Material de Análise EM– EJA by iriumeducacao

IRIUM

BIOLOGIA

ECOLOGIA: SUCESSÃO ECOLÓGICA

A sucessão secundária se difere da primária porque ocorre em locais que um dia já foram habitados, tiveram o seu equilíbrio rompido pela ação do homem ou de um fator natural. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Os seres vivos retiram constantemente do ambiente os elementos químicos de que necessitam. No entanto, ao contrário da energia, a matéria retirada do ambiente é reciclada e acaba retornando. Podemos dizer, portanto, que a biosfera é autossuficiente em termos de matéria, embora necessite do fornecimento constante de energia pelo Sol. É claro que tal autossuficiência não é encontrada em ecossistemas agrícolas, que necessitam, portanto, de uma constante reposição através de adubos e fertilizantes. A reciclagem dos diversos elementos químicos ocorre nos ciclos biogeoquímicos.

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Consiste em uma sucessão de eventos que mudam a feição de uma comunidade. Envolve aumento da biomassa e da biodiversidade. Quando a sucessão começa em uma área estéril como uma rocha nua, é classificada como sucessão primária. Quando começa em uma área com alguma condição favorável, como campos abandonados e florestas derrubadas, é classificada como secundária. As primeiras espécies a colonizar o ambiente são chamadas de espécies pioneiras ou ecese, sendo sempre autotróficos “pouco exigentes”, como cianobactérias e líquens. As biocenoses que surgem ao longo do tempo formam as séries, e no ápice da sucessão, atinge-se a comunidade clímax. Essa é marcada por alto grau de estabilidade, biodiversidade e biomassa constante, já que o alimento no porte de animais e plantas leva a uma produtividade líquida nula, ou seja, a respiração se equivale ao consumo.

lagoa recém-formada

vegetação de fundo

começa a instalação da comunidade clímax

vegetação flutuante

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lagoa temporária

CICLO DO CARBONO

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A maior parte do carbono do planeta encontra-se nos compostos minerais e nos depósitos orgânicos fósseis, como o carvão e o petróleo. Tal carbono pode chegar à atmosfera na forma de CO2, que é a forma utilizável pelos seres vivos. Os autotróficos fixam o CO2 através da fotossíntese, permitindo a sua circulação pelos seres vivos na cadeia alimentar, o carbono retorna à atmosfera através da respiração e da decomposição de animais e vegetais após a morte. Fósseis de organismos submetidos a imensas pressões das camadas da Terra originam os depósitos orgânicos.

• Bactérias do Gênero Nitrobacter transformam o nitrito em nitrato que é a forma utilizável pelas plantas, fabricação de aminoácidos, que são transferidos aos heterotróficos na alimentação.

CICLO DO OXIGÊNIO

A presença de oxigênio na forma molecular (O2), que é a utilizável pela maioria dos seres vivos na respiração, depende da fotossíntese. Enquanto essa produz o O2, a respiração consome, mostrando estreita relação entre o ciclo do carbono e do oxigênio.

O oxigênio é fundamental também na formação da camada de ozônio (O3), fabricada pela ação dos raios UV sobre o oxigênio molecular. A camada de ozônio protege a biosfera contra a ação dos raios UV, prejudicial ao homem e outros animais.

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CICLO DO NITROGÊNIO

O nitrogênio é essencial na formação de 2 tipos de moléculas: proteínas e ácidos nucleicos. A imensa reserva de N2 na atmosfera não é, entretanto, utilizável pela maioria dos seres vivos. A tripla ligação entre os átomos torna o N2 muito estável, e sua entrada nas cadeias alimentares só ocorre através de poucos organismos capazes de realizar o processo chamado fixação. Os organismos fixadores incluem as cianobactérias e as bactérias do gênero Rhizobium, que vivem associadas a raízes de leguminosas (soja, feijão etc.). A entrada do N2 nas cadeias alimentares ocorre na seguinte sequência: • Organismos fixadores reagem o N2 com H2 e o transformam em amônia (NH3). • Bactérias do Gênero Nitrosomonas transformam a amônia em nitrito.

O nitrogênio retorna ao ambiente por ação de decompositores, que atuam nas excretas e após a morte. Devolvendo o nitrogênio na forma de NH3, que pode ser retransformado em nitrato. O nitrogênio também retorna à atmosfera por ação de bactérias desnitrificantes, que transforma nitratos em N2, o qual é devolvido ao ambiente. CICLO DA ÁGUA

A água é o composto inorgânico encontrado em maior quantidade nos organismos vivos e o mais abundante na biosfera. Daí a inexistência de vida, como a conhecemos, na ausência absoluta de água. Maior parte da água encontrada na biosfera localiza-se nos oceanos. Esta água, e as demais encontradas nas superfícies líquidas, como mares, rios, lagos e partes úmidas da crosta terrestre, sofre evaporação constante graças à energia solar, passando à atmosfera na forma de vapor. Este, por resfriamento, pode se condensar, formando nuvens. Pode também se precipitar na forma líquida, como chuva ou neblina, ou na forma sólida como neve ou granizo. De uma forma ou de outra, a água retorna aos continentes e oceanos. A água que volta aos continentes pode se infiltrar no solo, renovando os lençóis subterrâneos ou freáticos, que constituem reservatórios disponíveis para os vegetais terrestres. Parte dessa água é absorvida pelo vegetal e devolvida à atmosfera, pela transpiração, ou pode mais uma vez se evaporar diretamente do solo. Esses dois fenômenos em conjunto recebem o nome de evapotranspiração. Os organismos vivos, animais e vegetais, entram no ciclo da água em diversos pontos. Parte das águas continentais é usada pelos seres vivos direta ou indiretamente. Os vegetais absorvem a água diretamente do solo pelas suas raízes. Uma porção dessa água é devolvida à atmosfera pela transpiração, gutação ou respiração. Outra porção é utilizada nos fenômenos biológicos, como a fotossíntese.

Os animais podem ingerir a água direta ou indiretamente, quando se alimentam de plantas ou de outros animais. A água absorvida pelos animais é devolvida à atmosfera pela transpiração, micção, respiração e pelas fezes. A água retida nos tecidos animais e vegetais retorna ao meio quando eles morrem, pela ação dos decompositores. As águas dos rios, lagos e oceanos retornam à atmosfera pela evaporação. COMO CICLO DA ÁGUA PODE CAIR NO ENEM? BIO0117

O ciclo da água é de extrema importância para a manutenção da vida no planeta Terra. É através do ciclo hidrológico que ocorrem a variação climática, criação de condições para o desenvolvimento de plantas e animais e o funcionamento de rios, oceanos e lagos. Baseado nisso e nos conhecimentos acerca do assunto, o estudante deve interpretar as opções e escolher a correta.

BIO0118

1) (UFC) O processo de “sucessão ecológica” compreende uma série de estágios do desenvolvimento de uma comunidade. Com relação a esse fenômeno: a) Estabeleça a diferença entre a “sucessão primária” e a “sucessão secundária”. b) Explique o significado do termo “comunidade clímax”. 2) (PUC) Um ecossistema pode ser considerado ecologicamente mais estável em relação a distúrbios quando possui: a) um grande número de espécies endêmicas. b) uma grande extensão territorial e grande variabilidade de climas. c) uma biomassa de consumidores primários equivalente à biomassa dos secundários. d) um número elevado de espécies de predadores. e) um grande número de espécies com relativamente poucos indivíduos em cada.

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(ENEM) Os ingredientes que compõem uma gotícula de nuvem são o vapor de água e um núcleo de condensação de nuvens (NCN). Em torno desse núcleo, que consiste em uma minúscula partícula em suspensão no ar, o vapor de água se condensa, formando uma gotícula microscópica, que, devido a uma série de processos físicos, cresce até precipitar-se como chuva. Na floresta Amazônica, a principal fonte natural de NCN é a própria vegetação. As chuvas de nuvens baixas, na estação chuvosa, devolvem os NCNs, aerossóis, à superfície, praticamente no mesmo lugar em que foram gerados pela floresta. As nuvens altas são carregadas por ventos mais intensos, de altitude, e viajam centenas de quilômetros de seu local de origem, exportando as partículas contidas no interior das gotas de chuva. Na Amazônia, cuja taxa de precipitação é uma das mais altas do mundo, o ciclo de evaporação e precipitação natural é altamente eficiente. Com a chegada, em larga escala, dos seres humanos à Amazônia, ao longo dos últimos 30 anos, parte dos ciclos naturais está sendo alterada. As emissões de poluentes atmosféricos pelas queimadas, na época da seca, modificam as características físicas e químicas da atmosfera amazônica, provocando o seu aquecimento, com modificação do perfil natural da variação da temperatura com a altura, o que torna mais difícil a formação de nuvens.

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

3) (UFRRJ) Após o incêndio que destruiu grande área florestal em Roraima, foi publicada a seguinte reportagem: Devagar e sempre (se ninguém atrapalhar) Veja as fases de reconstrução da floresta queimada. COMO FICOU (fig. I) O fogo não só queimou as árvores como calcinou todas as sementes do chão.

DAQUI A VINTE ANOS (fig. II) Plantas e arbustos cobrem o solo e protegem do impacto do sol as mudas de árvores que mais tarde serão grandes.

EM 200 ANOS (fig. III) Se não houver interferência humana, a floresta de Roraima voltará ao estado original.

(ARTAXO, Paulo et al. O mecanismo da floresta para fazer chover. In: Scientific American Brasil, ano 1, nº 11, abr./2003, p. 38-45 - com adaptações.)

(fig. I)

(fig. II)

Na Amazônia, o ciclo hidrológico depende fundamentalmente: a) da produção de CO2 oriundo da respiração das árvores; b) da evaporação, da transpiração e da liberação de aerossóis que atuam como NCNs; c) das queimadas, que produzem gotículas microscópicas de água, as quais crescem até se precipitarem como chuva; d) das nuvens de maior altitude, que trazem para a floresta NCNs produzidos a centenas de quilômetros de seu local de origem; e) da intervenção humana, mediante ações que modificam as características físicas e químicas da atmosfera da região.

As etapas descritas na reportagem demonstram a previsão da evolução do ecossistema nos próximos 200 anos. Durante esse processo, pode-se prever que: a) a composição em espécies muda lentamente no início e mais rapidamente nos estágios intermediários e no clímax; b) a produtividade é pequena inicialmente, mas vai aumentando aos poucos, tornando-se estável no clímax; c) a biomassa é pequena no início, aumentando durante todo o processo até estabilizar no clímax;

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(fig. III)

Gabarito: B

d) a teia alimentar torna-se menos complexa durante o processo, pois surgem novos nichos ecológicos; e) as taxas de respiração e fotossíntese são iguais no início, já no clímax a taxa de fotossíntese é menor que a de respiração.

Bom

Razoável

Ruim

Razoável

Bom

Ruim

Razoável

Ruim

Razoável

Ruim

Razoável

Bom

Razoável

Bom

Para o reflorestamento da região desmatada: a) a espécie 8 é mais indicada que a 1, uma vez que aquela possui melhor adaptação a regiões com maior incidência de luz; b) recomenda-se a utilização de espécies pioneiras, isto é, aquelas que suportam alta incidência de luz, como as espécies 2, 3 e 5; c) sugere-se o uso de espécies exóticas, pois somente essas podem suportar a alta incidência luminosa característica de regiões desmatadas; d) espécies de comunidade clímax, como as 4 e 7, são as mais indicadas, uma vez que possuem boa capacidade de aclimatação a diferentes ambientes; e) é recomendado o uso de espécies com melhor desenvolvimento à sombra, como as plantas das espécies 4, 6, 7, 9 e 10, pois essa floresta, mesmo no estágio de degradação referido, possui dossel fechado, o que impede a entrada de luz.

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4) (UFRN) As figuras a seguir representam a sequência de eventos associados a uma queimada.

Analisando a sequência de eventos acima, responda às questões. a) Em que figuras estão INTENSIFICADOS o consumo e a produção de oxigênio e de gás carbônico? Por que isso ocorre? b) Considerando que, na figura 2, todos os micro-organismos do solo foram extintos, explique de que forma o ciclo do nitrogênio fica prejudicado. c) Comparando as figuras 3 e 4, explique em qual delas se encontra a maior diversidade de animais.

5) (ENEM) Uma pesquisadora deseja reflorestar uma área de mata ciliar quase que totalmente desmatada. Essa formação vegetal é um tipo de floresta muito comum nas margens de rios dos cerrados no Brasil central e, em seu clímax, possui vegetação arbórea perene e apresenta dossel fechado, com pouca incidência luminosa no solo e nas plântulas. Sabe-se que a incidência de luz, a disponibilidade de nutrientes e a umidade do solo são os principais fatores do meio ambiente físico que influenciam no desenvolvimento da planta. Para testar unicamente os efeitos da variação de luz, a pesquisadora analisou, em casas de vegetação com condições controladas, o desenvolvimento de plantas de 10 espécies nativas da região desmatada sob quatro condições de luminosidade: uma sob sol pleno e as demais em diferentes níveis de sombreamento. Para cada tratamento experimental, a pesquisadora relatou se o desenvolvimento da planta foi bom, razoável ou ruim, de acordo com critérios específicos. Os resultados obtidos foram os seguintes:

6) (UERJ) O esquema abaixo indica etapas do ciclo do carbono em um ecossistema lacustre. Os conjuntos A e B representam importantes atividades metabólicas encontradas em seres vivos desse lago. CO2

H 2O

Matéria

orgânica

Considere as atividades metabólicas encontradas em animais e em cianobactérias desse ecossistema. Aponte quais desses seres vivos realizam tanto o conjunto A quanto o conjunto B de atividades. Justifique sua resposta, utilizando as informações do esquema.

7) (UERJ) Considere três ecossistemas: deserto, floresta tropical perenifólia e mar aberto. Os gráficos abaixo indicam as medidas obtidas nesses ecossistemas em relação a três diferentes parâmetros: Superfície da Terra (%)

Produtividade primária líquida média (g/m2/ano)

Produção primária líquida da Terra (%)

0 500 100 1500 2000

0 5 10 15 20 25

Condição de Luminosidade Espécie

Sombreamento

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Sol Pleno

Razoável

30%

50%

90%

Bom

Razoável

Ruim

ecossistema A

0 10 20 30 40 50 60 70

Bom

Razoável

Ruim

ecossistema B

Bom

Razoável

Ruim

ecossistema C

Bom

(Adaptado de Savada, D. e outros. Vida: a ciência da biologia. Porto Alegre: Artmed, 2009.)

Identifique o ecossistema correspondente à floresta tropical perenifólia, justificando sua resposta. Identifique, também, qual é o ecossistema A e explique por que a luz pode ser considerada o fator abiótico que limita a produtividade primária líquida média neste ecossistema.

b) A produtividade líquida de um ecossistema é determinada pela biomassa acumulada ao longo de um período, sendo resultado da diferença entre a taxa fotossintética e a taxa de respiração. Sabendo-se que a produtividade líquida varia ao longo do processo, qual deve ser a proporção entre as taxas fotossintética e de respiração quando esse processo atingir a última etapa?

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

3) (PUC) Um dos principais temas discutidos em conferências e seminários mundiais sobre Meio Ambiente é a destruição da biodiversidade do nosso planeta. Sobre este tema, é INCORRETO afirmar: a) ao longo do processo de sucessão ecológica, observa-se uma diminuição progressiva na diversidade de espécies e na biomassa total. b) o desmatamento das florestas tropicais causa não somente a destruição desse ecossistema, mas também causa grande perda da biodiversidade do planeta. c) a criação de áreas protegidas como parques e reservas é uma das medidas a serem tomadas para salvaguardar a biodiversidade. d) além da riqueza de espécies ser fonte potencial de produtos que podem ajudar a espécie humana, a diversidade é importante também para garantir a estabilidade do planeta. e) projetos de reflorestamento com poucas espécies de árvores são inúteis para a recomposição do equilíbrio original do meio ambiente.

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1) (UFV) Como se fossem organismos vivos, os ecossistemas naturais estão em constantes modificações. Do estágio jovem até a maturidade ou clímax, os ecossistemas sofrem profundas mudanças não somente na composição e diversidade de espécies, como também na sua biomassa e produtividade. Assim, do início da sucessão até o clímax da comunidade, NÃO se observa proporcionalmente aumento da: a) taxa de respiração; d) produtividade líquida; b) diversidade de espécies; e) biomassa total. c) reciclagem de nutrientes;

(Platão)

Apesar do constante movimento do homem em direção à simplificação e à destruição dos ecossistemas, já notado por Platão no século IV antes de Cristo, a natureza apresenta mecanismos contrários a essa tendência. Os impactos, sejam antrópicos ou naturais, são absorvidos e a natureza tende a se reestruturar, atingindo o máximo de complexidade que o ambiente permitir. Como exemplo de reestruturação de ecossistemas há o processo de assoreamento em pequenas lagoas, ilustrado nas etapas do esquema a seguir.

a) Analise a sequência de etapas e responda: I) Qual o nome que se dá à substituição de comunidades que ocorre ao longo do processo? II) Como se denomina a etapa IV? III) Se esse processo ocorresse em uma ilha vulcânica recém-formada, que organismo poderia iniciar uma nova comunidade?

4) (FUVEST) Considere dois estágios, X e Y, de um processo de sucessão ecológica. No estágio X, há maior biomassa e maior variedade de nichos ecológicos. No estágio Y, há maior concentração de espécies pioneiras e a comunidade está sujeita a variações mais intensas. a) Qual dos dois estágios representa uma comunidade clímax? b) Em qual dos estágios há maior biodiversidade? Justifique sua resposta. c) Descreva o balanço entre a incorporação e a liberação de carbono nos estágios X e Y.

5) (UFRJ) No processo de sucessão ecológica, considerando os vegetais de um dado ecossistema, a relação produtividade primária/biomassa (P/B) se modifica ao longo do tempo. A produtividade primária, que é basicamente a incorporação de carbono orgânico através da fotossíntese, varia pouco durante o processo de sucessão. Comparando um ecossistema em início de sucessão ecológica com um ecossistema em fase avançada de sucessão, qual terá a menor relação P/B? Justifique sua resposta. 6) (UNICAMP) Em um frasco (Fig. I) contendo uma cultura estável (clímax) de uma comunidade constituída de 6 espécies de organismos microscópicos planctônicos (ver legenda) foi acrescentada uma certa quantidade do mesmo meio de cultura, dando início a uma nova sucessão ecológica.

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2) (UNIRIO) Em relação ao que foi outrora, nossa terra transformou-se num esqueleto de um corpo descarnado pela doença. As partes gordas e macias desapareceram e tudo o que resta é a carcaça nua.

diatomáceas algas verdes dinoflagelados rotíferos

Adição de meio de cultura

Fig. I

Fig. III

Fig. II

P/B

diversidade

Fig. IV

B tempo

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Após 7, 15 e 22 dias (Figs. II, III e IV respectivamente) foram analisados o número de indivíduos de cada espécie, a produção líquida por biomassa (P/B) e a diversidade de espécies. (Obs: espécies com número menor que 100 indivíduos não estão representadas nas figuras dos frascos). a) Que curva do gráfico acima representa a relação P/B e que curva representa a diversidade de espécies? Explique. b) Indique uma situação possível de ocorrer na natureza que corresponda a este experimento. GABARITO

1) D

2) a) I) Sucessão ecológica.

II) Comunidade clímax.

III) Cianobactéria/ liquens.

b) taxa de respiração = taxa de fotossíntese = 1 (um) 3) A 4) a) Estágio X

b) Estágio X, porque há maior variedade de nichos ecológicos ocupados.

c) Em Y, há maior incorporação do que liberação de carbono, visto que a diversidade está aumentando. Em X, a quantidade de carbono liberado e incorporado deve ser semelhante, já que a comunidade atingiu o auge de diversidade e tamanho de vegetais.

5) Visto que a questão considera a pouca variação da produtividade primária, em uma comunidade que está aumentando a diversidade e tamanho dos seres vivos, como é o caso de um ecossistema que está incorporando matéria orgânica, em estágio inicial de sucessão ecológica, há uma relação P/B maior. A menor reação P/B seria observada em um estágio avançado de sucessão, já que a taxa de incorporação do carbono em comparação com a eliminação de carbono é a menor relação.

6) a) O gráfico b representa a relação P/B, pois em uma relação clímax o que é produzido por essa comunidade é consumido por ela mesma, mantendo uma relação baixa. No entanto, quando a comunidade é pioneira, os valores da produtividade são maiores que do consumo, sendo que essa relação vai se tornando menor à medida que vai se chegando próximo ao clímax.

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b) Uma floresta clímax sendo desmatada e em seguida o seu reflorestamento.

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ECOLOGIA: RELAÇÕES ECOLÓGICAS proteção e defesa (os dactilozoides), na reprodução (os gonozoides), na natação (os nectozoides), na flutuação (os pneumozoides), e na alimentação (os gastrozoides). SOCIEDADES As sociedades são associações entre indivíduos da mesma espécie, organizados de um modo cooperativo e não ligados anatomicamente. Os indivíduos componentes de uma sociedade se mantêm unidos graças aos estímulos recíprocos. Exemplos: alcateia, cardume, manada de búfalos, homem, térmitas (cupins), formigas, abelhas.

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Nas comunidades bióticas, encontram-se várias formas de interações entre os seres vivos que as formam. Essas interações se diferenciam pelos tipos de dependência que os organismos vivos mantêm entre si. Algumas dessas interações se caracterizam pelo benefício mútuo de ambos os seres vivos, ou de apenas um deles, sem o prejuízo do outro. Essas relações são denominadas harmônicas ou positivas. Outras formas de interações são caracterizadas pelo prejuízo de um de seus participantes em benefício do outro. Esses tipos de relações recebem o nome de desarmônicas ou negativas. Tanto as relações harmônicas como as desarmônicas podem ocorrer entre indivíduos da mesma espécie e indivíduos de espécies diferentes. Quando as interações ocorrem entre organismos da mesma espécie, são denominadas relações intraespecíficas ou homotípicas. Quando as relações acontecem entre organismos de espécies diferentes, recebem o nome de interespecíficas ou heterotípicas. Abaixo, temos uma figura com o resumo das relações ecológicas. Relações Ecológicas

• Abelhas A sociedade formada pelas abelhas melíferas (Apis mellifera) comporta três castas distintas: as operárias, a rainha e os machos ou zangões. Uma colmeia de abelhas melíferas pode conter de 30 mil a 40 mil operárias. São elas as grandes reponsáveis por todo o trabalho executado na colmeia. As operárias transportam o mel e o pólen das celas de armazenamento para a rainha, zangões e larvas, alimentando-os. Produzem a cera para ampliar a colmeia, limpam-na dos detritos e de companheiras mortas e doentes. Procuram, no exterior da colmeia, o néctar e o pólen. Além disso, guardam e protegem a colmeia. As operárias vivem, em média, seis semanas. São todas fêmeas estéreis.

COLÔNIAS

Colônias são associações harmônicas entre indivíduos de uma mesma espécie, anatomicamente ligados, que em geral perderam a capacidade de viver isoladamente. A separação de um indivíduo da colônia determina a sua morte. Quando as colônias são constituídas por organismos que apresentam a mesma forma, não ocorre divisão de trabalho. Todos os indivíduos são iguais e executam todas as funções vitais. Essas colônias são denominadas homomorfas ou isomorfas. Como exemplo, podem ser citadas as colônias de corais (celenterados), de crustáceos do gênero Balanus (as cracas), de certos protozoários, bactérias etc. Quando as colônias são formadas por indivíduos com formas e funções distintas, ocorre uma divisão de trabalho. Essas colônias são denominadas heteromorfas. Um ótimo exemplo é o celenterado da espécie Phisalia caravela popularmente conhecida por “caravelas”. Elas formam colônias com indivíduos especializados na

A rainha apresenta a mesma constituição genética que as operárias. A diferenciação entre elas se faz pelo tipo de alimento recebido na fase de larva. Enquanto as larvas das futuras operárias recebem apenas mel e pólen, as larvas que se desenvolverão em rainhas são também alimentadas com secreções glandulares de operárias adultas. Essas secreções recebem o nome de geleia real. Cada colmeia de abelhas melíferas só tem uma rainha adulta. Esta controla as operárias graças à secreção de uma substância denominada feromônio. Essa substância se espalha por toda a colmeia, passando de boca em boca. O feromônio inibe o desenvolvimento do ovário das operárias, impossibilitando-as de se tornarem rainhas. Quando a rainha adulta abandona a sua colmeia para construir uma nova, ela é seguida por cerca de metade das operárias. Inicialmente, esse novo grupo permanece enxameado durante alguns dias, em torno da rainha, num local ainda não definitivo. A seguir, o enxame se fixa em um abrigo apropriado. Uma nova colmeia surgirá graças à produção de cera pelas operárias.

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RELAÇÕES HARMÔNICAS SUBTÍTULO 1

provocadas pelas bactérias do gênero Rhizobium. Como veremos no ciclo do nitrogênio, as bactérias do gênero Rhizobium fixam o nitrogênio atmosférico, e transformam esse nitrogênio em compostos nitrogenados, que cedem às plantas leguminosas. Estas usam o nitrogênio desses compostos na síntese de seus aminoácidos e proteínas. Em troca, as leguminosas cedem às bactérias substâncias orgânicas que sintetizam raiz de leguminosa, com nódulos portadores de bactérias do gênero Rhizobium.

Micorriza: É um tipo de associação mutualística que ocorre entre fungos e as raízes de certas orquídeas e da maioria das árvores florestais. O fungo, ao decompor as substâncias orgânicas, fornece às plantas o nitrogênio e outros nutrientes minerais na forma assimilável. As plantas, em troca, cedem ao fungo compostos orgânicos por elas sintetizados. Cupins ou térmitas e protozoários: os cupins ou térmitas utilizam em sua alimentação produtos ricos em celulose, como a madeira, o papel e certos tecidos. Contudo, são incapazes de digerir a celulose, por não fabricarem a enzima celulase, por isso, abrigam em seu intestino um protozoário flagelado denominado Tryconinpha. A celulose, uma vez digerida, serve de alimento para ambos. Os cupins fornecem ao protozoário abrigo e nutrição e, em troca, recebem os produtos da degradação da celulose. Ruminantes e micro-organismos: os animais ruminantes, do mesmo modo que os cupins, não fabricam a enzima celulase. Como os alimentos que ingerem são ricos em celulose, também abrigam em seu estômago grande número de protozoários e bactérias capazes de fabricar a enzima celulase. A celulose serve de alimento para os herbívoros, as bactérias e os protozoários. A partir daí estabelece-se uma relação mutualística, em que as bactérias e os protozoários fornecem aos herbívoros produtos da digestão da celulose. Os herbívoros, por sua vez, fornecem abrigo e nutrição a esses micro-organismos.

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Na colmeia antiga, aparece uma nova rainha e as que estavam em desenvolvimento são destruídas. Essa nova rainha, ao sair para o “voo nupcial”, libera o feromônio, que estimula os zangões a segui-Ia. Durante o voo nupcial, a rainha é fecundada. Dependendo da espécie de abelha, a rainha poderá ser fecundada por apenas um zangão ou por vários. A rainha, uma vez fecundada, volta à colmeia, onde, após algum tempo, reiniciará a postura de ovos. Esta se prolongará por 5 a 7 anos. Os ovos fecundados originarão rainhas e operárias e os não fecundados, os zangões. Enquanto as rainhas e operárias são diploides, ou 2n, pois resultam de óvulos fecundados, os zangões são haploides ou n. Os zangões são alimentados da mesma forma que as operárias. Delas diferem por serem haploides ou n. Os zangões originam-se de óvulos não fecundados, portanto, partenogeneticamente. São importantes no voo nupcial, pois fertilizam a rainha nessa ocasião. Essa é a única atividade realizada pelos zangões; terminado o voo nupcial, voltam também à colmeia. Como são incapazes de se alimentar sozinhos, são mortos a picadas pelas operárias ou expulsos da colmeia, morrendo, consequentemente, de inanição. MUTUALISMO

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É a associação entre indivíduos de espécies diferentes na qual ambos se beneficiam. Esse tipo de associação é tão íntima, que a sobrevivência dos seres que a formam torna-se impossível, quando são separados. Alguns autores usam o termo simbiose para caracterizar o que definimos como mutualismo. Como a tendência atual é considerar simbiose uma associação entre indivíduos de espécies diferentes, não importando o tipo de relação entre eles, devemos usar o termo mutualismo para caracterizar a simbiose entre indivíduos de espécies diferentes, em que ambos se beneficiam. Como exemplos de mutualismo vamos analisar, entre outros, os liquens, a bacteriorriza, a micorriza, e as associações entre cupins e protozoários e entre herbívoros com bactérias e protozoários. Liquens: São constituídos pela associação mutualística entre algas e fungos. A alga realiza a fotossíntese e cede ao fungo parte da matéria orgânica sintetizada. O fungo, além de proteger a alga, cede-lhe umidade e sais minerais que absorve. Esse tipo de relação é benéfico para ambos. Permite a sobrevivência do líquen em lugares onde, isoladamente, a alga e o fungo não teriam chance. Os liquens podem ser encontrados em troncos de árvores, nas rochas nuas, nos desertos e no Ártico.

Bacteriorriza: É o nome que se dá à associação formada pelas bactérias do gênero Rhizobium com as células das raízes de leguminosas, onde se originam as nodosidades. O esquema que segue mostra uma leguminosa, evidenciando em suas raízes as nodosidades

PROTOCOOPERAÇÃO

Protocooperação ou simplesmente cooperação é a associação entre indivíduos de espécies diferentes em que ambos se beneficiam, mas cuja coexistência não é obrigatória. Como exemplos de protocooperação, vamos destacar as associações entre o paguro-eremita e as anêmonas-do-mar, o pássaro anu e certos mamíferos, o pássaro-palito e os crocodilos e a polinização feita por animais. O pássaro anu e certos mamíferos: os pássaros conhecidos por anus alimentam-se de carrapatos e outros parasitas encontrados no pelo de certos mamíferos, como o gado, o búfalo, o rinoceronte etc. Os anus, ao retirarem os parasitas (carrapatos) da pele desses mamíferos, estão se alimentando e, ao mesmo tempo, livram os mamíferos desses indesejáveis parasitas. Como no exemplo anterior, a coexistência de ambos não é obrigatória, por isso falamos em protocooperação.

O pássaro-palito e o crocodilo: os crocodilos que vivem no rio Nilo, ao dormirem, podem deixar a boca aberta. O pássaro-palito aproveita essa oportunidade para se alimentar dos parasitas (sanguessugas) e restos de alimentos encontrados entre os dentes e na boca do crocodilo. Dessa forma, o pássaro-palito livra o crocodilo dos parasitas indesejáveis e, ao mesmo tempo, alimenta-se. Polinização por animais: pode-se também considerar protocooperação, pois ao se alimentar de vegetais, os pássaros ou insetos podem promover a disseminação de sementes ou pólen.

Orquídeas e bromélias que vivem sobre troncos: a associação entre as orquídeas e as bromélias com troncos de árvores recebe o nome de epifitismo. Por isso, orquídeas e bromélias são denominadas epífitas. Essas plantas conseguem, vivendo sobre os troncos de árvores, o suprimento ideal de luz por realizarem a fotossíntese. Uma observação muito importante, aqui, é não confundir as orquídeas e bromélias com plantas parasitas. As epífitas são plantas que apenas procuram abrigo, proteção e luz ideal ao crescer sobre outras plantas, mas sem prejudicá-las. As parasitas, como veremos, prejudicam a hospedeira.

COMENSALISMO

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É a associação entre indivíduos de espécies diferentes na qual um deles aproveita os restos alimentares do outro sem prejudicá-lo. O animal que aproveita os restos alimentares é denominado comensal. Exemplo de comensalismo muito citado é o que ocorre entre a rêmora e o tubarão. A rêmora ou peixe-piolho é um peixe ósseo que apresenta a nadadeira dorsal transformada em ventosa, com a qual se fixa ao corpo do tubarão.

RELAÇÕES DESARMÔNICAS SUBTÍTULO 1 FORESIA

INQUILINISMO

É a associação entre indivíduos de espécies diferentes em que um deles procura abrigo ou suporte no corpo do outro, sem prejudicá-lo. O inquilinismo é uma forma de associação muito parecida com o comensalismo. Deste difere por não haver cessão de alimentos ao inquilino. Como exemplos de inquilinismo vamos destacar as associações do peixe-agulha com a holotúria e das orquídeas e bromélias com troncos de árvores. O peixe-agulha e a holotúria: o peixe-agulha (Fierasfer) possui um corpo fino e alongado. Ele penetra no corpo da holotúria, conhecida popularmente como pepino-do-mar, para se abrigar. Do corpo da holotúria, o peixe-agulha só sai para procurar alimento, voltando logo em seguida. O peixe-agulha apenas encontra abrigo no corpo da holotúria, não a prejudicando em qualquer sentido.

É a associação entre indivíduos de espécies diferentes em que um se utiliza do outro para transporte, sem prejudicá-lo. Como exemplo temos a rêmora ou peixe-piolho no tubarão ou, até mesmo, o transporte de sementes por pássaros e insetos. PREDATISMO

É a interação desarmônica na qual um indivíduo (predador) ataca, mata e devora outro (presa) de espécie diferente. A morte da presa pode ocorrer antes ou durante a sua ingestão. Os predadores, evidentemente, não são benéficos aos indivíduos que matam. Todavia, podem sê-lo à população de presas. Isso porque os predadores eliminam os indivíduos menos adaptados, podendo influir no controle da população de presas. Tanto os predadores como as presas mostram uma série de adaptações que permitem executar mais eficazmente as suas atividades. Assim, os dentes afiados dos tubarões, os caninos desenvolvidos dos animais carnívoros, as garras de águia, a postura e o primeiro par de patas do louva-a-deus, o veneno das cobras, as teias de aranha são exemplos de algumas adaptações apresentadas pelos predadores.

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A rêmora, além de ser transportada pelo tubarão, aproveita os restos de sua alimentação. O tubarão não é prejudicado, pois o peso da rêmora é insignificante. Os alimentos ingeridos pela rêmora correspondem aos desprezados pelo tubarão. Como exemplo, também, as hienas se aproveitando de restos deixados pelo leão, ou Entamoeba coli se aproveitando de restos alimentares em nosso intestino e, até mesmo, a ave-palito comendo restos alimentares na boca do crocodilo.

ponsáveis por muitos tipos de doenças ou parasitoses ainda hoje incuráveis. O parasitismo ocorre tanto no reino animal como no vegetal. Os parasitas podem ser classificados segundo vários critérios: QUANTO AO NÚMERO DE HOSPEDEIROS Quanto ao número de hospedeiros, os parasitas podem ser classificados em monoxenos ou monogenéticos e heteroxenos ou digenéticos. Monoxenos ou monogenéticos são os parasitas que realizam o seu ciclo evolutivo em um único hospedeiro. Exemplos: Ascaris lumbricoides (lombriga) e Enterobius vermicularis (oxiúrio). Heteroxenos ou digenéticos são os parasitas que só completam o seu ciclo evolutivo passando pelo menos em dois hospedeiros. São exemplos o esquistossomo e o tripanossoma.

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Por outro lado, as presas favorecidas pela seleção natural também evidenciam um grande número de adaptações que as auxiliam a evitar seus predadores. A produção de substâncias de mau cheiro ou de mau gosto, as cores de animais que se confundem com o meio ambiente, os espinhos dos ouriços, as corridas dos cavalos, veados e zebras são exemplos de processos utilizados pelas presas para ludibriar seus predadores. Observe um gráfico mostrando o número de predadores (lince) e de presas (lebres) em função do tempo.

Um caso bem documentado envolvendo presa (lebre) e o predador (lince). Entre as adaptações apresentadas por predadores e presas merecem destaque a camuflagem e o mimetismo. CAMUFLAGEM

QUANTO À LOCALIZAÇÃO NOS HOSPEDEIROS

Quanto à localização nos hospedeiros, os parasitas podem ser ectoparasitas ou endoparasitas. Ectoparasitas são os que se localizam nas partes externas dos hospedeiros. Exemplos: a sanguessuga, o piolho, a pulga etc.

Ocorre quando uma espécie possui a mesma cor (homocromia) ou a mesma forma (homotipia) do meio ambiente.

Exemplos: • aves e insetos de cor verde; • inseto bicho-pau; • urso polar (branco como neve); • leão na savana seca; • mariposas iguais a folhas.

Endoparasitas são os que se localizam nas partes internas dos hospedeiros. Exemplos: as tênias (solitárias), a lombriga, o esquistossomo etc. HOLOPARASITAS E HEMIPARASITAS

PARASITISMO

ANTIBIOSE OU AMENSALISMO

É a associação desarmônica entre indivíduos de espécies diferentes na qual um vive à custa do outro, prejudicando-o. O que prejudica é denominado parasita ou bionte e o prejudicado recebe o nome de hospedeiro ou biosado. Os parasitas podem ou não determinar a morte do hospedeiro. No entanto, os parasitas são res-

É a interação desarmônica na qual uma espécie produz e libera substâncias que dificultam o crescimento ou a reprodução de outras podendo até mesmo matá-las. Exemplos: • certas algas planctônicas dinoflageladas (do tipo Pirrófitas), quando em superpopulação (ambiente favo-

MIMETISMO

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Ocorre quando uma espécie possui o aspecto de outra. Exemplos: • cobra-coral falsa (não venenosa) imitando a cobra-coral verdadeira (venenosa); • borboleta vice-rei, que é pequena e comestível por pássaros, imitando a borboleta monarca que é maior e de sabor repugnante aos pássaros; • mariposas imitando vespas; • moscas inócuas imitando abelhas; • borboleta-coruja com asas abertas lembram a cabeça de coruja.

Os parasitas vegetais podem ser de dois tipos: holoparasitas e hemiparasitas. Holoparasitas são os vegetais que não realizam a fotossíntese ou a quimiossíntese. São os verdadeiros vegetais parasitas. Parasitam os vegetais superiores, roubando-lhes a seiva elaborada. É o caso do cipó-chumbo, vegetal superior não clorofilado. O cipó-chumbo possui raízes sugadoras ou haustórios que penetram no tronco do hospedeiro, retirando deles a seiva elaborada. Hemiparasitas são os vegetais que, embora realizando a fotossíntese, retiram do hospedeiro apenas a seiva bruta. Como exemplo temos a erva-de-passarinho, vegetal superior clorofilado, que rouba de seu hospedeiro a seiva bruta. Os vegetais hemiparasitas apresentam, portanto, nutrição autótrofa e heterótrofa.

rável) liberam substâncias tóxicas na água causando o fenômeno da maré vermelha onde ocorre a morte de vários seres aquáticos intoxicados por tais substâncias; • raízes de algumas plantas que liberam substâncias tóxicas, que inibem o crescimento de outras plantas; • folhas que caem no solo (ex.: pinheiros) liberam substâncias que inibem a germinação de sementes; • fungos do gênero Penicillium produzem penicilina, antibiótico que mata bactérias.

diferentes disputam alguma coisa, como, por exemplo, alimento, território, luminosidade etc. Logo, a competição pode ser intraespecífica (quando estabelecida dentro da própria espécie) ou interespecífica (entre espécies diferentes). Em ambos os casos, esse tipo de interação favorece um processo seletivo que culmina, geralmente, com a preservação das formas de vida mais bem adaptadas ao meio ambiente e com a extinção dos indivíduos com baixo poder adaptativo. Assim, a competição constitui um fator regulador da densidade populacional, contribuindo para evitar a superpopuIação das espécies. Competir significa concorrer pela obtenção de um mesmo recurso do ambiente (luz, abrigo, alimento, água, território etc). As relações de competição entre indivíduos de espécies diferentes verificam-se, essencialmente, quando têm preferências alimentares idênticas.

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COMO AEDES AEGYPTI PODE CAIR NO ENEM?

É a interação desarmônica na qual uma espécie captura e faz uso do trabalho, das atividades e até dos alimentos de outra espécie. Certas formigas amazonas e formigas foscas são exemplos. Um outro exemplo é a relação entre formigas e os pulgões (Afídeos). Os pulgões são parasitas de certos vegetais. Alimentam-se da seiva elaborada que retiram dos vasos liberianos de plantas como a roseira, a orquídea etc. A seiva elaborada é rica em açúcares e pobre em aminoácidos. Por absorverem muito açúcar, os pulgões eliminam o seu excesso pelo ânus. Esse açúcar eliminado é aproveitado pelas formigas, que chegam a acariciar com suas antenas o abdômen dos pulgões, fazendo-os eliminar mais açúcar. As formigas transportam os pulgões para os seus formigueiros e os colocam sobre raízes delicadas, para que delas retirem a seiva elaborada. Muitas vezes, as formigas cuidam da prole dos pulgões para que no futuro, escravizando-os, obtenham açúcar. Alguns autores consideram esse tipo de interação como uma forma de protocooperação, particularmente denominada sinfilia. COMPETIÇÃO

População de Aedes aegypti têm desenvolvido resistência aos inseticidas organofosfarados. Desta forma, uma alternativa para o controle destes insetos vem sendo a utilização de inseticida microbiológico, Nova arma contra a dengue, Bactéria é a matéria-prima de bioinseticidas que matam larvas do mosquito Aedes. O inseticida aplicado em regiões epidêmicas por meio de vaporizadores, conhecido como fumacê, elimina apenas a forma adulta, mas não tem nenhuma eficácia para acabar com as larvas. Para controlar esses criadouros do mosquito pode-se utilizar um bioinseticida líquido que tem como principal componente o Bacillus thuringiensis israelensis. Essa bactéria, inimiga natural do Aedes, produz uma toxina que, ao ser ingerida pela larva, causa danos ao intestino do inseto, provocando sua morte. (Revista Pesquisa Fapesp, Edição 85, 03/03)

Assinale a alternativa que classifica corretamente a relação ecológica entre a larva do mosquito e a bactéria Bacillus thuringiensis israelensis. a) Parasitismo. b) Predatismo. c) Inquilinismo. d) Antibiose. e) Mutualismo. Gabarito: D

ESCLAVAGISMO OU ESCRAVISMO

COD123

A questão relaciona uma doença endêmica, a dengue, com o tema de relações ecológicas. Essa mescla obriga o estudante a sempre estar com a matéria em dia. Além disso, a opção correta só poderá ser escolhida se o estudante conseguir interpretar a reportagem dada no enunciado.

A competição compreende a interação ecológica em que indivíduos da mesma espécie ou indivíduos de espécies

1) (ENEM) Uma colônia de formigas inicia-se com uma rainha jovem que, após ser fecundada pelo macho, voa e escolhe um lugar para cavar um buraco no chão. Ali dará origem a milhares de formigas, constituindo uma nova colônia. As fêmeas geradas poderão ser operárias, vivendo cerca de um ano, ou novas rainhas. Os machos provêm de óvulos não fertilizados e vivem aproxima-

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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

damente uma semana. As operárias se dividem nos trabalhos do formigueiro. Há formigas forrageadoras que se encarregam da busca por alimentos, formigas operárias que retiram dejetos da colônia e são responsáveis pela manuteção ou que lidam com o alimento e alimentam as larvas, e as formigas patrulheiras. Uma colônia de formigas pode durar anos e dificilmente uma formiga social consegue sobreviver sozinha. (MELO, A. Como funciona uma sociedade de formigas? Disponível em: http:// www.cieciaoje. uol.com.br. Acesso em: 21 fev. 2009 - adapado).

(GTÁGUAS, MPF, 4a CCR, ano 1, no 2, maio/2007 - com adaptações).

De acordo com as informações acima, o despejo da água de lastro: a) é ambientalmente benéfico por contribuir para a seleção natural das espécies e, consequentemente, para a evolução delas; b) trouxe da China um molusco, que passou a compor a flora aquática nativa do lago da hidrelétrica de Itaipu; c) causou, na usina de Itaipu, por meio do microrganismo invasor, uma redução do suprimento de água para as turbinas; d) introduziu uma espécie exógena na bacia Paraná-Paraguai, que se disseminou até ser controlada por seus predadores naturais; e) motivou a utilização de um agente químico na água como uma das estratégias para diminuir a reprodução do mexilhão dourado.

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Uma característica que contribui diretamete para o sucesso da organização social dos formigueiros é: a) a divisão de tarefas entre as formigas e a organização funcional da colônia; b) o fato de as formigas machos serem provenientes de óvulos não fertilizados; c) a alta taxa de mortalidade das formigas solitárias ou das que se afastam da colônia; d) a existência de patrulheiras, que protegem o formigueiro do ataque de herbívoros; e) o fato de as rainhas serem fecundadas antes do estabelecimento de um novo formigueiro.

causaram vários problemas, como o que ocorreu na hidrelétrica de Itaipu, onde o mexilhão alterou a rotina de manutenção das turbinas, acarretando prejuízo de US$ 1 milhão por dia, devido à paralisação do sistema. Uma das estratégias utilizadas para diminuir o problema é acrescentar gás cloro à água, o que reduz em cerca de 50% a taxa de reprodução da espécie.

2) (ENEM) A atividade pesqueira é antes de tudo extrativista, o que causa impactos ambientais. Muitas espécies já apresentam sério comprometimento em seus estoques e, para diminuir esse impacto, várias espécies vêm sendo cultivadas. No Brasil, o cultivo de algas, mexilhões, ostras, peixes e camarões, vem sendo realizado há alguns anos, com grande sucesso, graças ao estudo minucioso da biologia dessas espécies. Os crustáceos decápodes, por exemplo, apresentam durante seu desenvolvimento larvário, várias etapas com mudança radical de sua forma.

Algumas das fases larvárias de crustáceos.

Não só a sua forma muda, mas também a sua alimentação e habitat. Isso faz com que os criadores estejam atentos a essas mudanças, porque a alimentação ministrada tem de mudar a cada fase. Se para o criador, essas mudanças são um problema para a espécie em questão, essa metamorfose apresenta uma vantagem importante para sua sobrevivência, pois: a) aumenta a predação entre os indivíduos; b) aumenta o ritmo de crescimento; c) diminui a competição entre os indivíduos da mesma espécie; d) diminui a quantidade de nichos ecológicos ocupados pela espécie; e) mantém a uniformidade da espécie.

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3) (ENEM)

Usada para dar estabilidade aos navios, a água de lastro acarreta grave problema ambiental: ela introduz indevidamente, no país, espécies indesejáveis do ponto de vista ecológico e sanitário, a exemplo do mexilhão dourado, molusco originário da China. Trazido para o Brasil pelos navios mercantes, o mexilhão dourado foi encontrado na bacia Paraná-Paraguai em 1991. A disseminação desse molusco e a ausência de predadores para conter o crescimento da população de moluscos

4) (ENEM) Há quatro séculos alguns animais domésticos foram introduzidos na Ilha da Trindade como “reserva de alimento”. Porcos e cabras soltos davam boa carne aos navegantes de passagem, cansados de tanto peixe no cardápio. Entretanto, as cabras consumiram toda a vegetação rasteira e ainda comeram a casca dos arbustos sobreviventes. Os porcos revolveram raízes e a terra na busca de semente. Depois de consumir todo o verde, de volta ao estado selvagem, os porcos passaram a devorar qualquer coisa: ovos de tartarugas, de aves marinhas, caranguejos e até cabritos pequenos. Com base nos fatos anteriores, pode-se afirmar que: a) a introdução desses animais domésticos, trouxe, com o passar dos anos, o equilíbrio ecológico; b) o ecossistema da Ilha da Trindade foi alterado, pois não houve uma interação equilibrada entre os seres vivos; c) a principal alteração do ecossistema foi a presença dos homens, pois animais nunca geram desequilíbrios no ecossistema; d) o desequilíbrio só apareceu quando os porcos começaram a comer os cabritos pequenos; e) o aumento da biodiversidade, a longo prazo, foi favorecido pela introdução de mais dois tipos de animais na ilha. 5) (ENEM) Um grupo de ecólogos esperava encontrar aumento de tamanho das acácias, árvores preferidas de grandes mamíferos herbívoros africanos, como girafas e elefantes, já que a área estudada era cercada para evitar a entrada desses herbívoros. Para espanto dos cientistas, as acácias pareciam menos viçosas, o que os levou a compará-las com outras de duas áreas de savana: uma área na qual os herbívoros circulam livremente e fazem podas regulares nas acácias, e outra de onde eles foram retirados há 15 anos. O esquema a seguir mostra os resultados observados nessas duas áreas.

acácias SIM

presença de herbívoros

NÃO acácias sem poda

maior produção de néctar

menor produção de néctar

domínio de formigas da espécie 1, que dependem do néctar

aumento e domínio de formigas da espécie 2

diminuição de formigas da espécie 2

ataque de besouros e outros insetos

preservação das acácias

enfraquecimento das acácias

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poda das acácias

7) (ENEM) Quando um reservatório de água é agredido ambientalmente por poluição de origem doméstica ou industrial, uma rápida providência é fundamental para diminuir os danos ecológicos. Como o monitoramento constante dessas águas demanda aparelhos caros e testes demorados, cientistas têm se utilizado de biodetectores, como peixes que são colocados em gaiolas dentro da água, podendo ser observados periodicamente. Para testar a resistência de três espécies de peixes, cientistas separaram dois grupos de cada espécie, cada um com cem peixes, totalizando seis grupos. Foi, então, adicionada a mesma quantidade de poluentes de origem doméstica e industrial, em separado. Durante o período de 24 horas, o número de indivíduos passou a ser contado de hora em hora. Os resultados são apresentados abaixo.

(Internet: <cienciahoje.uol.com.br>, com adaptações).

e) a relação entre os animais herbívoros, as formigas e as acácias é a mesma que ocorre entre qualquer predador e sua presa.

6) (ENEM) Na região sul da Bahia, o cacau tem sido cultivado por meio de diferentes sistemas. Em um deles, o convencional, a primeira etapa de preparação do solo corresponde à retirada da mata e à queimada dos tocos e das raízes. Em seguida, para o plantio da quantidade máxima de cacau na área, os pés de cacau são plantados próximos uns dos outros. No cultivo pelo sistema chamado cabruca, os pés de cacau são abrigados entre as plantas de maior porte, em espaço aberto criado pela derrubada apenas das plantas de pequeno porte. Os cacaueiros dessa região têm sido atacados e devastados pelo fungo chamado vassoura-de-bruxa, que se reproduz em ambiente quente e úmido por meio de esporos que se espalham no meio aéreo. As condições ambientais em que os pés de cacau são plantados e as condições de vida do fungo vassoura-de-bruxa, mencionadas acima, permitem supor-se que sejam mais intensamente atacados por esse fungo os cacaueiros plantados por meio do sistema. a) convencional, pois os pés de cacau ficam mais expostos ao Sol, o que facilita a reprodução do parasita. b) convencional, pois a proximidade entre os pés de cacau facilita a disseminação da doença. c) convencional, pois o calo das queimadas cria as condições ideais de reprodução do fungo. d) caruca, pois os cacaueiros não suportam a sombra e, portanto, terão seu crescimento prejudicado e adoecerão. e) cabruca, pois, na competição com outras espécies, os cacacueiros ficam enfraquecidos e adoecem mais facilmente.

Pelos resultados obtidos, a espécie de peixe mais indicada para ser utilizada como detectora de poluição, a fim de que sejam tomadas providências imediatas, seria: a) a espécie I, pois sendo menos resistente à poluição, morreria mais rapidamente após a contaminação; b) a espécie II, pois sendo a mais resistente, haveria mais tempo para testes; c) a espécie III, pois como apresenta resistência diferente à poluição doméstica e industrial, propicia estudos posteriores; d) as espécies I e III juntas, pois tendo resistência semelhante em relação à poluição permitem comparar resultados; e) as espécies II e III juntas, pois como são pouco tolerantes à poluição, propiciam um rápido alerta.

8) (UERJ) As taxas metabólicas de um animal são comumente medidas por meio do consumo de O2 e pela produção de CO2. O gráfico abaixo relaciona a taxa metabólica de um animal endotérmico com a temperatura do ambiente:

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De acordo com as informações acima: a) a presença de populações de grandes mamíferos herbívoros provoca o declínio das acácias; b) os hábitos de alimentação constituem um padrão de comportamento que os herbívoros aprendem pelo uso, mas que esquecem pelo desuso; c) as formigas da espécie 1 e as acácias mantêm uma relação benéfica para ambas; d) os besouros e as formigas da espécie 2 contribuem para a sobrevivência das acácias;

Apresente os dados do gráfico que fundamentam a classificação do animal como endotérmico. Indique, ainda, a faixa de temperatura ambiental, em graus Celsius, mais favorável à sobrevivência desse animal. Justifique sua resposta. EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) (PUC) As figuras a seguir mostram o crescimento populacional, ao longo do tempo, de duas espécies de Paramecium cultivadas isoladamente e em conjunto. Os resultados desse experimento embasaram o que é conhecido como Princípio de Gause.

40 20 3 6 9 12 15 18 Tempo (dias)

Paramecium aurelia em cultura isolada

Densidade populacional

80 60 40

P. aurelia

60 40

3 6 9 12 15 18 Tempo (dias)

Paramecium caudatum em cultura isolada

20 0

P. caudatum

3 6 9 12 15 18 Tempo (dias)

Paramecium aurelia e Paramecium caudatum em cultura mista

(Disponível em: <http://nossomeioporinteiro.wordpress.com/tag/ comunidades/>.)

Considere o tipo de relação ecológica entre essas duas espécies e indique a afirmação correta. a) A espécie P. aurelia é predadora de P. caudatum. b) P.aurelia exclui P.caudatum por competição intra-específica. c) P.aurelia e P.caudatum utilizam recursos diferentes. d) P.aurelia exclui P.caudatum por parasitismo. e) P.aurelia exclui P.caudatum por competição inter-específica.

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2) (UNIRIO) Em uma floresta, as aves araçaris e tuins disputam os troncos ocos das árvores, abertos pelos pica-paus, para servir de abrigo para ninhos. O tipo de relação ecológica existente entre essas aves pode ser incluído no caso típico de: a) simbiose; b) comensalismo; c) cooperação interespecífica; d) competição intraespecífica; e) competição interespecífica.

5) (UFF) Liquens são associações simbióticas entre uma alga e um fungo, capazes de colonizar ambientes áridos porque: a) o fungo adere ao substrato e a alga retém água e sais minerais; b) a alga adere ao substrato e o fungo efetua quimiossíntese; c) a alga produz energia e o fungo sintetiza as proteínas; d) a alga efetua a fotossíntese e o fungo retém água e sais minerais; e) a síntese de proteínas e a captação da água são potencializadas em ambos os simbiontes.

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100

Densidade populacional

100

4) (UFRJ) Todos os seres vivos podem ser classificados em espécies, e cada espécie pertence a um único reino (Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia). Os taxonomistas já descreveram mais de 10.000 espécies de liquens, seguindo as normas de nomenclatura dos seres vivos, embora os liquens apresentem uma característica que os diferencia das demais espécies. Explique por que os liquens não podem ser considerados verdadeiras espécies.

3) (UFRJ) Um grande número de plantas produz certas substâncias, chamadas flavonoides, que são lançadas no solo pelas raízes. No solo, os flavonoides atraem bactérias do gênero Rhizobium, que penetram no tecido das raízes. As raízes das plantas também se associam aos fungos, formando as micorrizas. Esse tipo de interação entre indivíduos que pertencem a espécies diferentes é chamado mutualismo. Apresente o benefício obtido pelas plantas nessas associações com bactérias e o benefício obtido nas associações com fungos.

6) (ENEM) O bicho-furão-dos-citros causa prejuízos anuais de US$ 50 milhões à citricultura brasileira, mas pode ser combatido eficazmente se um certo agrotóxico for aplicado à plantação no momento adequado. É possível determinar esse momento utilizando-se uma armadilha constituída de uma caixinha de papelão, contendo uma pastilha com o feromônio da fêmea e um adesivo para prender o macho. Verificando periodicamente a armadilha, percebe-se a época da chegada do inseto. Uma vantagem do uso dessas armadilhas, tanto do ponto de vista ambiental como econômico, seria: a) otimizar o uso de produtos agrotóxicos; b) diminuir a população de predadores do bicho-furão; c) capturar todos os machos do bicho-furão; d) reduzir a área destinada à plantação de laranjas; e) espantar o bicho-furão das proximidades do pomar.

1) E 2) E

3) As bactérias do gênero Rhizobium fixam o nitrogênio atmosférico na forma de nitratos, permitindo sua utilização pelas plantas. Os fungos ampliam a capacidade de captação de água e sais minerais pelas raízes das plantas. 4) Os liquens são associações mutualísticas entre espécies que pertencem a dois ou três reinos. São formados por algas (Reino Protista) associadas a fungos (Reino Fungi) e por vezes a cianobactérias (Reino Monera). Logo, os liquens não são espécies verdadeiras, são um conjunto de espécies que vivem em simbiose. 5) E 6) A

IRIUM

BIOLOGIA

ECOLOGIA: BIOMAS

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• perda e fragmentação dos habitats; • introdução de espécies e doenças exóticas; • exploração excessiva de espécies de plantas e animais; • uso de híbridos e monoculturas na agroindústria e nos programas de reflorestamento; • contaminação do solo, água, e atmosfera por poluentes; • mudanças climáticas. As inter-relações das causas de perda de Biodiversidade com a mudança do clima e o funcionamento dos ecossistemas apenas agora começam a ser vislumbradas. Três razões principais justificam a preocupação com a conservação da diversidade biológica: primeiro porque se acredita que a diversidade biológica seja uma das propriedades fundamentais da natureza, responsável pelo equilíbrio e estabilidade dos ecossistemas; segundo porque se acredita que a diversidade biológica representa um imenso potencial de uso econômico, em especial através da biotecnologia; terceiro porque se acredita que a diversidade biológica esteja se deteriorando, inclusive com aumento da taxa de extinção de espécies, devido ao impacto das atividades antrópicas. O Princípio da Precaução, aprovado na Declaração do Rio durante a UNCED (Rio-92), estabelece que devemos agir já e de forma preventiva ao invés de continuarmos acomodados aguardando a confirmação das previsões para então tomarmos medidas corretivas, em geral caras e ineficazes.

O Brasil é o país com maior Biodiversidade (é o maior dos “países de megadiversidade”), contando com um número estimado entre 10 e 20% do número total de espécies do planeta. Conta com a mais diversa flora do mundo, com mais de 55.000 espécies descritas (22% do total mundial). O país possui, por exemplo, a maior riqueza de espécies de palmeiras (390 espécies) e de orquídeas (2300 espécies). Diversas espécies de plantas de importância econômica mundial são originárias do Brasil, destacando-se, dentre elas, o abacaxi, o amendoim, a castanha-do-Pará, a mandioca, o caju e a carnaúba. Os animais vertebrados são amplamente representados na fauna brasileira. Foram registradas no país 394 espécies de mamíferos, 1.573 espécies de aves, 468 espécies de répteis, 502 espécies de anfíbios e mais de 3.000 espécies de peixes. Esta riqueza de espécies corresponde a pelo menos 10% dos anfíbios e mamíferos, e 17% das aves de todo o planeta. O Brasil conta ainda com a maior diversidade de primatas do planeta, com 55 espécies, sendo 19 endêmicas. Como evidência da riqueza da fauna brasileira e de seu desconhecimento, cinco novas espécies de macacos foram descritas no país. O tamanho total da Biodiversidade brasileira não é conhecido e talvez nunca venha a ser conhecido precisamente tal a sua complexidade. Estima-se, entretanto, que existam mais de dois milhões de espécies distintas de plantas, animais e micro-organismos no território sob a jurisdição brasileira, uma diversidade genética inestimável e uma imensa diversidade ecológica dadas as dimensões continentais do país e de sua plataforma marinha. O PROBLEMA DA PERDA DA BIODIVERSIDADE SUBTÍTULO 1

Tanto a comunidade científica internacional quanto governos e entidades não governamentais ambientalistas vêm alertando para a perda da diversidade biológica em todo o mundo, e, particularmente, nas regiões tropicais. A degradação biótica que está afetando o planeta encontra raízes na condição humana contemporânea, agravada pelo crescimento explosivo da população humana e pela distribuição desigual da riqueza. A perda da diversidade biológica envolve aspectos sociais, econômicos, culturais e científicos. Os principais processos responsáveis pela perda da Biodiversidade são:

EXTINÇÃO SUBTÍTULO DE ESPÉCIES1

Assim como a introdução de novas espécies, a extinção também pode causar sérios distúrbios ao equilíbrio de um ecossistema. Embora o fenômeno da extinção de espécies seja comum na natureza, a extinção recente de um grande número de espécies é consequência da atividade humana. A destruição de seus habitats e a caça e a pesca excessivas, denominadas caça e pesca predatórias, têm levado inúmeras espécies à extinção. O tamanho mínimo que uma população tem de atingir para não se extinguir varia de espécie para espécie. Ele depende da sua capacidade reprodutiva, da sua vulnerabilidade às influências do meio e da duração de seu ciclo vital, entre outras coisas. Das espécies que o homem caça atualmente, muitas estão ameaçadas de extinção, uma vez que suas populações já estão atingindo o limite de tamanho mínimo necessário para sua manutenção. Outras, mesmo que a caça pare imediatamente, já não terão capacidade de se recuperar e, fatalmente, se extinguirão.

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BRASIL: O PAÍS DA MEGADIVERSIDADE SUBTÍTULO 1

O HOMEM E A DIVERSIDADE SUBTÍTULO BIOLÓGICA1

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A diversidade biológica está presente em todo lugar, no meio dos desertos, nas tundras congeladas ou nas fontes de água sulfurosas. A diversidade genética possibilitou a adaptação da vida nos mais diversos pontos da Terra. As plantas, por exemplo, estão na base dos ecossistemas. Como elas florescem com mais intensidade nas áreas úmidas e quentes, a maior diversidade é detectada nos trópicos, como é o caso da Amazônia e sua excepcional vegetação. Dois terços da vasta bacia amazônica estão no Brasil, que também abriga o maior sistema fluvial do planeta. Percentual estimado das espécies mundiais nas florestas tropicais

de dezembro, as águas sobem em média 10 metros, podendo atingir 18 metros em algumas áreas. Isto significa que durante metade do tempo grande parte da planície amazônica fica submersa, caracterizando a maior área de floresta inundada do planeta, cobrindo uma área de 700.000Km². A Amazônia é a maior floresta do mundo, representando 35% de todas as suas florestas. É considerada também uma das mais antigas coberturas florestais, permanecendo estabilizada há cerca de 100 milhões de anos. O rio Amazonas é o maior e mais largo rio do mundo e o principal responsável pelo desenvolvimento da floresta Amazônica. O volume de suas águas representa 20% de toda a água presente nos rios do planeta. Têm extensão de 6.400 quilômetros, vazão de 190.000 metros cúbicos por segundo (16 vezes maior que a do rio Nilo), conta com mais de 1.000 afluentes. Sua largura média é de 12 quilômetros, atingindo frequentemente mais de 60 quilômetros durante a época de cheia. Na foz, onde deságua no mar, a sua largura é de 320 quilômetros. A profundidade média é de 30 a 40 metros. As áreas alagadas influenciadas pela rede hídrica do Amazonas formam uma bacia de inundação muito maior que muitos países da Europa, juntos. Apenas a ilha do Marajó, na foz do Amazonas, é maior que a Suíça. Em termos biológicos é a região com a maior biodiversidade de todos os continentes. Comporta metade das espécies de aves hoje conhecidas, possui a maior diversidade de insetos (especialmente borboletas), répteis e anfíbios. Possui mais espécies de peixes que o oceano Atlântico. As águas da Amazônia também são ricas em caranguejos, camarões, serpentes, tartarugas, lagartos, golfinhos (entre eles o boto cor-de-rosa), lontras, jacarés e tubarões, os quais sobem centenas de quilômetros nos rios em busca de peixes. Dezenas de aves aquáticas exploram as águas, ricas em alimento. O maior roedor, os maiores papagaios, as maiores cobras, os maiores peixes (o pirarucu pode atingir mais de 3 metros de comprimento e pesar 180 quilos), as maiores árvores tropicais e os maiores insetos vivem na Amazônia. A diversidade de mamíferos, especialmente macacos e felinos, é muito grande. 30 espécies de macacos são endêmicas da mata amazônica. O conhecimento da fauna e flora da Amazônia ainda é extremamente precário. Acredita-se que não se conheça nem a metade das espécies que habitam as suas matas e rios. A principal característica da Amazônia é a sua inacessibilidade, o que dificulta a sua exploração e estudo. A Amazônia é um dos poucos redutos do planeta onde ainda vivem povos humanos primitivos. As dezenas de tribos ainda existentes espalham-se em territórios dentro da mata, mantendo seus próprios costumes, linguagens e culturas, inalterados por milhares de anos. Antropólogos acreditam que ainda existam povos primitivos desconhecidos, vivendo nas regiões mais inóspitas e inacessíveis. Oficialmente existem dois parques nacionais na Amazônia brasileira, o Parque Nacional do Tapajós e o Parque Nacional do Pico da Neblina. O primeiro, com 1 milhão de hectares de floresta tropical úmida, e o segundo com extensão de 2.200.000 hectares. O parque do Pico da Neblina se une ao parque Serrania de la Neblina, na Venezuela, com 1.360.000 hectares, formando em conjunto um dos maiores complexos bióticos protegidos do mundo. Os impactos resultantes da exploração humana da Amazônia são muitos. O desmatamento e as queimadas para a formação de pastos para o gado têm destruído imensas áreas de florestas virgens todos os anos, há décadas. Estima-se que a área de pastos (naturais e criados por desmatamento) na Amazônia seja de mais

Entre os cientistas, o Brasil é considerado o país da “megadiversidade”. Aproximadamente 20% das espécies conhecidas no mundo estão aqui. É bastante conhecido, por exemplo, o potencial terapêutico das plantas encontradas na Amazônia. Além do uso medicinal de algumas plantas, elas também são importantes na alimentação humana. A despeito da diversidade biológica disponível, mais de 50% da base alimentar do homem concentra-se somente no trigo, no arroz e no milho. As plantações que formam essa limitada fonte de alimentos são, geralmente, monoculturas e, por isso, suscetíveis a pestes. Na década de 70, uma praga atacou os campos de arroz asiáticos, ameaçando milhões de pessoas com a fome. Tempos depois, os cientistas descobriram que cruzando uma espécie não cultivada os agricultores chegariam a um arroz resistente à doença. Este fato mostrou que à medida que um número crescente de espécies forem extintas, será mais difícil proteger as culturas existentes das pragas. AMAZÔNIA

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A Amazônia é o maior bioma terrestre do planeta, cuja área avança em 9 países da América Latina (Brasil, Paraguai, Bolívia, Peru, Equador, Colômbia, Venezuela, Guiana Francesa e Suriname). A bacia hidrográfica do Amazonas ocupa uma área de 7.050.000km³. Em termos geopolíticos a Amazônia legal brasileira ocupa 60% do território nacional. Apesar de ser o maior estado brasileiro, possui a menor densidade demográfica humana, com menos de 10% da população do país. A Amazônia é um dos mais preciosos patrimônios ecológicos do planeta. É na realidade um grande Bioma, composto por diversos ecossistemas interagindo em equilíbrio. 65% de toda a área amazônica é composta pela floresta tropical úmida de terra firme, sendo que o restante é constituído por matas de cipó, campinas, matas secas, igapós, manguezais, matas de várzeas, cerrados, campos de terra firme, campos de várzeas e matas de bambu. Toda a rede de rios, córregos, cachoeiras, lagos, igarapés e represas constituem os ecossistemas aquáticos da Amazônia. A bacia amazônica é um dos locais mais chuvosos do planeta, com índices pluviométricos anuais de mais de 2.000mm por ano, podendo atingir 10.000mm em algumas regiões. Durante os meses de chuvas, a partir

de 20 milhões de hectares. O problema é que os pastos não resistem por muito tempo, uma vez que o solo amazônico é muito pobre em nutrientes. Isto faz com que os criadores avancem constantemente para o interior da floresta em busca de novas terras. Mineração, caça e pesca indiscriminada, contrabando de animais raros e espécies em extinção, poluição, e queimadas criminosas são alguns dos principais fatores de perturbação da Amazônia. A comunidade científica mundial, ciente do potencial ecológico, geológico, científico e farmacológico da Amazônia, tem alertado constantemente as autoridades políticas para a necessidade de uma política de preservação e uso equilibrado da floresta. Esta política deve ser implantada o mais rápido possível para que os danos atualmente existentes sejam revertidos. CAATINGA

CERRADO

Pequenas árvores de troncos torcidos, recurvados e de folhas grossas, esparsas em meio a uma vegetação rala e rasteira, misturando-se, às vezes, com campos limpos ou matas de árvores não muito altas _ esses são os Cerrados, uma extensa área de cerca de 200 milhões de hectares, equivalente, em tamanho, a toda a Europa Ocidental. A paisagem é agressiva, e por isso, durante muito tempo, foi considerada uma área perdida para a economia do país. Entre as espécies vegetais que caracterizam o Cerrado estão o barbatimão, o pau-santo, a gabiroba, o pequizeiro,

MATA ATLÂNTICA

Originalmente, essa exuberante floresta tropical, que cobria um território pouco maior que 1.000.000 km2, espraiava-se pela costa do Rio Grande do Norte ao Rio Grande do Sul, avançando pelo interior em extensões variadas. A Mata Atlântica praticamente ocupava todo o Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná e Santa Catarina, bem como parcelas significativas de Minas Gerais , Rio Grande do Sul e Mato Grosso do Sul, logrando alcançar a Argentina e o Paraguai. Infelizmente, desse imenso corpo florestal, que outrora cobria 12% do território brasileiro, restam apenas 9% de sua extensão original. Rios importantes para a economia regional e o meio ambiente, como o Paraíba do Sul, São Francisco, Doce e Jequitinhonha encontram-se poluídos ou assoreados por causa dos sedimentos arrastados pela erosão do solo desprotegido de vegetação. Semelhante ao que ocorre com a Floresta Amazônica, a Mata Atlântica reúne formações vegetais diversificadas e heterogêneas. À primeira vista, podemos distinguir três tipos de florestas, diferentes em sua composição e aspectos florísticos, mas que guardam, porém, aspectos comuns: as ombrófilas densas, com ocorrência ao longo da costa; semideciduais e deciduais, pelo interior do Nordeste, Sudeste, Sul e partes do Centro-Oeste; as ombrófilas mistas (Pinheirais) do Sul do Brasil. Um dos motivos para preservar o que restou da Mata Atlântica é sua rica biodiversidade, variedade de plantas e animais. Calcula-se que nela existam mais de 800 espécies de aves, 180 anfíbios e 131 mamíferos, inclusive as quatro espécies de mico-leão que são exclusivos daquele ecossistema. PANTANAL MATOGOSSENSE A região do Pantanal, abrigando um dos mais importantes ecossistemas do planeta, abrange uma área de cerca de 150 mil quilômetros quadrados. As cheias periódicas recobrem a região com um vasto lençol aquático. No período de esvaziamento, as terras anteriormente submersas surgem bastante férteis, sendo muito aproveitadas para a pastagem dos rebanhos bovinos. A vegetação hidrófila é dominante nas áreas inundadas. A localização do Pantanal também é fundamental para a formação do ecossistema ali encontrado: é enorme a

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Quando chega o mês de agosto, parece que a natureza morreu. Não se veem nuvens no céu, a umidade do ar é mínima, a água chega a evaporar 7mm por dia e a temperatura do solo pode atingir 60ºC. As folhas da maioria das árvores já caíram e assim, o gado e os animais nativos, como a ema, o preá, o mocó e o camaleão, começam a emagrecer. As únicas cores vivas estão nas flores douradas do cajueiro, nos cactus e juazeiros. A maioria dos rios para de correr e as lagoas começam a secar. Algumas plantas têm as folhas muito finas. Os espinhos dos cactus são o extremo deste tipo de folha. Outras têm sistemas de armazenamento de água, como as barrigudas. As raízes cobrem a superfície do solo, para capturar o máximo de água durante as chuvas leves. As espécies mais abundantes incluem a mimosa, a emburana, a catingueira, a palmatória, a aroeira, o umbu, a baraúna, a maniçoba, a macambira, o xique-xique, o mandacaru, a quixabeira e o juazeiro, uma das poucas que não perde suas folhas durante a seca. A Caatinga é uma extensa região do Nordeste brasileiro, que ocupa mais de 70% de sua área (11% do território brasileiro), também chamada de sertão. Nessa época do ano, a região, de árvores e arbustos raquíticos, cheios de espinhos, tem um aspecto triste e desolador. Quando volta a chover, no início do ano, a paisagem parece explodir de tanto verde. Apesar de raso e conter grande quantidade de pedras, o solo da Caatinga é razoavelmente fértil. As árvores cobrem-se de folhas rapidamente e o solo, em geral pedregoso, fica forrado de pequenas plantas, e a fauna volta a engordar. A vegetação adaptou-se para se proteger da falta d’água. Quase todas as plantas usam a estratégia de perder as folhas, eliminando a superfície de evaporação quando falta água.

o araçá, a sucupira, o pau-terra, a catuaba e o indaiá. Debaixo dessas árvores crescem diferentes tipos de capim, como o capim-flecha, que pode atingir uma altura de 2,5m. Onde corre um rio ou córrego, encontram-se as matas ciliares, ou matas de galeria, que são densas florestas estreitas, de árvores maiores, que margeiam os cursos d’água. Nos brejos, próximos às nascentes de água, o buriti domina a paisagem e forma as veredas de buriti. Os Cerrados apresentam relevos variados, embora predominem os amplos planaltos. Metade do Cerrado situa-se entre 300 e 600m acima do nível do mar, e apenas 5,5% atingem uma altitude acima de 900m. Em pelo menos 2/3 da região o inverno é demarcado por um período de seca que prolonga-se por cinco a seis meses. Seu solo esconde um grande manancial de água, que alimenta seus rios. A presença humana na região data de pelo menos 12 mil anos, com o aparecimento de grupos de caçadores e coletores de frutos e outros alimentos naturais. Só recentemente, há cerca de 40 anos, é que começou a ser mais densamente povoada.

variedade de espécies vegetais, pois o Pantanal une características do cerrado, dos terrenos alagadiços e ainda espécies comuns na Floresta Amazônica. Por esta razão, a fauna local também é bastante variada: ambos os aspectos caracterizam, portanto, o que é chamado o Complexo do Pantanal, cuja característica da variedade de espécies faz da região um dos mais singulares ecossistemas do planeta.

COMO DEFINIÇÃO DE MEIO AMBIENTE PODE CAIR NO ENEM? COD123

É correto o que se afirma: a) Apenas em I b) Apenas em III c) Apenas em I e II d) Apenas em II e III e) Em I, II e III 2) (UERJ) A diversidade de espécies de zooplâncton encontrada em quatorze lagos estudados em Indiana, EUA, foi comparada à produtividade primária do ecossistema. As relações entre esses dois fatores está representada no gráfico abaixo.

O meio ambiente oferece aos seres vivos as condições essenciais para sua sobrevivência e evolução. A sociedade humana não se sustenta sem água potável, ar puro, solo fértil e sem clima ameno. E não há economia sem um ambiente estável. Sobre esse assunto, critérios de definição são importantes para conceituar os diversos níveis de organização do meio ambiente.

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(ENEM) Suponha que o chefe do departamento de administração de uma empresa tenha feito um discurso defendendo a ideia de que os funcionários deveriam cuidar do meio ambiente no espaço da empresa. Um dos funcionários levantou-se e comentou que o conceito de meio ambiente não era claro o suficiente para se falar sobre esse assunto naquele lugar. Considerando que o chefe do departamento de administração entende que a empresa é parte do meio ambiente, a definição que mais se aproxima dessa concepção é: a) Região que inclui somente cachoeiras, mananciais e florestas. b) Apenas locais onde é possível o contato direto com a natureza. c) Locais que servem como área de proteção onde fatores bióticos são preservados. d) Apenas os grandes biomas, por exemplo, mata Atlântica, mata Amazônica, cerrado e caatinga.

e) Qualquer local em que haja relação entre fatores bióticos e abióticos, seja ele natural ou urbano.

Gabarito: E

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

AP EM3 BIO 63 D #

1) (ENEM) A ocupação predatória associada à expansão da fronteira agropecuária e acelerada pelo plantio da soja tem deflagrado, com a perda da cobertura vegetal, a diminuição da biodiversidade, a erosão do solo, a escassez e a contaminação dos recursos hídricos no bioma cerrado. Segundo ambientalistas, o cerrado brasileiro corre o risco de se transformar em um deserto. A respeito desse assunto, analise as afirmações a apresentadas a seguir. I) Considerando-se que, em 2006, restem apenas 25% da cobertura vegetal original do cerrado e que, desse percentual, 3% sejam derrubados a cada ano, estima-se que, em 2030, o cerrado brasileiro se transformará em deserto. II) Sabe-se que a eventual extinção do bioma cerrado, dada a pobreza que o caracteriza, não causará impacto sistêmico no conjunto dos biomas brasileiros. III) A substituição de agrotóxicos por bioinseticidas reduz a contaminação dos recursos hídricos no bioma cerrado.

Justifique a diferença na diversidade de espécies encontrada entre os lagos fortemente poluídos e os lagos com pouca ou nenhuma poluição. EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) (UFF) No início do ano passado, houve um grande derramamento de petróleo na Baía de Guanabara. Os ecologistas, na época, alertaram para a contaminação dos manguezais situados em algumas regiões na orla da baía. Quais os principais danos que a contaminação dos manguezais provoca no ecossistema? Justifique a resposta. BIO0121

2) (UERJ) Em certos trechos de litoral, como na região do Cabo Frio, Rio de Janeiro, correntes marinhas profundas afloram à superfície. Este fenômeno, denominado de ressurgência, é consequência da disposição peculiar da região costeira e da direção dos ventos e correntes predominantes, proporcionando, nas proximidades da costa, uma maior produção de matéria orgânica por organismos autotróficos. Em relação às águas superficiais, as águas de correntes marinhas profundas apresentam a seguinte característica associada à elevação da produção primária da região de ressurgência: a) Baixa salinidade. b) Temperatura mais alta. c) Baixa taxa de iluminação. d) Maior teor de sais minerais.

GABARITO 1) A contaminação dos manguezais compromete a alimentação e a reprodução de diversas espécies marinhas. Os mangues são ecossistemas nos quais existe grande disponibilidade de nutrientes minerais e orgânicos, em que várias espécies marinhas buscam alimento e local seguro para se reproduzirem. 2) D

MEMBRANAS CELULARES SUBTÍTULO 1 MEMBRANA PLASMÁTICA OU PLASMALEMA

A membrana plasmática é uma estrutura extremamente dinâmica em função da grande mobilidade das proteínas. Há dois tipos básicos de proteínas: as integrais, que ficam bem aderidas à bicapa lipídica podendo, algumas, atravessar a membrana de lado a lado, enquanto outras ficam ligadas a uma ou outra face da membrana, as proteínas periféricas ou extrínsecas. As periféricas são as proteínas dispostas frouxamente na periferia da membrana e podem ser facilmente deslocadas. Há vários carboidratos associados às proteínas e aos lipídios, formando respectivamente, as glicoproteínas e os glicolipídios.

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Todas as células possuem uma película finíssima limitante denominada membrana plasmática ou plasmalema, que apresenta dentre outras funções a de controlar a entrada e saída de substâncias entre os meios intra e extracelulares. Assim, mantém a composição química interna diferente do meio extracelular. A plasmalema também possui certa capacidade de reconhecimento entre as células e de identificação de substâncias. A membrana plasmática é invisível ao microscópio óptico comum, porém, sua presença já havia sido proposta pelos citologistas muito antes do surgimento do microscópio eletrônico. Mesmo hoje, ainda restam ser esclarecidas muitas dúvidas a seu respeito. A membrana celular é composta de fosfolipídios e proteínas, assim como todas as membranas que fazem parte das estruturas membranosas da célula, tais como: retículos, lisossomos, complexo golgiense, mitocôndrias e plastos. Ela apresenta certa elasticidade e permeabilidade seletiva ou semipermeabilidade, isto é, para certos tipos de moléculas ela é permeável e para outras ela é impermeável. Em 1930, os bioquímicos Davson e Danielli propuseram um modelo de membrana com duas camadas de fosfolipídios totalmente recobertas por moléculas de proteínas. Surge o modelo “Sanduíche”, que foi aceito até início dos anos 70, quando novos dados bioquímicos e de microscopia eletrônica mostraram que ele estava errado. camada de proteínas

camada de proteínas Atualmente o modelo de membrana mais aceito é o Modelo do mosaico fluido, proposto por Singer e Nicholson, em 1972. Por esse modelo, a membrana seria composta por duas camadas de fosfolipídios nas quais estão depositadas as proteínas. Mais de 50 tipos de proteínas já foram identificadas. Algumas dessas proteínas ficam aderidas à superfície da membrana, enquanto outras totalmente mergulhadas entre os fosfolipídios, atravessando a membrana lado a lado. A flexibilidade da membrana é dada pelo movimento contínuo dos fosfolipídios; estes se deslocam sem perder o contato uns com os outros. As moléculas de lipídios apontam para a água seu lado hidrofílico e afastam dela o lado hidrofóbico. Na membrana plasmática das células animais, além dos fosfolipídios, existe também o colesterol. As moléculas de proteínas também têm movimento, podendo deslocar-se pela membrana, sem direção. Algumas proteínas são essenciais para a travessia da membrana pela água, íons e substâncias hidrossolúveis; outras funcionam como receptoras específicas de certas substâncias.

Devido à fragilidade da membrana plasmática, na maioria das vezes ela apresenta envoltório externo que lhe dá proteção ou sustentação física: membrana celulósica (células vegetais) e glicocálix (células animais). SUBTÍTULO 1 GLICOCÁLIX OU GLICOCÁLICE

O glicocálix é composto por emaranhado de moléculas glicídicas: dá proteção contra agentes físicos ou químicos externos à célula; retém nutrientes ou enzimas na sua superfície. Além de participar do reconhecimento de uma célula por outra. Uma importante propriedade é a inibição por contato, isto é, células normais paralisam a divisão celular quando o glicocálix de uma célula toca o da outra.

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camada dupla de fosfolipídios

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

SUBTÍTULO 1 PAREDE CELULÓSICA

1) (PUC) As células animais apresentam um revestimento externo específico, que facilita sua aderência, assim como reações a partículas estranhas, como, por exemplo, as células de um órgão transplantado. Esse revestimento é denominado: a) Membrana celulósica. d) Interdigitações. b) Glicocálix. e) Desmossomos. c) Microvilosidades. 2) (UERJ) O papel comum é formado, basicamente, pelo polis- sacarídeo mais abundante no planeta. Este carboidrato, nas células vegetais, tem a seguinte função: a) revestir as organelas b) formar a membrana plasmática c) compor a estrutura da parede celular d) acumular reserva energética no hialoplasma

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A parede celulósica, também chamada de membrana celulósica ou parede esquelética, sustenta e protege a célula vegetal. A parede celulósica é espessa e parcialmente rígida. Os componentes da parede, ácido péctico e hemicelulose são produzidos no citoplasma e secretados pela célula, depositando-os sobre a membrana plasmática. Algumas vezes, há impregnação de substâncias que aumentam a rigidez da parede celulósica dando-lhe maior resistência. Estas substâncias enrijecedoras são lignina e suberina. • PAREDE CELULÓSICA PRIMÁRIA — fina e elástica, permite o crescimento celular. • PAREDE CELULÓSICA SECUNDÁRIA — espessa e rígida, limita a célula vegetal.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

Membrana celulósica de célula vegetal.

OBSERVAÇÕES

• Existe parede celular formada por um composto típico dos seres procariontes, o peptidoglicano. • Algumas bactérias possuem, além da parede celular, um outro envoltório denominado cápsula. • A parede celular dos fungos é formada por quitina. • Algas protistas possuem celulose ou sílica na composição da parede. COMO O MEMBRANA PLASMÁTICA PODE CAIR NO ENEM?

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Para a resolução dessa questão, é importante que os conhecimentos sobre estrutura e funcionamento da membrana plasmática tenham sido trabalhados de formo correta. Somente assim a opção correta poderá ser escolhida. A questão faz referência a habilidade 14 (Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros).

Gabarito: C

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(UFF) A membrana plasmática é constituída de uma bicamada de fosfolipídios, onde estão mergulhadas moléculas de proteínas globulares. As proteínas aí encontradas: a) estão dispostas externamente, formando uma capa que delimita o volume celular e mantém a diferença de composição molecular entre os meios intra e extracelular; b) apresentam disposição fixa, o que possibilita sua ação no transporte de íons e moléculas através da membrana; c) têm movimentação livre no plano da membrana, o que permite atuarem como receptores de sinais; d) dispõem-se na região mais interna, sendo responsáveis pela maior permeabilidade da membrana a moléculas hidrofóbicas; e) localizam-se entre as duas camadas de fosfolipídeos, funcionando como um citoesqueleto, que determina a morfologia celular.

1) Em relação à parede celular vegetal podemos afirmar corretamente: a) É de natureza celulósica, rígida e impermeável. b) Serve de proteção à célula contra micro-organismos “invasores” e é rica em vacúolos heterofágicos. c) Serve de proteção à célula e é permeável à passagem de substâncias. d) É constituída exclusivamente de celulose sendo, por isso, rígida e impermeável à água.

2) Com relação à membrana plasmática e à parede celulósica, é incorreto afirmar que: a) a membrana plasmática apresenta em sua constituição proteínas, lipídios e hidratos de carbono; b) o modelo do mosaico fluido propõe que proteínas integrais estão incluídas na bicamada lipídica da membrana plasmática; c) o modelo de mosaico fluido admite que tanto as proteínas integrais como os lipídios podem realizar movimentos dentro da bicamada; d) a parede celular dos vegetais pode ser formada por 3 camadas: lamela média, parede primária e parede secundária; e) a parede primária atua como elemento cimentante entre duas células vegetais. GABARITO 1) C 2) E

TRANSPORTES PASSIVOS PELA MEMBRANA O movimento sempre será do meio mais concentrado (hipertônico) para o meio menos concentrado (hipotônico), isto é, sempre a favor do gradiente de concentração, ou eletroquímico ou de pressão, sendo portanto, SEM GASTO DE ENERGIA. São transportes passivos a difusão e a osmose. DIFUSÃO SIMPLES Movimento ao acaso das moléculas de um líquido ou um gás, da região de maior concentração (hipertônica) para a de menor concentração (hipotônica), por meio de membrana com qualidade permeável, até as concentrações em todos os pontos serem as mesmas (isotônicas). A velocidade de passagem de substâncias pela membrana é diretamente proporcional ao gradiente de concentração. Exemplo: o aroma de um perfume que se espalha por um determinado ambiente, quando seu frasco é aberto; a difusão do sal em água; as trocas gasosas entre o meio e a célula.

Meio Meio Meio Meio Substância Intercelular Extracelular Intercelular Extracelular

Sódio (Na+)

10 mEq/I

Cálcio (Ca++)

< 1 mEq/I

5 mEq/I

Glicose

0 a 20 mg%

90 mg%

Colesterol

2 a 95 g%

0,5 g%

Proteínas

16 g%

2 g%

PO2

20 mmHg

35 mmHg

PCO2

50 mmHg

46 mmHg

142 mEq/I Potássio (K+) 140 mEq/I HCO3-

4 mEq/I

10 mEq/I

4 mEq/I

Aminoácidos 200 mg%

30 mg%

Para que a célula se mantenha em equilíbrio (homeostase), as concentrações dessas substâncias terão que ser mantidas em valores muito próximos aos encontrados no quadro anterior. Porém, a membrana não é totalmente impermeável, possibilitando que algumas substâncias desloquem de um meio para o outro, alterando-se, consequentemente, a homeostase da célula. As substâncias que apresentam uma facilidade de se deslocar pela membrana são em sua maioria lipossolúveis (se dissolvem em meio lipídico), tais como oxigênio, gás carbônico, ureia, glicerol e água. Os medicamentos usados que agem no sistema nervoso são lipossolúveis, por isso os anestésicos agem com facilidade nos neurônios. Outras, que são hidrossolúveis (se dissolvem em meio aquoso), não apresentam a mesma facilidade, tais como glicose, aminoácidos, nucleotídeos e sais minerais, que passam pelas proteínas da membrana. Os mecanismos que essas substâncias utilizam para se deslocarem pela membrana e a estratégia que a membrana utiliza para normalizar essas concentrações recebem dois nomes: TRANSPORTE PASSIVO (sem gasto de energia) e TRANSPORTE ATIVO (com gasto de energia).

DIFUSÃO FACILITADA

As proteínas que constituem a membrana celular interrompem a sua continuidade e possibilitam formação de canais estruturais (também denominados de “poros” ou “portão” ou permeases) pelos quais podem difundir determinados tipos de substâncias. Além desses canais, essas proteínas possibilitam a formação de determinados tipos de carreadores (estruturas transportadoras). Ambas estruturas, canais ou carreadores, permitem o deslocamento de substâncias impermeáveis pela membrana nos dois sentidos (para fora e para dentro da célula). Permeabilidade

Saturação

[S]

[S] - Substância a ser transportada.

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Substância

TRANSPORTESUBTÍTULO PASSIVO1

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A membrana plasmática apresenta como característica principal a permeabilidade seletiva ou semipermeabilidade, isto é, a capacidade de regular a troca de certas substâncias entre o citoplasma e o meio. Assim, os nutrientes de que a célula necessita, como os aminoácidos, lipídios, açúcares e outros precisam passar através da membrana plasmática para chegar ao interior da célula. De outra maneira, as proteínas, como hormônios e enzimas, necessárias para o desenvolvimento e funcionamento do organismo como um todo, e que são produzidas no interior da célula, precisam atravessar a membrana plasmática e cair na corrente sanguínea, que os distribuirá para todo o organismo. O equilíbrio iônico, ou seja, a concentração de certos íons como Na+ e K+ dentro e fora da célula, requer a passagem destes íons da célula para o meio e vice-versa, através da membrana plasmática. A dupla camada lipídica atua como uma barreira que impede o livre movimento das substâncias para dentro e fora da célula. Tanto o meio extracelular quanto o intracelular possuem mesmas substâncias, mas com diferentes concentrações. Algumas substâncias e suas concentrações entre os meios:

OSMOSE

DIFUSÃO POR CARREADORES

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O mecanismo funciona da seguinte maneira: o carreador está situado na membrana celular e a presenta em sua estrutura um ponto de fixação que possui afinidade ou a glicose ou AA, por exemplo. Sendo assim, a molécula a ser transportada une-se ao ponto de fixação ao fazê-lo, e altera a estrutura do carreador que a desloca para dentro da célula. Após esse transporte, a molécula transportada se solta, a alteração estrutural do carreador se desfaz e reinicia-se o processo. Vale ressaltar que não há gasto de energia, e tanto a glicose quanto os AAs são transportados sempre do meio mais concentrado para o menos. Um detalhe importante é que o carreador da glicose não possui afinidade aos AAs e vice-versa. Portanto, cada molécula possui seu próprio meio de transporte.

Osmose é a difusão da molécula de água pela membrana celular, que tem qualidade semipermeável. Portanto, osmose é a passagem do solvente do meio hipotônico para o hipertônico até que haja equilíbrio entre os meios. O meio mais concentrado “puxa” a água por meio de uma força chamada pressão osmótica, que é proporcional à concentração. A água, por ser o solvente universal, difunde pela membrana sem necessitar de qualquer canal ou carreador, e em uma velocidade muito grande. É importante ressaltar que a expressão “menos concentrado” refere-se ao soluto.

DIFUSÃO PELOS CANAIS PROTEICOS

Caso uma célula animal, tal como uma hemácia, murchará, colocada em uma solução hipertônica em relação ao seu citoplasma, perderá solvente (H2O) por osmose e murchará. Tal fenômeno é chamado plasmólise; no caso da hemácia, crenação. Se a célula for mergulhada em meio hipotônico, seu volume aumentará como consequência da entrada de H2O por osmose. A membrana plasmática resiste até certo ponto. Esse fenômeno é chamado turgência ou turgescência. Se a solução for muito hipotônica, a célula arrebentará, consequência do grande aumento de volume. Essa ruptura é denominada plasmoptise; na hemácia, hemólise.

Além de formar carreadores, as proteínas que constituem a membrana celular podem formar canais denominados de canais protéticos. Esses canais são um conjunto de moléculas de proteínas que possibilitam um canal (um túnel) pela membrana, permitindo o transporte de determinadas moléculas. Existem canais específicos para determinados íons. Dentre os variados íons, os mais representativos são: o sódio e o potássio. Na difusão facilitada, a velocidade passa a não se elevar, caracterizando a saturação das permeases.

OSMOSE EM CÉLULAS ANIMAIS

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OSMOSE EM CÉLULAS VEGETAIS

Existe diferença entre o que ocorre com a célula animal e a vegetal na osmose? Sim. Uma célula vegetal em água destilada absorve água por osmose, uma vez que a solução existente no vacúolo é mais concentrada. A entrada de água na célula origina uma pressão interna da água sobre a membrana celulósica que, por sua vez, se distende até atingir um certo limite de elasticidade.

A célula vegetal não arrebenta, pois ocorre um equilíbrio de pressões. Por um lado, a água que entrou desenvolve pressão interna, tendendo a sair da célula. Por outro lado, a água de fora exerce pressão para entrar. Nesse estágio, dizemos que a célula está túrgida. A turgidez ocorre quando há uma igualdade das pressões interna e externa e a célula não mais ganha água, uma vez que a água que tende a sair é contrabalançada pela que entra. São representadas, matematicamente, as trocas de água na célula vegetal através da seguinte equação:

Sc = Si

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O tema em questão é sobre a fisiologia vegetal. Portanto, é importante que se compreenda os mecanismos fisiológicos que os vegetais possuem para retirar água e sais do solo (seiva bruta), e associar a uma situação problema que os mesmos enfrentam quando as condições ambientas não estão favoráveis.

(ENEM) A lavoura arrozeira na planície costeira da região sul do Brasil comumente sofre perdas elevadas devido à salinização da água de irrigação, que ocasiona prejuízos diretos, como a redução de produção da lavoura. Solos com processo de salinização avançado não são indicados, por exemplo, para o cultivo de arroz. As plantas retiram a água do solo quando as forças de embebição dos tecidos das raízes são superiores às forças com que a água é retida no solo. (WINKEL, H.L.; TSCHIEDEL, M. Cultura do arroz: salinização de solos em cultivos de arroz. Disponível em: http//agropage.tripod.com/saliniza. hml. Acesso em: 25 jun. 2010 [adaptado].)

A presença de sais na solução do solo faz com que seja dificultada a absorção de água pelas plantas, o que provoca o fenômeno conhecido por seca fisiológica, caracterizado pelo(a): a) aumento da salinidade, em que a água do solo atinge uma concentração de sais maior que a das células das raízes das plantas, impedindo, assim, que a água seja absorvida; b) aumento da salinidade, em que o solo atinge um nível muito baixo de água, e as plantas não têm força de sucção para absorver a água; c) diminuição da salinidade, que atinge um nível em que as plantas não têm força de sucção, fazendo com que a água não seja absorvida; d) aumento da salinidade, que atinge um nível em que as plantas têm muita sudação, não tendo força de sucção para superá-la; e) diminuição da salinidade, que atinge um nível em que as plantas ficam túrgidas e não têm força de sudação para superá-la.

Onde: DPD é o déficit de pressão de difusão e equivale a Sc. PO é a pressão osmótica e equivale a Si PT é a pressão de turgor e equivale a M. Portanto, Sc = Si - M. Diferenciação entre célula túrgida (a) e células plasmolisadas (b) e (c):

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

1) (FUVEST) Pesquisadores norte-americanos produziram uma variedade de tomate transgênico que sobrevive em solos até 50 vezes mais salinos do que o tolerado pelas plantas normais. Essas plantas geneticamente modificadas produzem maior quantidade de uma proteína de membrana que bombeia íons sódio para o interior do vacúolo. Com base em tais informações, pode-se concluir que plantas normais não conseguem sobreviver em solos muito salinos porque, neles, as plantas normais a) absorvem água do ambiente por osmose; b) perdem água para o ambiente por osmose; c) absorvem sal do ambiente por difusão; d) perdem sal para o ambiente por difusão; e) perdem água e absorvem sal por transporte ativo. 2) (UFRN) Coloca-se um girino em um recipiente com água marinha. Após certo tempo, o girino a) sofre metamorfose, pela ação da salinidade; b) perde água em excesso, por osmose, e morre; c) absorve muita água, através da difusão, e morre; d) começa a murchar, porque suas células se rompem.

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DPD = PO - PT

Gabarito: A

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Onde: S é a sucção celular e representa a capacidade da célula para ganhar água; S é a sucção interna, que vai determinar o quanto de água a célula vai ganhar e isso depende da concentração existente no vacúolo (maior concentração, maior S); M é a resistência da membrana (representa a pressão de saída). Então, imaginando que uma célula vegetal esteja túrgida, os valores de Si e M seriam iguais. No caso, Sc valeria zero. Existe uma situação em que a célula vegetal se encontra no chamado estado flácido. Não confundir com murcha, que é o que acontece quando uma planta perde água para o meio, por evaporação, nem com célula plasmolisada. Quando as células estão plasmolisadas, a membrana plasmática descola da membrana celulósica, o que não significa que a célula esteja flácida. A flacidez é um estado que antecede a plasmólise. Isto é, na flacidez, a membrana plasmática ainda está ligada à celulósica, ao contrário da plasmólise, em que a membrana plasmática descola da celulósica. Nesse caso, a membrana celulósica está frouxa e não oferece resistência à entrada de água. A pressão de saída M vale zero. Então, S é elevado. S, nesse caso, é igual a S . Outro modo de representar matematicamente a equação anterior é:

COMO SECA FISIOLÓGICA PODE CAIR NO ENEM?

BIO0138

3) (UERJ) O esquema a seguir demonstra o fenômeno da osmose. No início do experimento, há uma solução de glicose a 50% dentro de um recipiente envolvido por uma membrana que é impermeável à glicose mas não à água. A variação da taxa osmótica em função do tempo, no sistema envolvido por membrana, está apresentada precisamente pelo seguinte gráfico: de de a) Taxa d) Tempo Osmose Osmose

Tempo

de b) Taxa Osmose

e) Tempo de

4) (UERJ) O esquema mostra as diferentes concentrações do íon sódio medidas na luz intestinal, no interior da célula epitelial intestinal e no líquido intersticial que banha essas células.

OI ate BI ri DA al d A e RE An PR ál OD ise UÇ ÃO Tempo

a) Nomeie e explique o mecanismo de passagem do íon sódio através da membrana apical. b) Nomeie e explique o mecanismo de transporte do íon sódio através da membrana basolateral.

Tempo

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) (UFRJ) As halobactérias são classificadas como halófilas extremas porque vivem em ambientes com uma concentração muito alta de Na+. Nessas bactérias, ao contrário do que ocorre na maioria das células, existem sistemas enzimáticos que bombeiam o K+ p ara o seu interior de tal forma que [K+ ]interior>[Na+ ]exterior. Em geral, nas outras espécies de micro-organismo essas concentrações são iguais. De que forma o mecanismo de concentração de K+ é importante para as halobactérias?

2) A tabela abaixo mostra o que ocorre com o volume e as concentrações interna e externa de uma célula ao ser exposta a diferentes soluções.

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3) As bananas mantidas à temperatura ambiente deterioram-se em consequência da proliferação de micro-organismos. O mesmo não acontece com a bananada, conserva altamente açucarada, produzida com essas frutas. a) Explique, com base no transporte de substâncias através da membrana plasmática, por que bactérias e fungos não conseguem proliferar em conservas com alto teor de açúcar. b) Dê exemplo de outro método de conservação de alimentos que tenham por base o mesmo princípio fisiológico.

Osmose

Tempo Tempo de

c) Osmose

d) difusão e osmose; e) transporte ativo e difusão facilitada.

Situação

Estado Inicial

Conc. ext > conc. int.

Conc. ext < conc. int.

Estado Final

Conc. ext. = conc. int.

conc. ext = conc. int.

Volume da Célula

constante

alterado

Os processos que ocorreram em A e B são, respectivamente: a) osmose e difusão; b) difusão e transporte ativo; c) osmose e difusão facilitada;

5) (UFRJ) Na membrana citoplasmática, existe uma proteína que faz o transporte ativo (com gasto de ATP) de Na+ para fora da célula. Outro tipo de proteína da membrana funciona como uma espécie de portão que pode abrir ou fechar, permitindo ou não a passagem do Na+. Com o portão fechado, o Na+ acumula-se do lado de fora da célula, o que aumenta a pressão osmótica externa, compensando a grande concentração de soluto orgânico no citoplasma. Isso evita a entrada excessiva de água por osmose. a) Que estrutura celular torna menos importante essa função de equilíbrio osmótico do Na + nas células vegetais? Justifique sua resposta. b) Entre as duas proteínas descritas, qual delas permite o movimento do Na + a favor do seu gradiente de concentração? Justifique. GABARITO

1) A maior concentração de K+ no interior das halobactérias cria um gradiente osmótico que, num ambiente de alta concentração salina, favorece a entrada de água nas células. 2) B 3) a) Decompositores como bactérias e fungos não conseguem sobreviver em meio hipertônico, pois perdem água, por osmose, passivamente, através da membrana plasmática. b) O salgamento utilizado, por exemplo, na produção de carne-seca e de peixes como bacalhau. 4) O íon sódio passará de um compartimento ao outro em função de seu gradiente de concentração, passivamente, por difusão. b) O íon sódio se movimenta, do meio intracelular para líquido intersticial, através do transporte ativo, sendo trocado pelo potássio. Este mecanismo consome energia (ATP). 5) a) A parede celular de celulose. A elasticidade da água, exerce uma pressão no sentido contrário, bombeando a água para fora - 0 - pressão de turgência. Quando essa pressão iguala a pressão osmótica, a água para de entrar.

b) A proteína do portão de Na+. Como o Na+ acumula-se do lado extracelular, a abertura desse portão permite a difusão do Na+ para o compartimento intracelular.

TRANSPORTES ATIVOS PELA MEMBRANA SUBTÍTULO TRANSPORTE ATIVO1

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Não é possível uma molécula difundir contra o seu gradiente. No entanto, ocorrem determinadas situações nas quais uma determinada substância difunde-se contra seu gradiente, por exemplo: uma substância em concentração reduzida no líquido extracelular e mesmo assim, há necessidade de concentração elevada no meio intracelular. Ou ainda, substância que difunde para o meio intracelular e há necessidade de sua remoção, mesmo que apresente reduzida concentração no meio intracelular em relação ao extracelular. Esse transporte de substância contra seu gradiente denomina-se transporte ativo. Podemos caracterizá-lo como um transporte que gasta energia e utiliza carreadores. Como ocorre na difusão facilitada, as proteínas carreadoras estendem-se por toda a espessura da membrana e, nesse caso, transportam a substância contra o gradiente com o uso de energia. Algumas proteínas da membrana funcionam como portas giratórias. Há grande especificidade entre a proteína transportadora e a substância transportada. Com a ligação da substância à proteína da membrana, esta gira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana. A seguir, gira novamente para retornar à posição original.

III) A parte próxima ao sítio de afinidade ao Na+ apresenta atividade energética (ATPase). Quando na porção interna da proteína, fixarem 3Na+ e na porção externa 2 K+, esses íons são transportados para o meio externo e meio interno, respectivamente. Após o transporte, utiliza-se energia da molécula do ATP para ativar a proteína no transporte.

As células que realizam transporte ativo possuem muitas mitocôndrias, responsáveis pelo fornecimento de energia do processo. Um outro modelo de transporte ativo é o do “poro fixo”, no qual a proteína altera a configuração espacial de sua estrutura lançando a partícula na outra face da membrana.

As concentrações de Na+ e K+ são diferentes entre os meios e, assim sendo, tendem a difundir através dos canais proteicos para dentro e fora da célula, respectivamente. Caso ocorra, a homeostase da célula se perde. Para que não ocorra essa perda da homeostase, a célula utiliza um transporte ativo denominado de bomba de Na+ e K+ . A intensidade dessa bomba é suficiente para retornar as concentrações aos valores ideais. Sendo um meio de transporte, a bomba de Na+ e K+ possui duas proteínas carreadoras — a menor sem função conhecida e a maior apresenta 3 sítios específicos: I) A parte voltada para o meio interno da célula possui um sítio com afinidade a 3 íons Na+, II) A parte voltada para o meio exterior da célula possui um sítio com afinidade a 2 íons K+;

SUBTÍTULO 1 ENDOCITOS E EXOCITOSE

Endocitose é o processo através do qual as células captam macromoléculas, substâncias particuladas e, em casos especializados, outras células. Dois tipos principais de endocitose podem ser distinguidos com base no tamanho das vesículas endocíticas formadas: A pinocitose (“célula bebendo”), que envolve a ingestão de fluidos e solutos através de vesículas pequenas (150 nm de diâmetro), por invaginações. A fagocitose (“célula comendo”), que envolve a ingestão de partículas grandes como micro-organismos e

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BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

1) O esquema abaixo exemplifica um dos tipos de transporte de membrana cuja função é fundamental para o metabolismo celular. No esquema, está indicado que a concentração de K+ é maior no meio interno da célula e, ao contrário, a concentração de Na+ é maior no meio externo.

De acordo com o esquema, responda: a) Que tipo de transporte permite à célula manter a diferença de concentração desses íons em relação aos meios? b) Cite o nome do principal componente químico da membrana responsável por esse tipo de transporte: c) O que poderia acontecer com esse tipo de transporte, se a respiração celular fosse bloqueada? d) Se a permeabilidade dessa membrana fosse aumentada, permitindo o livre transporte de Na+ e K+ , qual seria a diferença de concentração desses íons entre os dois meios, após um certo tempo?

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pedaços de células, via vesículas grandes denominadas fagossomos, geralmente maior que 250nm de diâmetro, por meio de pseudópodos. A fagocitose, em protozoários, é uma forma de alimentação: partículas grandes captadas chegam até os lisossomos e os produtos do processo de digestão subsequente chegam ao citosol para serem utilizados como alimento. Entretanto, poucas células em organismos multicelulares são capazes de ingerir eficientemente partículas grandes, e no intestino dos animais, por exemplo, partículas grandes de alimento são quebradas no meio extracelular antes de serem importadas para a célula. A fagocitose é importante, para a maioria dos animais, em outros processos que não o de nutrição. Em mamíferos existem dois tipos de glóbulos brancos no sangue especializados em fagocitose: macrofágos e neutrófilos que nos defendem contra infecções, ingerindo os micro-organismos invasores. Os componentes da membrana plasmática (proteínas e lipídios) são continuamente retornados à superfície celular em um ciclo endocítico–exocítico em grande escala, que é, em sua maior parte, mediado por cavidades e vesículas. PINOCITOSE

2) (PUC) Observe a figura a seguir.

FAGOCITOSE

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SUBTÍTULO 1 EXOCITOSE OU CLASMOCITOSE

Vesículas de transporte que se destinam a membrana plasmática normalmente deixam a rede Golgiense em um fluxo constante. As proteínas de membrana e os lipídios nessas vesículas fornecem novos componentes para a membrana plasmática, enquanto as proteínas solúveis dentro das vesículas são secretadas para o espaço extracelular. A fusão das vesículas com a membrana plasmática é denominada exocitose. Desta forma, as células podem produzir e secretar, por exemplo, muitas das proteoglicanas e as glicoproteínas da matriz extracelular.

I - Pinocitose II - Fagocitose III - Clasmocitose

A organela citoplasmática envolvida no processo nela esquematizado é denominada: a) ribossomo; d) mitocôndria; b) lisossomo; e) cloroplasto. c) centríolo; 3) (UERJ) Em um experimento em que se mediu a concentração de glicose no sangue, no filtrado glomerular e na urina de um mesmo paciente, os seguintes resultados foram encontrados: Líquido biolégico

Concentrado de glicose (mg/dL)

sangue filtra do glomerular

140 120

urina

0,12

Esses resultados mostram que as células epiteliais dos túbulos renais do paciente estavam reabsorvendo a glicose pelo mecanismo denominado: a) Difusão passiva; b) Transporte ativo; c) Difusão facilitada; d) Transporte osmótico. 4) (UNICAMP) Hemácias de um animal foram colocadas em meio de cultura em vários frascos com diferentes concentrações das substâncias A e B, marcadas com isótopo de hidrogênio. Dessa forma os pesquisadores puderam acompanhar a entrada dessas substâncias nas hemácias, como mostra o gráfico apresentado a seguir.

( ) Fagocitose é um tipo de endocito onde ocorre o englobamento de partículas sólidas. Nos protozoários, serve para obtenção de alimentos; em nosso organismo, está envolvida nos mecanismos de defesa. ( ) Transporte ativo utiliza proteínas presentes nas membranas que agem como transportadoras de moléculas, tais como a glicose. ( ) Osmose é a passagem de moléculas de água através da membrana, do meio mais concentrado para o menos concentrado, garantindo, assim, o equilíbrio osmótico entre diferentes compartimentos do organismo. ( ) Difusão facilitada envolve um sistema enzimático complexo que necessita de gasto de energia, pois atua contra um gradiente de concentração. ( ) Exocitose permite que substâncias inúteis à célula sejam eliminadas com o auxílio dos centríolos.

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7) (PUC) Autofagia e autólise: a) são denominações diferentes para o mesmo fenômeno; b) são fenômenos diferentes sendo que, no primeiro, a célula capta partículas nutritivas do meio extracelular; c) são fenômenos diferentes sendo que, no segundo, a célula é destruída pela ruptura dos lisossomos; d) constituem o mesmo tipo de fenômeno, em que a célula busca alimento no meio extracelular; e) constituem o mesmo tipo de fenômeno, sendo que o primeiro corresponde à fagocitose e o segundo, à pinocitose.

Assinale a alternativa correta. a) A substância A difunde-se livremente através da membrana; já a substância B entra na célula por um transportador que, ao se saturar, mantém constante a velocidade de transporte através da membrana. b) As substâncias A e B atravessam a membrana da mesma forma, porém a substância B deixa de entrar na célula a partir da concentração de 2mg/mL. c) A quantidade da substância A que entra na célula é diretamente proporcional a sua concentração no meio extracelular, e a de B, inversamente proporcional. d) As duas substâncias penetram na célula livremente, por um mecanismo de difusão facilitada, porém a entrada da substância A ocorre por transporte ativo, como indica sua representação linear no gráfico.

8) (UERJ) No homem, a filtração do sangue pelos glomérulos renais produz cerca de 7,2 L de filtrado glomerular por hora. Esse volume sofre uma significativa redução durante a passagem do filtrado pelos túbulos contornados proximais, que possuem um eficiente mecanismo de reabsorção ativa de sódio. No esquema a seguir, estão representadas células epiteliais do túbulo contornado proximal. Observe que a bomba de Na + e K + e os canais passivos de Na+ estão situados em faces diferentes da membrana plasmática.

6) (UFPE) Considerando os diferentes processos de passagem através da membrana plasmática, analise as proposições seguintes, como verdadeiras ou falsas:

Descreva, com base no esquema, as etapas do mecanismo pelo qual o Na+ filtrado é absorvido e retorna ao meio interno.

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5) (UFPE) Medindo-se a concentração de dois importantes íons, Na+ e K+ , observa-se maior concentração de íons Na+ no meio extracelular do que no meio intracelular. O contrário acontece com os íons K+ . Íons de Na+ são capturados do citoplasma para o meio extracelular, e íons de potássio (K+) são capturados do meio extracelular para o meio intracelular, como mostrado na figura adiante. Este processo é conhecido como: a) Difusão facilitada por permeases intracelulares. b) Osmose em meio hipertônico. c) Difusão simples. d) Transporte ativo. e) Transporte por poros da membrana plasmática.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) (FUVEST) O gráfico a seguir mostra as concentrações relativas de alguns íons no citoplasma da alga verde Nitella e na água circundante. A partir dos conhecimentos sobre permeabilidade da membrana celular, qual a melhor interpretação para os dados mostrados no gráfico?

3) (PUC) Existe um tipo de troca entre a célula e o meio em que ocorre contra o gradiente de concentração e no qual é necessária a existência de uma proteína carregadora, cuja ativação depende de gasto de energia. Esse tipo de troca é denominado: a) Difusão; b) Difusão facilitada; c) Pinocitose; d) Fagocitose; e) Transporte ativo.

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4) (PUC) Responda à questão a partir da figura que representa um organismo unicelular eucariota durante o processo de alimentação.

a) Os íons difundem-se espontaneamente através da membrana. b) A diferença de concentração iônica deve-se à osmose. c) A diferença de concentração iônica se deve à pinocitose. d) A carga elétrica atrai os íons para dentro da célula. e) Ocorre transporte ativo dos íons através da membrana.

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5) (UFF) Três amostras idênticas de células animais foram colocadas cada uma, respectivamente, nas soluções X, Y e Z cujas concentrações salinas são distintas. A variação do volume celular, acompanhada ao longo de certo tempo, está representada no gráfico a seguir.

2) (PUC) O esquema a seguir mostra os movimentos de íons Na+ e K entre uma célula e o meio no qual ela se encontra.

O processo acima representado é denominado: a) clasmocitose; b) pinocitose; c) fagocitose; d) exocitose; e) citocinese.

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Em uma célula de mamífero, a concentração de Na+ é 10 vezes maior no meio extracelular do que no interior da célula, ao passo que a concentração de K+ é 30 vezes maior no meio intracelular do que no meio extracelular. Os efeitos desses movimentos são: • Manutenção de alta concentração de K+ dentro da célula, importante na síntese de proteínas e na respiração; • Manutenção do equilíbrio osmótico através do bombeamento de Na+ para fora da célula; • Estabelecimento de diferença de cargas elétricas na membrana. Esses efeitos, especialmente o terceiro citado, são muito importantes para o funcionamento de células: a) nervosas e musculares; b) musculares e secretoras; c) secretoras e epiteliais; d) epiteliais e sanguíneas; e) sanguíneas e nervosas.

Classifique, quanto à tonicidade, as soluções X, Y e Z. Justifique sua resposta. GABARITO

1) E 2) A 3) E 4) C 5) X é hipotônica. O volume da célula aumentou devido à passagem de água do meio extracelular (menos concentrado) para o meio intracelular (mais concentrado). Y é isotônica. O volume da célula aumentou devido à passagem de de água do meio extracelular (menos concentrado) para o meio intracelular (mais concentrado). Z é hipertônica. O volume celular diminuiu devido à passagem de água do meio extracelular (menos concentrado) para o meio intracelular (mais concentrado).