um exoesqueleto impermeável, que diminui a evaporação da água. Outros, como os platelmintos, anelídeos e moluscos, vivem em lugares úmidos e mantém a pele molhada com o muco produzido por algumas de suas glândulas.

Os vertebrados terrestres apresentam o tegumento impermeável de queratina com escamas (répteis), penas (aves) e pêlos (mamíferos). Cumpre dizer que na fase embrionária répteis e aves estão protegidos da desidratação pelo ovo, que apresenta uma “bolsa d’água” denominada amnio.

Mas, voltando ao tegumento, o organismo teve que pagar um preço pela sua impermeabilização: a troca gasosa pela pele ficou completamente comprometida. A solução foi formar um sistema respiratório interno e ramificado, protegido contra evaporação. A pele de um anfíbio adulto é permeável e coberta por um muco que a mantém úmida para as trocas gasosas. Estes seres vivem em regiões úmidas, para diminuir a perda excessiva de água na evaporação.

A água e as plantas terrestres

Os vegetais terrestres absorvem água do solo, através das raízes. Eles apresentam uma superfície impermeável – coberta por uma cera (cutina) que evita a dessecação. Essa impermeabilização limita a obtenção de CO2 aos estômatos (estrutura de abertura regulável, que permite a entrada de CO2 e saída do vapor d’água na transpiração).

Os estômatos são encontrados em maior número na face inferior da folha, sendo que algumas plantas não apresentam essas estruturas na face superior. O motivo desta localização dos estômatos é que assim, a perda de água é menor: as correntes de convecção nos dias quentes faz com que o ar fique

retido por mais tempo na parte inferior da folha. Assim, parte do vapor d’água liberado pode voltar para dentro do vegetal.

As plantas xerófitas estão adaptadas a clima quente e seco, como os desertos e a caatinga do nordeste brasileiro.

Elas possuem uma cutícula espessa, rica em cera impermeável e ou em pêlos que ajudam a reter umidade do ar, diminuindo a transpiração. Além disso possuem raízes profundas, para captação mais eficiente de água tecidos armazenadores de água (parênquima aqüífero). Em algumas plantas, como o cactus, as folhas são transformadas em espinhos, para diminuir a área de superfície relativa dessa planta e para proteção.

Camelo e rato-canguru: adaptações a pouca água

O camelo consegue ficar uma semana ou mais sem beber água, sendo que em épocas menos quentes ele pode ficar sem beber água por até seis meses.

Ele diminui a excreção de urina e tolera até uma perda de água de até 30% do peso de seu corpo, quando a maioria dos mamíferos morreriam por desidratação à essa taxa de perda de água.

Ele é capaz de interromper a transpiração em caso de necessidade, mas isso tem um preço: sua temperatura chega a 410C, que abaixa rapidamente quando chega à noite- já que no deserto as noites são muito frias.

Depois de muito tempo sem beber, o camelo consegue se reidratar rapidamente:bebe em torno de 480 copos em dez minutos. Mas essa água não é armazenada na corcova como muitos acreditam. A corcova armazena gordura, que funciona como fonte de energia e isolante térmico.

Já o rato-canguru consegue sobreviver sem beber água. Ele retira água das sementes e da oxidação de carboidratos, gorduras e outros nutrientes. De dia ele fica na toca, só saindo à noite, quando está mais frio. Sua urina é muito concentrada e suas fezes possuem pouquíssima água.

4) SALINIDADE

Sais minerais são importantes para o metabolismo dos seres vivos. Os animais obtém sais através da alimentação ou dessedentação. Os vegetais adquirem tal nutriente através da absorção pelas raízes, de uma solução salina do solo.

Entretanto, existem ambientes com alto teor de sais, o que exige adaptações dos seres que lá vivem. Peixes cartilaginosos marinhos mantém uma alta concentração de uréia no sangue – uremia fisiológica – para atingir um equilíbrio osmótico com o meio. Já os peixes ósseos marinhos acabam perdendo muita água para o mar. Para se adaptar neste ambiente, alguns peixes apresentam um revestimento externo impermeável – escamas – bebem muita água produzem pouca urina e eliminam ativamente pelas brânquias o excesso de sais ingerido.

O inverso ocorre com os peixes dulcícolas: eles praticamente não bebem água – já que a água entra por osmose por todo o corpo, mas principalmente pelas brânquias. Eles produzem muita urina e apresentam células localizadas nas brânquias para reabsorção ativa de sais – as células de cloreto.

Cumpre dizer que alguns peixes apresentam grande tolerância à variação de sais – como os salmões, que vivem em ambiente salino, mas migra em ambiente dulcícola no período de desova.

5) ATMOSFERA

Composta por gases essenciais a vida, a atmosfera é transparente à energia radiante, mas não é transparente à energia térmica irradiada pela Terra, o que é conhecido como EFEITO DE COBERTURA OU ESTUFA da atmosfera. Os principais gases que atuam causando este efeito são: CO 2, H2O, CH4 e SO2.

Conclusão: assim como o vidro em uma estufa, a atmosfera permite a passagem de energia radiante, mas não da energia térmica reirradiada, impedindo que o calor se dissipe e a Terra resfrie. A principal fonte de calor para a atmosfera é o infravermelho reirradiado pela superfície da Terra. O ar aquecido sobe, sofre expansão e resfria, o que causa a condensação do vapor de água contido nessa massa de ar.

Na condensação ocorre liberação de calor, o que contribui para o aquecimento da atmosfera. O ar resfriado desce e sofre novo aquecimento, começando todo o processo novamente.

RECURSOS Partindo de uma perspectiva humana, recurso é qualquer coisa obtida do meio ambiente para atender necessidades e desejos. Os recursos podem ser classificados – baseados em nossa curta escala de tempo humana – em perenes (luz do sol, vento, água corrente...), renováveis (ar e água limpos, solo, produtos florestais, grãos) ou não renováveis (combustíveis fósseis, metais e areia).

No caso dos recursos que não se apresentam em condições imediatas de uso – como o petróleo, ferro, água subterrânea – se tornando úteis apenas por meio de nosso esforço e inventividade. Neste caso, podemos dizer que a disponibilização de tais recursos só é possível a partir da interação de dois capitais: natural e humano.

Ainda baseado em uma escala de tempo humana os recursos renováveis pode sem repostos de forma rápida (de horas a décadas) por meio de processos naturais, desde que não seja usado mais rapidamente do que é reposto. Ex: florestas, campos, solo fértil, água doce, etc.

A taxa mais elevada na qual um recurso pode ser usado indefinidamente sem que a seu suprimento disponível seja reduzido é chamado de produção sustentável.

Quando ultrapassamos o limite e interferimos na capacidade do ambiente de repor o recurso, as provisões do mesmo começam a reduzir, o que conhecemos como degradação ambiental. Como exemplos de degradação podemos citar a urbanização de terras produtivas, a erosão excessiva da camada superficial do solo, perda de biodiversidade (devido a eliminação de habitats e espécies), dentre outros.

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