Apostila de biologia - ecologia - módulo 04 - usp

Apostila de biologia - ecologia - módulo 04 - usp

(Parte 1 de 7)

Nome do Aluno

Ecologia

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradores Vânia Pivello

Sérgio Rosso

Biologia

4 módulo

Governador: Geraldo Alckmin

Secretaria de Estado da Educação de São Paulo

Secretário: Gabriel Benedito Issac Chalita

Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas – CENP Coordenadora: Sonia Maria Silva

Reitor: Adolpho José Melfi Pró-Reitora de Graduação

Sonia Teresinha de Sousa Penin

Pró-Reitor de Cultura e Extensão Universitária Adilson Avansi Abreu

Presidente do Conselho Curador: Selma Garrido Pimenta Diretoria Administrativa: Anna Maria Pessoa de Carvalho Diretoria Financeira: Sílvia Luzia Frateschi Trivelato

Coordenadora Geral: Eleny Mitrulis

Vice-coordenadora Geral: Sonia Maria Vanzella Castellar Coordenadora Pedagógica: Helena Coharik Chamlian

Coordenadores de Área

Biologia:

Paulo Takeo Sano – Lyria Mori

Física:

Maurício Pietrocola – Nobuko Ueta

Geografia:

Sonia Maria Vanzella Castellar – Elvio Rodrigues Martins

História:

Kátia Maria Abud – Raquel Glezer

Língua Inglesa:

Anna Maria Carmagnani – Walkyria Monte Mór

Língua Portuguesa:

Maria Lúcia Victório de Oliveira Andrade – Neide Luzia de Rezende – Valdir Heitor Barzotto

Matemática:

Antônio Carlos Brolezzi – Elvia Mureb Sallum – Martha S. Monteiro

Química:

Maria Eunice Ribeiro Marcondes – Marcelo Giordan

Produção Editorial

Dreampix Comunicação

Revisão, diagramação, capa e projeto gráfico: André Jun Nishizawa, Eduardo Higa Sokei, José Muniz Jr. Mariana Pimenta Coan, Mario Guimarães Mucida e Wagner Shimabukuro

Cartas ao Aluno

Carta da Pró-Reitoria de Graduação

Caro aluno,

Com muita alegria, a Universidade de São Paulo, por meio de seus estudantes e de seus professores, participa dessa parceria com a Secretaria de Estado da Educação, oferecendo a você o que temos de melhor: conhecimento.

Conhecimento é a chave para o desenvolvimento das pessoas e das nações e freqüentar o ensino superior é a maneira mais efetiva de ampliar conhecimentos de forma sistemática e de se preparar para uma profissão.

Ingressar numa universidade de reconhecida qualidade e gratuita é o desejo de tantos jovens como você. Por isso, a USP, assim como outras universidades públicas, possui um vestibular tão concorrido. Para enfrentar tal concorrência, muitos alunos do ensino médio, inclusive os que estudam em escolas particulares de reconhecida qualidade, fazem cursinhos preparatórios, em geral de alto custo e inacessíveis à maioria dos alunos da escola pública.

O presente programa oferece a você a possibilidade de se preparar para enfrentar com melhores condições um vestibular, retomando aspectos fundamentais da programação do ensino médio. Espera-se, também, que essa revisão, orientada por objetivos educacionais, o auxilie a perceber com clareza o desenvolvimento pessoal que adquiriu ao longo da educação básica. Tomar posse da própria formação certamente lhe dará a segurança necessária para enfrentar qualquer situação de vida e de trabalho.

Enfrente com garra esse programa. Os próximos meses, até os exames em novembro, exigirão de sua parte muita disciplina e estudo diário. Os monitores e os professores da USP, em parceria com os professores de sua escola, estão se dedicando muito para ajudá-lo nessa travessia.

Em nome da comunidade USP, desejo-lhe, meu caro aluno, disposição e vigor para o presente desafio.

Sonia Teresinha de Sousa Penin. Pró-Reitora de Graduação.

Carta da Secretaria de Estado da Educação

Caro aluno,

Com a efetiva expansão e a crescente melhoria do ensino médio estadual, os desafios vivenciados por todos os jovens matriculados nas escolas da rede estadual de ensino, no momento de ingressar nas universidades públicas, vêm se inserindo, ao longo dos anos, num contexto aparentemente contraditório.

Se de um lado nota-se um gradual aumento no percentual dos jovens aprovados nos exames vestibulares da Fuvest — o que, indubitavelmente, comprova a qualidade dos estudos públicos oferecidos —, de outro mostra quão desiguais têm sido as condições apresentadas pelos alunos ao concluírem a última etapa da educação básica.

Diante dessa realidade, e com o objetivo de assegurar a esses alunos o patamar de formação básica necessário ao restabelecimento da igualdade de direitos demandados pela continuidade de estudos em nível superior, a Secretaria de Estado da Educação assumiu, em 2004, o compromisso de abrir, no programa denominado Pró-Universitário, 5.0 vagas para alunos matriculados na terceira série do curso regular do ensino médio. É uma proposta de trabalho que busca ampliar e diversificar as oportunidades de aprendizagem de novos conhecimentos e conteúdos de modo a instrumentalizar o aluno para uma efetiva inserção no mundo acadêmico. Tal proposta pedagógica buscará contemplar as diferentes disciplinas do currículo do ensino médio mediante material didático especialmente construído para esse fim.

O Programa não só quer encorajar você, aluno da escola pública, a participar do exame seletivo de ingresso no ensino público superior, como espera se constituir em um efetivo canal interativo entre a escola de ensino médio e a universidade. Num processo de contribuições mútuas, rico e diversificado em subsídios, essa parceria poderá, no caso da estadual paulista, contribuir para o aperfeiçoamento de seu currículo, organização e formação de docentes.

Prof. Sonia Maria Silva Coordenadora da Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas

Apresentação da área

Antes de virar estas páginas, faça uma pausa...

animaisVocê consegue enxergar tudo isso através dessas páginas? Sim?

Você se dá conta que, nesse exato momento, enquanto seus olhos percorrem cada letra deste texto, milhões de informações chegam até você pela retina? Pense nisso! Pense também que essas informações, para saírem do papel e alcançarem as células nervosas de seu cérebro, percorrem um caminho longo e fantástico! Caminho que pode começar muito antes do que a gente vê... Pode começar quando essa folha de papel era ainda uma árvore, que fazia parte de uma floresta, que por sua vez abrigava outras árvores e inúmeros Não? Vamos ajudá-lo: é sobre essas coisas tão próximas de você que vamos falar aqui...

Você vai saber um pouco mais sobre a célula e seus componentes; sobre o funcionamento de cada uma e do organismo que elas compõem. Aprenderá a respeito de como os seres vivos se organizam e se distribuem nesse nosso planetinha azul. Vamos falar de plantas e de bichos, de vírus e bactérias, de fungos e do ser humano. Sim, do ser humano, de você inclusive! Como você funciona por dentro e por fora. Como suas ações podem ter resultados que vão muito além daqueles que se espera.

sejam os melhores! Estamos aqui para colaborar com issoPorém, não se

E já que falamos de resultados, esperamos que os seus, durante a vida, esqueça: depende muito mais de você! Nós, aqui, só vamos direcionar um pouco seu olhar para algumas coisas importantes, mas quem vai enxergar, de fato, é você! Portanto, não confie só no que está ao longo dessas páginas. Vá além! Leia muito! Jornais, revistas, coisas sobre ciências e sobre o mundo - afinal, ele é grande demais para caber em alguns fascículos! Não se esqueça que acumular conhecimento é o ganho mais efetivo que se pode ter: não se desgasta e ninguém nos tira!

Conte conosco durante essa tarefa. Pode estar certo: torcemos por você!

Apresentação do módulo

Este módulo compõe-se de uma parte introdutória destinada à recordação de conceitos básicos, seguida de três unidades: “Populações e comunidades”, “A utilização dos recursos pelo homem” e “Principais biomas terrestres”.

Você vai notar que os temas são tratados numa ordem inversa à da maioria dos livros didáticos, pois os conceitos e processos ecológicos são desenvolvidos a partir de experiências e observações do nosso cotidiano, no próprio ecossistema urbano em que vivemos. Acreditamos que essa abordagem torne os assuntos mais familiares, facilitando a sua assimilação.

Muitos assuntos serão abordados pela resolução de exercícios em aula ou atividades extra-aula, apresentados em destaque no texto. Sua participação nessas ocasiões é fundamental, inclusive discutindo os tópicos com seus colegas: é aí que você vai assimilar e inter-relacionar os conceitos.

Introdução

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradores Vânia Pivello

Sérgio Rosso

Começaremos discutindo o que é a Ecologia, para, em seguida, perceber qual é a importância de se entender os processos ecológicos.

A palavra “ecologia” foi usada pela primeira vez em 1869 e o conceito que representa foi aprimorado ao longo do tempo. Hoje, de uma forma simples, pode-se dizer que Ecologia é “o estudo científico das interações que determinam a distribuição e a abundância das espécies”.

Para entender a forma como os organismos se espalham por uma certa área e quais os fatores que determinam a quantidade de indivíduos de uma espécie, é necessário inicialmente conhecer as condições do meio em que vivem, bem como as relações desses indivíduos uns com os outros dentro da própria população. Também devem ser investigadas as relações entre indivíduos da espécie considerada e os das outras espécies com os quais convivem na comunidade.

Atividade 0.1

A figura abaixo representa esquematicamente uma determinada área povoada por indivíduos de diferentes “espécies”. Observe-a e responda as perguntas:

a) Quantas espécies estão representadas? b) Quantos indivíduos há na comunidade? c) Quantas populações há na área?

d) Represente numa tabela a abundância de cada espécie.

e) Considerando que a área tem 14 m2, determine a densidade populacional de cada espécie.

f) O que seria o ecossistema, nesse caso?

O homem, como qualquer outro ser vivo, está inserido em certas condições ambientais, interage fortemente com o meio e com outras espécies, sejam elas microorganismos, vegetais ou outros animais. Vamos, então, iniciar nosso estudo de Ecologia reconhecendo como nós mesmos interagimos com o meio físico e com outras espécies.

Primeiramente, vamos delimitar a área ou espaço urbano em que você mora ou passa a maior parte do dia. Você é um indivíduo, pertencente à comunidade instalada na área.

Anote todos os organismos animais e vegetais que observou em seu espaço nos últimos dois dias. Complete a lista lembrando quantos indivíduos distintos de cada espécie apareceram. Qual a espécie mais abundante (dominante)? Quantas são as populações? Como você procederia para determinar a densidade populacional de cada espécie na área mencionada?

Os animais e plantas continuamente encontram problemas que devem ser solucionados quanto à sua relação com o meio e com outros indivíduos da comunidade. Procure se lembrar de alguns problemas ecológicos que você teve nos últimos dois dias, primeiro considerando apenas sua interação com o meio abiótico e depois considerando apenas sua relação com organismos de outras espécies com que convive. Você conseguiu resolvê-los? Como? Os problemas ecológicos que você reconheceu para si mesmo seriam problemas também para um cão ou gato? Em caso positivo, um animal teria como resolvêlos? Como ele faria?

Há algum problema relativo à sua sobrevivência na comunidade que você poderia resolver estabelecendo uma relação com um indivíduo de outra espécie? Por outro lado, você e outras pessoas com quem reparte o espaço poderiam ser considerados um problema para outras espécies da comunidade? Qual seria esse problema? As espécies afetadas podem resolvê-lo? Como? Em caso negativo, que conseqüência você prevê para as populações de tais espécies?

Após ter refletido sobre esses pontos, você concorda que os organismos serão tanto melhor sucedidos na natureza quanto mais adequadamente tenham resolvido as dificuldades na interação com o seu mundo abiótico e biótico?

As estruturas corporais e as ações envolvidas na solução de problemas específicos impostos pelo ambiente são chamadas adaptações. Organismos mais bem adaptados a um ambiente são os que apresentam as soluções mais eficientes para garantir sua sobrevivência. Se as adaptações são determinadas por genes, tornam-se hereditárias, passando de uma geração para outra. Torna-se então muito interessante para a espécie que soluções eficientes alcançadas por um indivíduo possam disseminar-se para outros indivíduos da população, de modo a aumentar também neles a chance de sobrevivência individual e da própria população.

Até aqui, você deve ter compreendido que as entidades ecológicas (indivíduos, populações, comunidades, ecossistemas) constituem, nessa ordem, uma hierarquia. Cada nível (chamado nível de organização) possui atributos específicos, que não se definem em outros níveis. Um exemplo: você pode determinar sua altura individual, mas não faz sentido pensar em altura da população; o correspondente populacional da altura individual é a altura média. Outro: a densidade populacional só se define numa população, não tendo correspondente nos níveis individual ou de comunidade. Mais um: você pode falar em número de espécies na comunidade, mas não tem sentido imaginar a mesma coisa para uma população isolada, já que aí todos os indivíduos são da mesma espécie.

Cada nível de organização envolve processos ou mecanismos particulares: os indivíduos nascem, respiram, se locomovem, excretam resíduos, crescem, adoecem, morrem. As populações podem “nascer” e “crescer” a partir da reprodução de alguns indivíduos iniciais. O crescimento aí corresponde ao aumento do tamanho da população, ou seja, do número de indivíduos. O tamanho de uma população também pode reduzir-se gradualmente até sua extinção: populações também “morrem”. Uma comunidade “nasce” (a partir de indivíduos de diferentes espécies que invadem um novo ambiente ainda desabitado), “cresce” (aumentando a diversidade – número de espécies ou populações) e pode até se extinguir. Vemos, então, que as entidades ecológicas “funcionam”, isto é, têm uma fisiologia própria. O tamanho das populações, por exemplo, se mantém ao longo do tempo às custas do equilíbrio entre forças negativas (mortalidade e emigração de indivíduos) e positivas (natalidade e imigração). As características das comunidades refletem o efeito conjunto das condições abióticas e das interações entre organismos das populações que as compõem. Por fim, um ecossistema em funcionamento apresenta dois processos cruciais: o fluxo energético, e a ciclagem de materiais, geralmente chamada de ciclagem de nutrientes. Em decorrência desses processos, o meio afeta os seres vivos, e estes também afetam o meio. Sabe-se hoje que nossa atmosfera só apresenta O2 e

CO2 graças à atividade vital de organismos no passado.

Assim como ocorre nos sistemas físicos, a manutenção dos sistemas biológicos, em todos os níveis de organização, também requer energia. Quanto mais complexa for a organização dos sistemas, mais energia será requerida para manter sua integridade. É importante notar que, sendo essa energia essencialmente química (está nas ligações entre os átomos nas moléculas), não pode ser dissociada dos materiais em que reside.

Uma das noções mais importantes sobre funcionamento de ecossistemas é a de que matéria pode significar energia, desde que convenientemente tratada. Imagine o que sentiria um homem perdido num lugar gelado, apenas com uma caixa de fósforos no bolso, ao encontrar uma pilha de lenha seca? Agora, imagine o que ele sentiria se não tivesse os fósforos. Por que o significado da lenha é tão diferente, dependendo se a pessoa tem ou não os fósforos?

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