FLUXO DE ENERGIA E MATÉRIA NOS ECOSSISTEMAS 1.INTRODUÇÃO Ecossistema é uma comunidade de organismos que interagem entre si e com o meio ambiente ao qual pertencem. Podemos citar como exemplo de meio ambiente: lago, floresta, savana, tundra, etc. 2. ENTENDENDO O ECOSSISTEMA Também fazem parte de um sistema todos os componentes abióticos (sem vida), como, por exemplo, minerais, íons, compostos orgânicos e clima (temperatura, precipitações e outros fatores físicos). Os componentes bióticos (seres vivos) são representados em vários níveis, eles estão classificados da seguinte forma: y Produtores ± ex.: autótrofos ± são seres vivos capazes de produzir seu próprio alimento através de substâncias inorgânicas, como, por exemplo, as plantas que realizam a fotossíntese através da luz solar. y Consumidores ± ex.: heterótrofos ± são seres que se alimentam de outros seres, pois, ao contrário dos autótrofos, não são capazes de produzir seu próprio alimento. Dentro desta classificação, incluem-se todos os animais, a maioria dos fungos e algumas plantas. y Decompositores ± ex.: saprófitos ± organismos que se alimentam de outros organismos em estágio de decomposição. Dentre eles estão os fungos e as bactérias. É importante sabermos que dentro desta classificação, um organismo depende do outro, pois, após passar por seu ³último ciclo´, os compostos orgânicos são utilizados dentro do ecossistema como nutriente para os produtores, iniciando-se assim, um novo ciclo. Nos ecossistemas, há transferências contínuas de matéria e ene rgia entre os seres vivos e o meio. O Sol é a principal fonte de energia dos ecossistemas. A alimentação constitui a forma de transferência de energia e de matéria entre os seres vivos de um ecossistema. A energia solar é captada pelas plantas, transformada em energia química e, através da alimentação passa aos outros organismos, não mais voltando ao sol. A matéria mineral é transformada em matéria orgânica pelas plantas (produtores) e transferida aos outros organismos (consumidores) através da alimentação. Os decompositores ³transformam´ a matéria orgânica de cadáveres, restos e excreções dos seres vivos em matéria mineral que assim fica novamente disponível para as plantas. Um aspecto importante para entendermos a transferência de energia dentro de um ecossistema é a compreensão da primeira lei fundamental da termodinâmica que diz: ³A energia não pode ser criada nem destruída e sim transformada´. Como exemplo ilustrativo desta condição, pode-se citar a luz solar, a qual como fonte de energia, pode ser transformada em trabalho, eles devolvem. Esquema bem simplificado representando o ciclo da matéria e o fluxo de energia Os ecossistemas possuem uma constante passagem de matéria e energia de um nível para outro até chegar aos decompositores. os quais reciclam parte da matéria total utilizada neste fluxo. Trata-se de um ciclo eterno. só que. Tem sido assim desde o início da existência da vida da terra. A este percurso de matéria e energia que se inicia sempre por um produtor e termina em um decompositor. Além da matéria. A posição que cada ser vivo ocupa numa cadeia alimentar corresponde ao seu nível trófico conforme esquema a seguir.calor ou alimento em função da atividade fotossintética. a energia também passa por todos os componentes de um ecossistema. a energia flui. o que os seres vivos retiram do ambiente. chamamos de cadeia alimentar. enquanto a matéria circula. no entanto. o que significa que a energia não retorna ao ecossistema como a matéria. ou dito de outra forma. porém de forma alguma pode ser destruída ou criada. . Uma cadeia alimentar é uma seqüência de organismos interligados por relações de alimentação. até os dias de hoje. A matéria está constantemente ciclando dentro de um ecossistema. Os consumidores secundários alimentam-se de consumidores primários e ocupam o terceiro nível trófico. Por isso. Cada nível trófico apenas aproveita 10% da energia do nível trófico anterior. Como mostra o esquema a seguir uma teia alimentar é o conjunto das várias cadeias alimentares de um ecossistema interligadas entre si.A transferência de matéria dá-se ao longo da cadeia alimentar mas em qualquer momento (desde que o ser morra ou perca parte d si) pode reentrar no e inicio da cadeia alimentar com a ajuda dos decompositores. perdendo-se 90% para o meio na forma de calor esta energia não pode ser reutilizada. Só parte da energia assimilada por um nível trófico é transferida para o nível trófico seguinte. passando ao longo da cadeia alimentar e libertando-se para o meio na forma de calor que se dissipa para o espaço. Os consumidores (heterotróficos) ocupam os níveis tróficos seguintes.A transferência de energia faz-se apenas num sentido. Os consumidores primários alimentam-se de produtores e ocupam o segundo nível trófico. Cada seta entre níveis tróficos representa a transferência de energia e matéria. as cadeias alimentares não têm mais do que cinco níveis tróficos. . Repare-se que apenas 10% da energia do nivel trófico anterior passa para o seguinte dissipando-se essencialmente na forma de calor os outros 90%. Fluxo de matéria é cíclica . por isso o seu sentido. geralmente. O Fluxo de energia é unidirecional .De acordo com o esquema acima os produtores (autotróficos) ocupam o 1º nível trófico. É uma forma de representar graficamente a estrutura trófica de um ecossistema e podem ser: y Pirâmides de números. do tipo de relevo e da intensidade com que os raios solares incidem sobre o lugar. tundra.representam o número de organismo em cada nível trófico é a única que pode ter a forma invertida sem isto implicar que o ecossistema esteja em desequilíbrio. estepes e pradarias. Os ciclos de matéria e o fluxo de energia tendem a manter os ecossistemas em equilíbrio dinâmico. Lembrando que um ecossistema pode ser abrangente. ou um ambiente mais restrito. vegetação desértica. como por exemplo. o nível superior é obrigatoriamente 10% do nível anterior. 3. savanas. florestas temperadas. Tais lugares são chamados de ecossistema. E ao longo do tempo. os ecossistemas vão mudando quer devido a alterações nos fatores abióticos quer por modificação das suas comunidades. das quais podemos citar: florestas tropicais. y Pirâmides de energia. A composição de um ecossistema depende diretamente da característica climática.representam a quantidade de matéria orgânica existente em cada nível trófico. A seguir uma figura que representa a relação dentro de um ecossistema: . y Pirâmides de biomassa.representam a quantidade de energia em cada nível trófico. entre outras. O equilíbrio dinâmico da população é caracterizado por flutuações cíclicas ao longo do tempo. a floresta Amazônica.As pirâmides ecológicas representam a transferência de energia e matéria ao longo de uma cadeia alimentar. como um aquário (composto por plantas e peixes). AS VIAS DOS ELEMENTOS NO ECOSSISTEMA O planeta Terra apresenta ao longo de sua superfície uma imensa variedade de paisagens naturais. Os nutrientes estão entre os organismos e meios físicos. a maioria dos nutrientes assimilados por meio das plantas já foram utilizado antes. os elementos se acumulam e são removidos do sistema. Os ecossistemas podem ser modelados como uma série de compartimentos interligados. Sistemas vivos transformam elementos em seus compostos que vão construir as estruturas e transportar energia requerida. A maioria destes organismos é originária da crosta ou na atmosfera terrestre. No ciclo do carbono a fotossíntese é equilibrada pela respiração que envolve a oxidação do carbono orgânico com a liberação de energia. Apesar de toda energia ser assimilada pelas plantas verdes ser nova ou primária. a erosão pode lavar as camadas carregadas de nutrientes do solo. Como exemplo. exemplo: nos períodos de formação de carvão turfa a matéria orgânica morta acumula-se em segmentos de lagos oceanos e mares ou sobre cultivo intenso após uma remoção de vegetação. dentro do ecossistema eles são utilizados várias vezes pelas plantas e pelos animais antes que dispersem nos sedimentos. águas correntes.O esquema mostra a relação dos elementos físicos. esses elementos que transformam uma forma em outra equilibram processos. fazendo com que o carbono retorne a sua forma inorgânica disponível. . temos a transformação assimilativa que é o caso do carbono inorgânico (Dióxido de carbono) ser transformado em carbono orgânico (carboidratos). mas não traz grande prejuízo ao solo porque ocorre uma porcentagem comparada com a import ção de a nutrientes. Além de retratar a ação de microrganismos e da cadeia alimentar. restauram os processos iniciais. Cada elemento tem sua trajetória determinada por suas transformações bioquímicas e particulares no ciclo através do ecossistema. como a intensidade de luz solar e a chuva. 4. lençóis d¶água ou atmosfera. Às vezes os ciclos se desequilibram. TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA Processos assimilativos: são as transformações capazes de produzir formas orgânicas de um elemento particular. poden ser do transportado para o Compartimento Orgânico (C. No compartimento Inorgânico Disponível (C. responsáveis pela vida como a concebemos agora em nosso planeta.D. O oxigênio disponível para a respiração dos animais é produzido. os compostos da atmosfera são absorvidos pelo solo e deste pela água ou vice-versa e são transformados em sedimentos que podem servir pra formação de rocha sedimentar. 5. por algas (e não pelas árvores. processos admiravelmente complexos e precisos de regulação e auto-ajustamentos. 6. destacamos: l.I. são executados continuamente na natureza.I. . deste compartimento ele pode voltar ao anterior ou seguir para o Compartimento Orgânico Disponível Indiretamente (C.I. Em cada caso uma transformação liberadora de energia (oxidação) convive com uma transformação consumidora de energia.). Os ecossistemas controlam a qualidade da atmosfera.) e ser assimilado pelos produtores.D.A maioria das transformações de energia está ligada com a oxidação química e a redução de carbono. Quando ocorre oxidação a energia passa dos reagentes para os produtos e na redução a energia passa para os reagentes. nitrogênio. oxigênio. animais.D. em sua maior parte.1 MODELOS DE COMPARTIMENTO DO ECOSSISTEMA Cada forma de um elemento pode ser pensada como ocupando um compartimento. e deste compartimento pode retornar a primeira caixa por meio de intemperismo e erosão. SERVIÇOS PRESTADOS PELOS ECOSSISTEMAS E OS EFEITOS DA AÇÃO ANTRÓPICA Alheios a nossa percepção. e o saldo escapa com calor. fósforo e enxofre.D.O.). fazendo então parte do Compartimento Inorgânico Disponível Indiretamente (C. O FLUXO DE MATÉRIA ATRAVÉS DOS ECOSSISTEMAS 5. Normalmente a oxidação libera mais energia que a redução consome.O. Dentre tantos.).I. como normalmente se anuncia). detritos e microorganismos. Os decompositores. uma vez que causaria um aumento nas temperaturas globais. que estão intimamente ligados ao ciclo do carbono e com isso à determinação da concentração atmosférica do gás carbônico. Outra maneira através da qual os ecossistemas da terra controlam o clima é influenciando no volume de gás carbônico presente na atmosfera. Com a alteração dos ecossistemas. Os ecossistemas florestais são de particular importância na prestação destes serviços de controle do ciclo hidrológico. o que significaria a alteração da quantidade de energia solar absorvida. por possuírem pouca ou nenhuma experiência evolucionária com tais compostos. controlam a concentração do nitrogênio atmosférico (78% do ar atmosférico). Os ecossistemas aquáticos purificam a água. ou quando substâncias tóxicas sintéticas são introduzidas. ancoragem do solo pelas . e atacar a camada de ozônio). o que é feito influenciando o fluxo de energia do sol. eliminação de dejetos e reciclagem de nutrientes são funções importantes. Alterar substancialmente o seu ciclo poderia significar a interrupção da vida na terra. Este fluxo pode ser modificado pela alteração da refletividade da atmosfera e da superfície do planeta. Um aumento significativo no gás carbônico atmosférico poderá trazer conseqüências dramáticas. Também o pode. proporcionados através do controle da precipitação. Este serviço é comprometido ou suspenso quando a quantidade de dejetos supera a capacidade de autodepuração do sistema. normalmente não dispõem de mecanismos para digerí-los. respiração e absorção oceânica. com estreita inter-relação dos ecossistemas. pela modificação do grau em que a atmosfera pode armazenar a energia solar que a terra absorveu (efeito estufa). livrando-a de agentes patogênicos e tóxicos. causadas por desflorestamento. Envolvem uma série de atividades como fragmentação das rochas pelos liquens e plantas. Aqui. 4. altera-se a natureza da atmosfera (a concentração dos óxidos de nitrogênio poderia aumentar. esse conteúdo será modificado. o nitrogênio percorre as cadeias alimentares até chegar aos animais. a erosão do solo e sua areificação. convertendo-o (fixando-o) da forma atmosférica simples para moléculas mais complexas que podem ser utilizadas pelas plantas. evaporação e fluxos terrestres de água. ao intensificar o efeito estufa. Os ecossistemas ajudam a controlar e melhorar o clima. Perturbando-se este complexo ciclo. armazenando e controlando a água. evitando as cheias (e as secas). 2. por exemplo. vários decompositores desmontam os compostos de nitrogênio outra vez. Todas as plantas e animais da terra precisam de nitrogênio para a formação de proteínas. Outro serviço prestado pelos ecossistemas é o abastecimento e a regulagem da água doce. A partir das plantas. e alguns o devolvem à atmosfera. queima de combustíveis fósseis etc. 3. Este trabalho é feito pela fotossíntese. A geração e manutenção dos solos. algas azuis-esverdeadas (cianofíceas) e outras bactérias. decompondo os dejetos.Por outro lado. traduzido em catástrofes naturais como a exarcebação das alterações climáticas manifestadas por temperaturas desconfortáveis. Para compreendermos melhor a maneira em que os serviços ecossistêmicos operam. ou como seus princípios de desenvolvimento se relacionam com a paisagem como um todo considere a figura a seguir. Credita-se isto à visão fragmentária das academias. uma impermeabilização de solo etc. em crescimento). B. 5. ocasiona a perda daqueles serviços ecossistêmicos. com a vinda de algum tipo de prejuízo. tais como terras agrícolas. Os ecossistemas também controlam a enorme maioria de pragas agrícolas e de portadores de doenças humanas em potencial. nitrogênio.plantas. segundo a visão dos paisagistas) (Adaptado de ODUM. sem que um alto preço seja pago. Assim como vimos. l985) O diagrama A ilustra três tipos de ambientes que constituem os sistemas de manutenção da vida para o quarto compartimento (ecossistemas urbanos). Eles compreendem um enorme acervo genético de espécies e variedades das quais já recolhemos a própria base da civilização. Estes serviços vitais não podem ser substituídos na escala exigida pela tecnologia e modelos de desenvolvimento humano. (A. inclusive o carbono. desertificações etc. sustentadas por paradigmas de pensamento e ação que consideram os recursos naturais como provisões infinitas e exclusivamente à disposição do ser humano. Modelos de compartimentos para o planejamento da utilização do ambiente. . uma derrubada de floresta. ação de decompositores e outros organismos envolvidos na ciclagem de nutrientes. repartição segundo a teoria dos ecossistemas. e proporcionam alimentos e uma variedade de medicamentos e substâncias úteis a diversos setores industriais. fósforo e enxofre (Ciclos biogeoquímicos). O ambiente produtivo compõe se de ecossistemas em início de sucessão (imaturos. secas. ignorando a sua existência. Nota-se também que grande parte do que se planeja e se faz nas cidades vai de encontro aos princípios de manutenção dos serviços dos ecossistemas. enchentes. tamponam os ciclos de água e ar e moderam os extremos de temperatura e de outros fatores físicos.pastagens e florestas manejadas que fornecem alimentos (ecossistemas maduros tais como florestas mais antigas. oceanos etc) aos mais protetores do que produtivos. e bens) que tanto beneficiam quanto estressam o ambiente de manutenção da vida. São sistemas aquáticos em estádios sucessionais intermediários. e interagem continuamente em termos de entrada e saída. O ambiente de assimilação é constituído de ecossistemas naturais ou semi-naturais. enquanto fornecem produtos ao homem. prestados pelos ecossistemas naturais. Eles estabilizam os substratos. A repartição da paisagem em três componentes ambientais (B) proporciona outra maneira de se considerarem às necessidades e inter-relações entre essas partes substanciais do ambiente. fertilizantes. em escala global. Devemos perseguir objetivos que signifiquem uma redução do estresse causada pelas saídas dos pontos críticos altamente energéticos e densamente povoada. . os bens e serviços bióticos básicos de manutenção da vida. energia processada. principalmente porque nenhuma tecnologia viável conhecida pode substituir. principalmente não-bióticos (dinheiro. ele cria e exporta outros recursos. Embora o ambiente urbanizado ou fabricado parasite o ambiente natural. que têm de agüentar o impacto da assimilação dos resíduos produzidos pelos ecossistemas urbanos e agrícolas. eutroficados ou sustados. Fundamentos em Ecologia. M. 2006. 2000.AB'SABER.. 2. TOWNSEND.Ecossistemas. .Ecologia. R. P. Ecologia Interamericana. Guanabara Koogan. RICKLEFS. E. Disponível em http://cienciasoitavo. 434p. E. componentes bióticos e meio ambiente. Rio de Janeiro.com/page/02+fluxo+de+energia+e+mat%C3%A9ria Acesso: 10/10/2010. . Célia Silva Guimarães. Guanabara Koogan. Rio de janeiro. 1988. -. Fundamentos de ecologia.com/ecologia/ecossistema.P. Enciclopédia de ecologia / J. A economia da natureza. Editora Artmed.Ecologia ± enciclopédias. 592p. L. COLIN R. 5ª edição.. 434 p. R. 2003. Ecossistema: O que é ecossistema. Aziz Nacib. l985. BEGON. Fluxo de energia e matéria. ODUM. & HARPER.. 252p.todabiologia. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ODUM.7. Editora Artmed. R. BARROS. importância. Aziz Nacib : Métalivros. São Paulo 2009 1.São Paulo : EPU. CHARBO. Ecologia. AB'SABER. M. J. PINTO-COELHO. Disponível em: http://www. Célia Silva Gu.htm Acesso em 20/09/10. P.wetpaint. I.J. 1979 1. Ecossistemas do Brasil. 503p.
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