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PAUTA.
BIOLOGIA
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É difícil que a gente já tenha observado com riqueza de detalhes a maioria dos animais e plantas silvestres ou viventes em ambientes muitos distintos do urbano como os aquáticos, amazônicos, desérticos, de florestas fechadas, etc. Na verdade, é muito difícil que a gente tenha prestado a devida atenção até nos animais mais comuns a nossa convivência, como insetos, aves, mamíferos, etc, Isso por que o nosso olhar não é condicionado a observar e admirar a natureza sem um apelo mercantilizante, isto é, não somos acostumados a olhar com admiração as formas de vida que aparentemente não têm "utilidade" pra nós. Há uma maneira muito interessante e gratuita de explorar a morfologia destes animais e plantas de forma extremamente confiável e acurada. Para isso, você não precisa de microscópio, muito menos do espécime morto, apenas de um computador. Se trata do "Digital Life" um museu online de modelos 3D de organismos vivos. Ao lado, um exemplo de modelo de mosca (Musca domestica). Você imaginava que era um animal tão rico em detalhes incríveis? Observe o aparato bucal, os pelos. Você pode explorar mais modelos nos dois sites abaixo. O primeiro é do museu e o segundo, do Sketchfab, o site que abriga estes e muitos outros modelos, como de veículos, anatomia humana, arte, arquitetura, e outros, como recomendo algumas coleções ao lado.
Nessa seção, eu tento trazer os principais conceitos e noções trabalhados em ecologia no ensino médio, colocando algumas imagens e vídeos, bem como questões do ENEM para vocês experimentarem o tema sob a perspectiva mais integrada possível.
TÓPICOS
1 - Níveis de estudo da Ecologia e Organização da Biosfera
3 - Fatores Bióticos: Relações Ecológicas
4 - Fatores Bióticos e Evolução Biológica
5 - Fatores Abióticos: quando o ambiente afeta
6 - Filtros Ecológicos: O que define a distribuição das espécies?
8 - Fluxo de Matéria e Energia
Comece do começo ou recomece de onde parou: só clicar nos tópicos
Ecologia: que bicho é esse?
A Ecologia possui diversos níveis de estudo, mas esteja ela mais focada em uma espécie ou em comunidades e ecossistemas, todos os ecólogos estudam a interação entre os seres vivos e o meio ambiente e/ou com outros seres vivos e como esta interação molda a distribuição destes seres. Por distribuição entendemos “locais onde estes seres vivos ocorrem”. Por exemplo: qual a distribuição da Baleia Azul? Às vezes, com uma simples pesquisa no Wikipedia conseguimos saber (veja na “Caixa Taxonômica”), em quais mares a baleia azul é encontrada!
O mais importante é que a ecologia lida com conceitos evolutivos à todo tempo. Então, para compreender algumas coisas que vou falar nos textos seguintes, leve em consideração a seguinte classificação:
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Organismo: indivíduo vivo pertencente à uma espécie. Seu cão é um organismo. Você é um organismo. A ecologia do organismo está preocupada com a maneira como a estrutura, a fisiologia e o comportamento dele enfrentam os desafios impostos pelo seu ambiente.
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População: É um conjunto de organismos da mesma espécie que vive em um mesmo local em um mesmo tempo. Um exemplo é uma colmeia, uma matilha ou também conjuntos de animais e plantas que apesar de não viverem em sociedades são da mesma espécie e compartilham um determinado local, como uma população de moscas ou de bichos-preguiça de determinado parque ecológico. A ecologia de populações analisa os fatores que afetam o tamanho populacional e como e porquê ele muda ao longo do tempo.
3. Comunidade: É o conjunto de todas as populações de espécies diferentes que vivem em uma mesma área. Isso inclui espécies animais, vegetais, microbianas, etc. A ecologia de comunidades examina de que modo as interações das espécies, como a predação e a competição, afetam a estrutura e a organização das comunidades.
4. Ecossistema: é o conjunto que inclui as comunidades e os fatores físicos e ambientais com os quais elas interagem. A ecologia de ecossistemas enfatiza o fluxo de energia e a ciclagem química entre os organismos e o ambiente, como vamos ver mais a frente.
Habitat
Habitat é o conjunto de fatores bióticos e abióticos que oferecem condições favoráveis à sobrevivência e desenvolvimento de determinada espécie. Esse conceito subentende uma relação íntima entre o organismo e o ambiente (vamos explorar ela bem melhor pra frente). Então, se expusermos um organismo a condições muito diferentes das que ele encontra em seu habitat, ele poderá sofrer baixa populacional, migrar ou até ser localmente extinto.
Microhabitat
Como o nome sugere, microhabitat é uma pequena região que apresenta características ligeiramente diferentes do seu entorno. Isso faz com que determinados tipos de vida mais específicos possam prosperar nesses microambientes. Um exemplo bem lúdico está ilustrado na imagem ao lado. Vemos um conjunto de rochas que possuem algumas fendas. Nessas fendas o intemperismo e a erosão são mais intensos do que em relação à superfície da rocha em si, o que faz com que exista algo como uma "terrinha" ali, além de um espaço de sombra e acúmulo de alguma umidade. É o ambiente propício para as briófitas (aquelas plantas conhecidas como musgos). Como podemos observar, é muito evidente como as briófitas não ocupam a superfície dessas rochas, mas ocupam as fendas, onde as condições são ligeiramente mais amenas. Isso ocorre por que essas fendas são um habitat (mesmo que micro) mais propício para o desenvolvimento dessas formas de vida.
Espécie e espécime
O conceito de espécie, em si, é bem discutido e não é consensual. Mas uma forma de defini-la de uma forma relativamente segura é como um conjunto de indivíduos com capacidade de reproduzir-se entre si, mas reprodutivamente isolados em relação aos outros. Ou seja, mico-leão-dourado consegue se reproduzir com outros mico-leão-dourados, mas não conseguem gerar indivíduos viáveis com macacos-de-gibraltar ou macacos-japonês (outras espécies de primatas). Em relação ao caso do Jumento e da Égua, existe até um filhote possível (Burro), mas temos como resultado uma prole estéril e, para a ecologia, somente é viável um organismo que consegue nascer e atingir a idade reprodutiva, sendo capaz de manter a potencialidade reprodutiva da espécie.
Em relação ao conceito de espécime, ele define um único exemplar, um indivíduo de uma espécie. Por exemplo: você aí, que está me lendo, é um espécime da espécie Homo sapiens. Sua tia é outro espécime de Homo sapiens. O seu cachorrinho é um espécime de Canis familiaris, e assim por diante.
O Nicho Ecológico é o conjunto de condições e recursos que interagem com uma determinada espécie. Não confunda com Habitat, que se trata mais do espaço físico na qual essa espécie está; o nicho diz respeito a como essa espécia "usa" o ecossistema. Exemplo: quem preda ele, quem ele preda, onde ele nidifica (faz ninho), onde ele se esconde, qual sua época reprodutiva, em quais relações ecológicas ele está inserido, etc. Enquanto o habitat é o ambiente no qual uma espécie vive, o nicho é o papel ecológico da espécie em relação à comunidade que está inserido. Agora, se duas espécies exploram parcialmente o ambiente da mesma forma (duas espécies de primatas que se alimentam do mesmo fruto ou duas espécies de aves que fazem ninho na mesma espécie de árvore), elas competem pelos recursos. É o que chamamos de sobreposição de nichos, que nos dá um indício do grau de competição entre as espécies relacionadas. De uma forma geral, quanto mais sobrepostos estiverem os nichos, mais intensa é a competição.
Nicho Ecológico
Alguns conceitos importantes
Resuminho dos níveis de organização
Fonte: Descomplica
Uma das primeiras pautas mais importantes para o nosso estudo se trata das interações entre os organismos. Nenhuma espécie está livre de interagir, direta ou indiretamente, com as outras espécies da comunidade na qual ela está inserida. Seja através de uma relação de presa/predador ou de uma relação mais harmônica, temos como um 'consenso' que uma espécie ocorre onde ela ocorre por conta das interações ecológicas ao longo do tempo, seja com o ambiente, seja com outros seres vivos. Para entender bem o que exatamente são essas interações que podem limitar ou favorecer a presença de determinada espécie, temos que pensar tanto nos fatores bióticos como abióticos. Os bióticos são relacionados com outros seres vivos, como a competição, predação, etc; os abióticos são aqueles fatores relacionados com o ambiente, como a umidade, temperatura, nutrientes disponíveis, gases atmosféricos, etc. Em um primeiro momento, vamos considerar apenas os fatores bióticos, que estamos simplificando aqui como as relações ecológicas.
Interações entre organismos
As relações ecológicas são estudadas considerando o convívio entre duas espécies (interespecífica) ou indivíduos de uma mesma espécie (intraespecífica). Elas podem ser relações harmônicas, quando não há prejuízo a nenhuma e pelo menos uma delas é beneficiada (+); ou desarmônicas quando pelo menos uma espécie é prejudicada (-). Representamos, então, estas relações da seguinte forma: (+/-) quando uma espécie é prejudicada e a outra beneficiada; (+/+) quando ambas são beneficiadas; (0/+) quando uma é beneficiada e a outra permanece neutra e assim por diante.
Muitas delas são largamente conhecidas, como é o caso do parasitismo (+/-), onde uma espécie parasitária se alimenta de recursos de outra espécie, trazendo dano para o hospedeiro. O predatismo (+/-) e a herbivoria (+/-) também são muito conhecidas como relações de consumidor-recurso, mas possuem uma diferença importante. Na predação necessariamente a presa morre, isto é, a presa é removida da população e isso é um importante controle biológico do tamanho populacional das espécies no meio natural. É o tipo de relação que existe entre um leão e uma zebra ou entre uma lagartixa e mosquitos, por exemplo. Na herbivoria não necessariamente a planta que está sendo consumida morre, isso porque muitas das vezes que um animal consome uma planta, consome apenas partes dela (sejam os frutos, folhas ou até o caule, como no caso dos cupins). Mesmo se, as vezes, a planta perder todas as folhas, elas podem ser restituídas novamente. Para o predador, não é interessante que a presa seja extinta, pois se isso acontecer ele pode ter dificuldade de encontrar alimentos. Por isso, é comum que exista
um território (como é o caso do leão que quando ascende à líder da matilha come os filhotes de outros machos) ou até mesmo produzir ovos para consumo, como algumas aranhas, caracóis e besouros fazem. A aranha Amaurobius ferox, por exemplo, depois da eclosão dos ovos de uma ninhada, faz uma postura de ovos tróficos para alimentá-los. As fêmeas da aranha Viúva-Negra e do inseto conhecido como Louva-Deus também ingerem os machos após a cópula. Alguns estudos relacionam este comportamento ao maior sucesso da ninhada (isto é, mais garantido que eles se desenvolvam e nasçam bem) pela grande ingestão de proteína contida na biomassa dos machos. Assista o vídeo que mostra a cópula dos louva-deus, seguida do ato canibal por parte da fêmea!
Em relação aos leões, existe um canibalismo para fins não-alimentares, mas de predominância reprodutiva. Quando um leão se aproxima de fêmea que já possui filhotes, para assegurar a sua dominância e que a prole seja sua, devora os filhotes, independente de sexo. A fêmea, agora sem filhotes, cruza com esse novo macho para gerar uma nova ninhada. Outro caso recentemente documentado foi em relação à uma espécie de peixe que possui fertilização "clandestina", isto é, uma fêmea pode ser fecundada por vários machos e assim gerar ovos de diferentes genitores. De acordo com algumas pistas como o odor dos ovos em desenvolvimento, existe uma chance crescente de que, quanto mais ovos estranhos um ninho tiver, maior a chance do macho canibalizar completamente o ninho. Portanto, o canibalismo, então, pode ter fins alimentares, baixo estado nutricional, alta densidade de predadores, baixa quantidade e qualidade do alimento e diferenças no tamanho dos indivíduos, além de territorialismo ou também de garantia de transmissão dos genes em relação à prole. Têm diversas funções de regulação populacional e pode ser estratégia decisiva para a sobrevivência e perpetuação de uma espécie.
uma certa regulação no tamanho populacional entre presas e predadores. De uma forma geral, quanto maior o tepo de existência da interação, mais regulada é essa dinâmica. Repare isso no gráfico ao lado! Uma relação consumidor-recurso menos falada é o canibalismo (+/-), que nada mais é que um predatismo intraesepecífico. O canibalismo pode parecer uma estratégia pouco vantajosa evolutivamente falando, pois a espécie está diminuindo a densidade populacional da própria espécie, possivelmente diminuindo a possibilidade de se estabelecer em determinado local, mas etólogos (profissionais que estudam comportamento animal) já apontam várias razões interessantes para que ele ocorra, como por exemplo: eliminar os indivíduos "defeituosos" da ninhada, disputar ou manter liderança em
Relações Ecológicas
em humanos, a relação de canibalismo, registrada em alguns povos e momentos históricos é conhecida como antropofagia
Parasitismo, Predatismo, Herbivoria e Canibalismo
Mutualismo e Protocooperação
Um exemplo clássico de mutualismo/simbiose é a relação entre bactérias do gênero Rhizobium e as plantas leguminosas. As bactérias em questão são nitrificantes, isto é, capazes de transformar quimicamente o nitrogênio atmosférico em Nitrato (NO3) e Nitrito (NO2), se fixando nos nódulos das raízes das plantas leguminosas (eu falo mais disso aqui). Existem diversos gêneros e espécies de bactérias nitrificantes, cuja importância ecológica reside no fato de que o nitrogênio é o gás mais presente na atmosfera (78%) e um dos átomos presentes em moléculas orgânicas importantíssimas, como as proteínas, DNA e RNA, mas nenhum animal ou planta conseguem fixá-lo. Isto é, nenhum consegue, sozinho, transformar o nitrogênio atmosférico para utilizá-lo na composição da sua biomassa. Então, como esses átomos vêm fazer parte da nossa biomassa? Tudo reside no trabalho destas bactérias nitrificantes, que descrevemos acima, que fazem essa conversão e tornam o nitrogênio absorvível pelas raízes das plantas, onde o nitrogênio entra nas cadeias tróficas, mas existe um gênero de bactérias (chamadas de Rhizobium), que possuem uma relação de simbiose com as raízes de leguminosas (família dos feijões, ervilhas, soja, etc), formando pequenos nódulos em sua raiz. Assim, enquanto estas bactérias fixam o nitrogênio atmosférico e o convertem em amônia, que age como um fertilizante natural para estas plantas, elas fornecem compostos orgânicos produzidos através da sua fotossíntese, como carboidratos, por exemplo.
A relação de polinização, outro exemplo de mutualismo/simbiose, pode ser menos específica, como em algumas espécies de abelha que polinizam diversas espécies de plantas. Mas, em todos os casos de polinização, o inseto ou mamífero (sim, existem morcegos polinizadores) está em busca de néctar enquanto a planta necessita que algum agente transporte os grãos de pólen da flor masculina para o ovário da flor feminina. Vale lembrar que existem flores hermafroditas, que contém parte masculina e feminina na mesma flor. Nessas pode ocorrer tanto o processo descrito acima, mediado por um polinizador quanto a autofecundação. Nas relações simbióticas entre polinizadores e plantas, conseguimos perceber que existe uma estreita relação entre alguns tipos de polinizadores e alguns tipos de plantas, como é o caso de algumas borboletas que possem a espirotromba (aparelho bucal) do tamanho exato do estigma das flores femininas que elas fecundam. Ou até mesmo orquídeas do gênero Ophrys que possuem forma e cor semelhante às fêmeas de determinada abelha, inclusive exalando substâncias químicas idênticas ao ferormônio destas fêmeas, fazendo com que o macho copule por engano com a Isto demonstra uma especificidade (e dependência) grande de uma espécie para com a outra, fazendo com que a distribuição destas espécies acabe sempre sendo sobreposta. Isto é, tal borboleta só irá ocorrer onde existir esta flor e vice-versa. É mais um exemplo onde as relações ecológicas ajudam a moldar a distribuição dos seres vivos na natureza. Essas relações estão explicadas lá na seção de Evolução, na parte que fala de coevolução.
A protocoperação é uma relação facultativa, como já dissemos acima. Isto significa que os organismos tem uma relação um pouco menos específica e trocam mais "facilidades" do que necessariamente prestam "serviços" exclusivos uns aos outros. Você deve conhecer a relação entre a ave-palito e o jacaré ou entre o peixe-palhaço ("nemo") e anêmona, não é? São relações de protocooperação visto que as espécies não dependem da outra para viver, apenas oferecem serviços de facilitação, como a ave-palito que consegue alimento pelos restos de carne presos ao dente do crocodilo e o poupa de desenvolver doenças dentárias. Ou como peixe palhaço que, enquanto fica protegido entre os tentáculos venenosos da anêmona (que não o afeta por uma camada especial de muco), ingere parasitas e invertebrados nocivos à saúde da anêmona. Apolinização e a dispersão podem ser relações de protocooperação também. O que vai definir se são protocooperação ou mutualismo é o grau de especificidade e dependência entre as espécies.
As relações harmônicas mais conhecidas e que guardam diferenças importantes são mutualismo (+/+) (conhecido também como simbiose) e protocooperação (+/+). A diferença central entre as duas é algo que o nome sugere: o mutualismo é uma relação obrigatória, normalmente relacionada com atividades vitais dos organismos, onde apenas o outro indivíduo consegue fornecer tal recurso ou condição. É uma relação íntima entre as duas espécies, sendo evolutivamente antiga e absolutamente específica (depois vai lá na seção de Evolução ler sobre Coevolução). Por outro lado, a relação de protocooperação é facultativa, isto é, voluntária, sendo relacionada a facilitação de processos. Calmaí que vou exemplificar:
