Baixe Biologia Cartas ao Aluno e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! Nome do Aluno Ecologia Organizadores Paulo Takeo Sano Lyria Mori Elaboradores Vânia Pivello Sérgio Rosso Biologia 4 módulo GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO 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 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Reitor: Adolpho José Melfi Pró-Reitora de Graduação Sonia Teresinha de Sousa Penin Pró-Reitor de Cultura e Extensão Universitária Adilson Avansi Abreu FUNDAÇÃO DE APOIO À FACULDADE DE EDUCAÇÃO – FAFE Presidente do Conselho Curador: Selma Garrido Pimenta Diretoria Administrativa: Anna Maria Pessoa de Carvalho Diretoria Financeira: Sílvia Luzia Frateschi Trivelato PROGRAMA PRÓ-UNIVERSITÁRIO 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 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, 5.000 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 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 desenvolvi- dos 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 cole- gas: é aí que você vai assimilar e inter-relacionar os conceitos.    -  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 repro- dução 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: popu- lações 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 característi- cas 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 nu- trientes. Em decorrência desses processos, o meio afeta os seres vivos, e estes também afetam o meio. Sabe-se hoje que nossa atmosfera só apresenta O 2 e CO 2 graças à atividade vital de organismos no passado. Assim como ocorre nos sistemas físicos, a manutenção dos sistemas bio- lógicos, 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 es- sencialmente química (está nas ligações entre os átomos nas moléculas), não pode ser dissociada dos materiais em que reside. O SIGNIFICADO ENERGÉTICO DA MATÉRIA Uma das noções mais importantes sobre funcionamento de ecossistemas é a de que matéria pode significar energia, desde que convenientemente trata- da. 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? Dispor dos fósforos é poder atear fogo à madeira, garantindo um suprimen- to de calor essencial para sobreviver por mais tempo; sem eles, a lenha não passa de uma porção de matéria inútil. Então, a liberação da energia da lenha, na forma de calor, depende de um tratamento especial – no caso, a reação de queima ou combustão da madeira desencadeada a partir dos fósforos. O homem perdido, com os fósforos, olhou a lenha mas viu o calor que ela poderia lhe trazer. Sem os fósforos, ele só poderia olhar a pilha de madeira, percebendo a impossibilidade de extrair daí o calor tão desejado. Como se sabe, a energia não se cria; ela apenas se converte de uma forma para outra. No caso da lenha, a energia já está no material desde o início, apenas sendo liberada quando passa da forma química para a forma térmica (calor). O QUE É, ENTÃO, A ENERGIA QUÍMICA? É consenso que, para organizar uma coisa, gasta-se energia. A ordem tem um preço – mantê-la exige trabalho e energia é o que pode produzir trabalho. Em geral, quanto mais complexo for um sistema, mais energia terá que estar   disponível para mantê-lo nesse estado. Ora, as próprias moléculas das substân- cias orgânicas são unidades muito bem organizadas, mantidas assim às custas das ligações químicas entre seus átomos. Destruir essas ligações é destruir a organização molecular, já que os átomos se separam. Pois é justamente aí que a energia (química) que mantém a molécula íntegra se transfere para o ambiente, podendo fazê-lo de diferentes formas – entre elas, calor e até mesmo luz. Voltemos ao exemplo da lenha. Seus constituintes orgânicos – e não es- queçamos que as moléculas orgânicas geralmente são mais complexas que as inorgânicas – são estruturados com base em ligações entre átomos de Carbo- no, Oxigênio e Hidrogênio. Durante a reação de combustão com o O 2 (gás oxigênio), as ligações entre os carbonos (C) da matéria que está sendo quei- mada se quebram e estes são liberados na forma de CO 2 (gás carbônico), CO (gás monóxido de carbono), ou ainda C (carvão – ou fuligem). Os átomos de hidrogênio são liberados em associação com átomos de oxigênio, na forma de moléculas de água. Na reação de combustão, a energia química que man- tinha as ligações que se quebraram é liberada como calor. Parte do calor é captada pelas moléculas do ar, que pode até ficar incandescente. Aí temos a própria natureza do fogo. O homem perdido do nosso exemplo deseja apenas captar uma parte desse calor, de preferência a maior possível; o restante se dissipa para o ambiente. Os materiais que liberam energia em reações de combustão são chamados combustíveis. Todos vemos nos combustíveis não as substâncias em si, mas principalmente a energia que eles podem oferecer. Agora passemos aos seres vivos. A combustão não é a única forma de quebrar ligações químicas de moléculas orgânicas. Há certos processos bioquímicos, bem mais lentos e complexos, que dão o mesmo resultado e por isso são, algumas vezes, considerados como formas de “queima” biológica. Trata-se dos processos de respiração celular e fermentação. O nosso amigo friorento podia usar os fósforos para degradar lenha e, assim, obter calor para aquecer o corpo. Os seres vivos executam a respira- ção celular (ou apenas a fermentação) para degradar matéria orgânica do seu corpo e obter energia química para manter íntegro o complexo de reações a que chamamos metabolismo. Quando você cresce ou engorda, uma parte do novo material adicionado já fica disponível para a respiração celular, que fará com que você possa continuar com seu metabolismo normal e, portanto, vivo. Neste ponto, você já deve ter concluído que as transferências de energia de um organismo para outro, e entre os organismos e o meio, se fazem simul- taneamente com transferências de matéria. Essas transferências de matéria e energia que se estabelecem num ecossistema iniciam-se quando as plantas sintetizam matéria orgânica a partir de compostos minerais do meio abiótico (fotossíntese – são autótrofas). Esse processo se completa à medida que orga- nismos vivos ou mortos são total ou parcialmente incorporados por animais, fungos e bactérias: por serem incapazes de sintetizar a matéria orgânica de que necessitam (organismos heterótrofos), esses seres se alimentam a partir de outros, consumindo matéria orgânica externa. Resumindo Independentemente de qual seja o mecanismo fornecedor de matéria or- gânica, em qualquer ser vivo, essa matéria servirá não só para a construção do corpo, mas também como “combustível”, destinado a liberar a energia química necessária para manter o metabolismo em ação. Neste último caso, a matéria orgânica é degradada, passando para a forma inorgânica, através dos processos bioquímicos de respiração celular e fermentação. Populações Organizadores Paulo Takeo Sano Lyria Mori Elaboradores Vânia Pivello Sérgio Rosso Unidade 1 e comunidades CARACTERÍSTICAS E DINÂMICA DAS POPULAÇÕES Como vimos, as populações, assim como os indivíduos, têm atributos pró- prios. Entre eles, destacam-se a estrutura etária e o modo como os indivíduos se distribuem no espaço e no tempo, além da abundância e da densidade popula- cional. A variabilidade genética de uma população é também um fator muito importante, que vai influir no potencial de adaptação dessa população a eventu- ais modificações do meio em que ela vive. A estrutura etária nada mais é do que a maneira como as faixas de idade estão representadas no total de indivíduos da po- pulação. Essa estrutura pode ser descrita por pirâmides etárias. Atividade 1.1 Vamos descrever a estrutura etária da população que mora na sua vizinhança. Inicialmente, determine o roteiro que você vai seguir na pesquisa: pode ser toda a sua rua, uma parte dela, o seu quarteirão etc. Digamos que você tenha preferido esta última opção. Vá de resi- dência em residência perguntando quantas pessoas moram ali e quais as suas respectivas idades e sexo, até registrar pelo menos uma cen- tena de idades de pessoas. Feito isso, vamos estabelecer as classes de idade. Considerando que as pessoas mais velhas em nosso meio difi- cilmente passam dos 100 anos de idade, uma boa opção é criar classes de 10 anos: 0 a 9, 10 a 19, 20 a 29, 30 a 39, e assim por diante, até a última classe que é de 90 a 99 anos. Faça a contagem de quantas pessoas se situam em cada classe, preenchendo a tabela 1.1. Agora, individualmente ou com o auxílio do professor, construa a pirâmide etária. Você deverá analisar a sua pirâmide, comparando-a com as pirâmides etárias das populações humanas da Suécia e de Moçambique, da figura 1.1. Veja que na Suécia as classes de idade estão mais ou menos igualmente representadas (e por isso ela é quase retangular), enquanto que em Moçambique, há um forte estreitamento de uma classe para a seguinte (e a pirâmide é bem triangular). Com- pare a sua pirâmide com as apresentadas aqui e discuta com o professor e com seus colegas o que você observar. Classe etária (anos) 0 – 9 10 – 19 20 – 29 30 – 39 40 – 49 50 – 59 60 – 69 70 – 79 80 – 89 90 a 99 Número de casos TABELA 1.1   mento da população de ve- ados nesse mesmo período, caso o homem não tivesse interferido na área. Note a diferença entre as curvas das figuras 1.4 e 1.5. Você concorda que a pre- sença dos predadores impe- de uma grande explosão populacional, mantendo o número de veados mais es- tável ou equilibrado? Cada caso é um caso, dependendo de como se apresentam as taxas de natali- dade e imigração, e de mortalidade e emigração. Mas como será o caso da popu- lação humana? Observe a figura 1.6, com a curva de crescimento da população humana mundial ao longo do tempo. Por acaso a população humana é tão especi- al para que o ambiente ofereça a ela recursos sem limites? A forma da curva sugere que nossa população está com alguma tendência ao equilíbrio, conforme a figura 1.4? Observe a parte inicial da curva da figura 1.4 e note que ela tem a forma de J, característica do crescimento descontrolado. Note também como foi repentino e intenso o colapso da população. Se tomarmos as situações das figuras 1.4 e 1.5, qual representa um futuro mais promissor para nós? O que precisaria ocorrer para garantir que esse seja o nosso caso? Em outras palavras: como pode- mos evitar que aconteça conosco o que ocorreu com os veados do Arizona? Neste ponto, você já está preparado para analisar eventos registrados em curvas de dinâmica populacional. Já deve ter incorporado o significado de potencial biótico, de capacidade de suporte e de resistência do meio, conseguindo dis- tinguir uma situação já regulada pela resis- tência do meio de outra situação, de cresci- mento descontrolado. Atividade 1.3 Vamos interpretar a curva de crescimen- to populacional humano, apresentada na figura 1.6. Procure levantar quais teriam sido os fatores biológicos ou históricos mais importantes que influenciaram as taxas populacionais, determinando diferentes fa- ses de crescimento. A figura 1.7 apresenta curvas de cresci- mento humano referentes ao período mais recente, com projeções até 2050. Qual se- ria o tamanho estimado da população hu- mana no ano 2050? Discuta como a fertili- dade e a mortalidade estariam influindo no crescimento populacional. Como as condi- ções sociais e o nível de desenvolvimento tecnológico podem influir nas quatro taxas determinantes do crescimento populacional? Agora, vamos pensar um pouco mais sobre o funcionamento dos indiví- duos de qualquer população. A manutenção dos processos químicos internos, Figura 1.5: No gráfico abai- xo, a linha contínua mos- tra o crescimento real da população de veados numa planície do Arizona, Estados Unidos. O perío- do estudado inclui a proi- bição da caça de veados e também uma campanha de combate aos seus pre- dadores naturais (dese- nho à direita). Se seus pre- dadores não tivessem sido eliminados, a expectativa era de que o tamanho da população seguisse a li- nha pontilhada, estabili- zando-se em torno de 27.000 indivíduos. Figura 1.6: Crescimento da população humana mundial nos últimos 12 mil anos. Durante cerca de 8 mil anos, o número de pessoas da população humana foi mais ou menos estável. Há 3 pulsos de cres- cimento, caracterizando as 3 fases marcadas no gráfico. A fase I coin- cidiu com a era do ferro na Europa e o desenvolvimento das civiliza- ções antigas (Egito, Grácia, Roma, Índia e China). A fase II correspondeu ao desenvolvimento da agricultura medieval européia e chinesa. A fase III iniciou-se com a expansão da civilização européia, caracteri- zada pela modernização dos meios de produção, desenvolvimento da medicina e de estratégias de prevenção de numerosas doenças.    -  dos quais depende a normalidade de toda a interação dos organismos com o ambiente, exige uma quantidade mínima de recursos, obtidos do am- biente. Se faltar um fator essencial (energia ou matéria-prima) para al- gum processo metabólico, ele fica limitado. Dizemos então que, por estar em disponibilidade abaixo do limite mínimo aceitável, o fator em questão é um fator limitante. Os exemplos são inúmeros. Uma planta precisa de água para fazer fotossíntese e crescer. Se a água for escassa no ambiente, a taxa fotossintética cairá e diminuirá tam- bém toda a produção de novas es- truturas, como folhas, caules, raízes e, principalmente, estruturas repro- dutivas. Se considerarmos essa res- trição em todas as plantas de uma população, a falta de água estará limitando também o crescimento populacional, pois os indivíduos estarão produzindo menos sementes ou sementes com menos reserva e, portanto, menos viáveis. Como você notou, nós passamos da análise em nível individual – com um processo fisiológico corporal limitado – para a redução da taxa de natalidade no nível populacional. Podemos então dizer que a falta de água será um dos fatores da resistência do meio, limitando a população de plantas. Em animais, a disponibilidade de proteínas na dieta é fundamental para a construção de mais matéria corporal e, portanto, para o desenvolvimento e crescimento. Os carboidratos, também importantes, são utilizados como fonte de energia para a manutenção do funcionamento corporal. Uma dieta rica em carboidratos é capaz de manter o corpo de uma pessoa funcionando por um bom tempo, mas é insuficiente para garantir seu crescimento. Você já ouviu dizer que, em populações humanas com carência nutricional protéica, os indi- víduos podem apresentar corpo mais reduzido e um certo grau de retardo mental, que pode até tornar-se irreversível? Em síntese, a não existência de fatores em condição limitante para os indi- víduos é crucial para o sucesso da população no ambiente. Quando as limita- ções começam a ocorrer, também as relações entre os indivíduos vão se modi- ficando. Isso se dá de modo que uma certa parte da população ainda tem sucesso, em detrimento dos indivíduos que, por não conseguirem recursos em quantidade suficiente para si, tendem a desaparecer mais facilmente. Diariamente os indivíduos de todas as espécies “procuram” resolver do modo mais eficiente possível os problemas relacionados à aquisição de recursos. Em muitos casos, o estabelecimento de relações mais ou menos estritas entre indiví- duos de uma ou mais espécies leva a um aumento na eficiência da captação de recursos por, pelo menos, uma das partes envolvidas. Há tipos bem diferentes de relações entre os seres vivos, que podem ser classificadas em duas catego- rias: harmônicas ou desarmônicas. Nas relações harmônicas nenhuma das par- tes é prejudicada, enquanto nas relações desarmônicas pelo menos uma delas é Figura 1.7: Crescimento populacional humano desde 1990, com projeções para 2050. A curva pontilhada mostra a previsão com alta natalidade e baixa mortalidade; a linha tracejada dá a previsão com baixa natalidade e alta mortalidade; a linha contínua é somente a média.   prejudicada. Você vai ver que sua habilidade em diferenciar os diversos tipos de relações biológicas dependerá da percepção sobre o custo e o benefício para cada uma das partes envolvidas. Uma dica é pensar em termos da dinâmica das populações envolvidas. Sempre que, como resultado da relação, uma das po- pulações crescer mais rapidamente, então ela é dita beneficiada. Isso pode ocorrer seja pelo aumento da taxa de natalidade ou da taxa de imigração, seja pela redução da taxa de mortalidade ou da taxa de emigração. Atividade 1.4 Com o auxílio do seu professor, preencha a tabela abaixo, escrevendo o conceito e um exemplo de cada uma das relações listadas. Agora é o momento de identificar os tipos de relações acima em situações diversas. Leia atentamente as passagens abaixo, reconhecendo qual seria a relação envolvida e justifique. Não esqueça: pense na conseqüência da in- teração para a sobrevivência das partes envolvidas. 1) Numa fazenda, parte do rendimento do proprietário serve para manter um grupo de cães, alimentando-os e protegendo-os contra doenças. Não se trata obri- gatoriamente de amor pelos animais – o fazendeiro se sente bem recompensado com a redução nos roubos de gado devido à guarda do perímetro pelos cães. 2) Uma senhora mora com a família de sua filha perto de uma praça, de onde vem recolhendo cães que são abandonados. Atualmente ela está à beira do desespero: o espaço tornou-se insuficiente para manter as pessoas e tantos cachorros, muitos bem crescidos e já acasalando. E o pior é que vários entram na cozinha e roubam os bifes que estão na pia: não sobra nada para os mora- dores. Ah, a casa da pobre senhora foi assaltada cinco vezes neste ano... 3) Os vizinhos viam nela uma pessoa singela. Todas as manhãs tomava seu café e, ao terminar, infalivelmente agitava a toalha de mesa no gramado do quintal. Passarinhos de várias espécies vinham aos montes para disputar as migalhas de pão e um ou outro resto de fruta. Embora ocorresse uma ou outra briga entre eles, no mais das vezes os pássaros enchiam o ambiente e o cora- ção dela com seu canto e harmonia. CARACTERÍSTICAS E DINÂMICA DAS COMUNIDADES Nem os organismos nem as populações existem isoladamente na natu- reza; na realidade, são sempre integrantes de associações de espécies que interagem com o meio abiótico e também entre si, através das várias modali- dades de relações bióticas que já vimos. Como você já sabe, comunidade é qualquer conjunto de populações de organismos vivos numa determinada área e que interagem entre si. Essa defi- Predação (+/-) Parasitismo (+/-) Competição intra-específica (-/-) Competição inter-específica (-/-) Amensalismo Comensalismo (+/0) Inquilinismo (+/0) Protocooperação (+/+) Mutualismo (+/+)Re la çõ es ha rm ôn ic as Re la çõ es de sa rm ôn ic as    -  Figura 1.9: Representação gráfica de uma teia alimen- tar. À esquerda, aparece uma típica cadeia alimentar de uma comunidade terrestre e, à direita, uma de comuni- dade aquática. complexo, com grande número de interligações. De modo geral, o ní- vel dos produtores fica representa- do na base da figura. Acima dele, vem o nível dos consumidores pri- mários e depois os dos demais con- sumidores. Ao lado esquerdo do es- quema, aparece uma cadeia alimen- tar característica de ambientes ter- restres, enquanto ao lado direito há uma cadeia alimentar de ambiente marinho. Cada uma delas é uma par- te extraída de uma teia alimentar muito mais complexa. Repare que certos organismos podem atuar em níveis tróficos di- ferentes. Vamos pegar como exem- plo o caso da coruja. Quando ela come o rato que, por sua vez, se ali- mentou dos frutos da palmeira, ela está desempenhando o papel de consumidor secundário. A palmeira é o produtor, o rato (herbívoro) é consumidor primário, e a coruja é o consumidor secundário. Agora, veja o que ocorre quando a coruja come o pássaro, que comeu a joaninha, que comeu um pequeno inseto, que comeu um vegetal. Nesse caso, a coruja está sendo um consumidor de quarta ordem, ou seja, ocupando o quinto nível trófico. Esses dois exemplos mostram que duas cadeias alimentares extraídas de uma mesma teia alimentar podem apresentar diferentes números de componen- tes, constituindo seqüências mais longas e mais curtas. Nos ambientes aquáti- cos, em geral, as cadeias costumam ser mais longas do que em ambientes terres- tres. Isso se deve ao fato de que, nos ecossistemas aquáticos, os vegetais são muito pequenos, muitas vezes microscópicos, permanecendo em suspensão na massa d´água (ver figura 1.9). Isso significa que muitos consumidores primá- rios capazes de comer vegetais tão pequenos são espécies também pequenas e é por este motivo que “cabem” mais componentes nessas cadeias alimentares. Atividade 1.5 Que tal você lembrar de todos os animais e plantas que observou, ou com que teve contato durante a semana em sua vizinhança, e tentar construir a melhor teia alimentar capaz de relacionar esses organismos? Escreva o maior número possível de cadeias alimentares das quais você participou ao fazer suas refeições na semana passada. Verifique qual é o nível trófico ocupado por você em cada uma dessas cadeias alimentares. E agora vamos deixar algumas questões para você discutir com seu pro- fessor e seus colegas: 1) A pirâmide trófica ao lado pode ser uma pirâmide de energia? 2) Alguma pirâmide trófica pode apresentar o nível dos produtores com menor largura que níveis mais altos (pirâmide invertida)? Qual seria esse tipo de pirâmide trófica? 3) Se a pirâmide trófica acima for de biomassa, então poderíamos afirmar que, de modo geral, um produtor nessa comunidade tem tamanho maior do que um consumidor pri-   mário, reduzindo-se este tamanho individual à medi- da que se sobe para os níveis tróficos seguintes? 4) E se essa for uma pirâmide de energia? Nesse caso, você acharia correto afirmar que um quilogra- ma de produtores é um alimento mais energético do que um indivíduo consumidor de mesmo peso? Tendo respondido essas perguntas, você já deve ter entendido que, nas pirâmides, o que se representa em cada degrau não é característica de um indivíduo, e sim do conjunto total dos indivíduos de cada nível trófico. Tal como as populações, também as comunidades não se apresentam estáticas ao longo do tempo. De modo geral, ocorrem variações periódicas ou não periódicas de diversos atributos das comunidades ao longo do tempo. Atividade 1.6 Uma maneira muito simples de você observar di- retamente essa dinâmica acontecendo é pegar uma caixa de madeira (de uvas, por exemplo), encher com terra e colocar no telhado de sua casa, ou em cima do muro, ou mesmo no próprio quintal. Feito isso, você deverá observá-la diariamente, anotando os organis- mos ali presentes e contando-os. Após algumas se- manas você vai perceber o amadurecimento de uma comunidade com vegetais e animais. Represente num gráfico, para cada dia, o número de espécies observado na data e também o número acumulado até então. Acrescente ao gráf ico os nú- meros totais de indivíduos de plantas e animais em cada data. O que ocorre com a diversidade ao longo do período de amadurecimento? Como varia a quan- tidade de produtores e de consumidores no período? Esse processo de amadurecimento da comunidade, que pode ocorrer com maior ou menor rapidez, é o que se chama sucessão ecológica, podendo levar à recupe- ração de comunidades degradadas (sucessão secundá- ria). Por exemplo, quando uma área é desmatada, trans- formando-se numa clareira, diversas espécies de plantas e animais vão colonizando a área e a comunidade vai se modificando até que não seja possível distinguí-la da co- munidade ao redor. Com o passar do tempo, as espécies vão sendo substituídas por outras, simultaneamente com a chegada de espécies adicionais. No final, a estrutura da comunidade já não se altera substancialmente. Fala-se, então, em equilíbrio – o clímax ecológico. Quando novos ambientes são colonizados pela primeira vez, como uma ilha vulcânica recém formada, fala-se em sucessão primária. A figura 1.10 representa um processo sucessional. Observe que, primeira- mente, aparecem as espécies pioneiras, geralmente muito versáteis e resisten- tes a certas pressões ambientais. Figura 1.10: sucessão ecoló- gica secundária em um campo de cultivo abando- nado. No final de 100 anos área que havia sido desma- tada para iniciar o cultivo apresenta uma floresta idêntica à original.    -  Note os números na figura 1.10: veja como aumenta a diversidade ao longo da sucessão. Veja também que a biomassa (e a quantidade de energia retida) vai se tornando cada vez maior. E agora, o mais importante: observe os vegetais. Note que a relação entre matéria verde fotossintetizante (basicamente as folhas) e matéria não verde vai mudando. Com o aparecimento de árvores, com grandes sistemas radiculares, uma parte cada vez maior do produto fotossintético total vai sendo usada para sustentar partes vivas e não fotossintetizantes das próprias plantas, e também para sustentar uma comunidade animal cada vez maior e mais exuberante. Nas comunidades clímax, a diversidade terá atingido o máximo, a biomassa também, e a sobra de materiais fotossintetizados que poderiam ser levados para outros ecossistemas vai ficando cada vez menor. Nas comunidades clímax, o total da fotossíntese equilibra o total das respi- rações e fermentações, não sobrando nada para sustentar outros sistemas (a relação entre produção e consumo [P/C] é 1). Um exemplo de comunidade clímax é a Mata Amazônica. Você já ouviu falar a frase: “a Amazônia é o pulmão do mundo”? As pessoas que dizem isso consideram o papel produ- tor de oxigênio da vegetação – “e como há muita vegetação, há também muito oxigênio”. Errado. Se esse gás, formado na fotossíntese, sobra a pon- to de poder ser exportado, então é porque também está sobrando o outro produto da fotossíntese, que é a matéria orgânica. Mas isso não é verda- deiro no caso da Mata Amazônica. Lá, toda a matéria orgânica que é forma- da com a liberação de O 2 é também consumida mediante o uso desse gás e, portanto, não há sobras (inclusive do O 2 ). É por esse motivo que a Mata Amazônica não é o pulmão do mundo. COMUNIDADES E MEIO ABIÓTICO: CICLAGEM DE MATÉRIA NOS ECOSSISTEMAS Encerraremos nosso estudo da parte mais geral da Ecologia tratando das interações entre os seres vivos e o meio abiótico, as quais são importantes inclu- sive para a reciclagem da matéria. Os principais elementos que reciclam na natu- reza passam alternadamente da forma química inorgânica para a forma orgânica, voltando depois à condição inorgânica. Os principais elementos que sofrem reciclagem na natureza são o carbono, o oxigênio, o nitrogênio, o fósforo e o enxofre. Aqui, vamos analisar somente os ciclos do carbono e do nitrogênio. O ciclo do carbono (Figura 1.11) é intimamente ligado aos pro- cessos de respiração e de fotossín- tese e, por isso mesmo, relaciona- se com o ciclo do oxigênio. A for- ma inorgânica de carbono mais dis- ponível na natureza é o gás carbô- nico da atmosfera, que se dissolve na água de todos os corpos aquáti- cos. O gás carbônico é utilizado pelos vegetais e o carbono é incor- porado na matéria orgânica que eles fabricam. Como vimos, essa matéria orgâ- nica é transferida ao longo de todas Figura 1.11: Ciclo do carbo- no. Não está representada a parte geológica relaciona- da com os combustíveis fósseis. Complete o esque- ma. Neste ponto do curso, você já entendeu que cada indivíduo vivo é um tipo de máquina que executa diversas tarefas, entre as quais: 1) adquirir matérias-primas e encontrar as condições mais adequadas para manter a estrutura e o funcionamento do corpo; essas matérias-primas e algu- mas dessas condições são chamadas recursos; 2) eliminar ou dispor os resíduos formados à medida que os recursos vão sendo utilizados ao longo do processo vital, de tal modo que a concentração dos resíduos no ambiente não supere um máximo admissível, comprometen- do a eficiência da máquina. Leia com atenção os parágrafos abaixo: · Um recurso é algo que precisa estar disponível em quantidade ou intensi- dade acima de um mínimo crítico, a fim de não comprometer ou limitar o sucesso do indivíduo no ambiente. Quando falta um recurso para um certo organismo, ele começa a perder eficiência em tarefas fundamentais, como proteger-se de preda- dores ou encontrar o melhor parceiro sexual para a reprodução. Com isso, o indi- víduo vai ficando mais vulnerável a pressões ambientais, que acabam por dimi- nuir sua chance de sobrevivência e também o número de descendentes. · As quantidades ideais de recursos são determinadas para cada indiví- duo, mas os estoques de recursos no ambiente são comuns a todos. Isso quer dizer que a quantidade total de recursos no ambiente em que vive uma popu- lação deve atender a todos os indivíduos. · Dependendo da abundância populacional, a quantidade de recursos por indivíduo se altera, podendo chegar a níveis abaixo do crítico. Quando o re- curso é o alimento, essa situação de escassez gera a fome – daí a competição (neste caso, um indivíduo mais eficiente que os demais na obtenção do recur- so vai ter uma vantagem muito grande). Vamos pensar agora em recursos do ponto de vista humano. Lembre-se de que nós, da cidade, temos uma forma específica de conseguir os recursos de que necessitamos: trabalhamos, ganhamos dinheiro e os compramos. Isso sig- nifica que processos ecológicos semelhantes aos que ocorrem nas outras es- pécies, envolvendo diretamente os recursos necessários a elas, no nosso caso ocorrem em relação a dinheiro – os humanos competem por dinheiro do mes- mo modo que outros organismos competem por alimento, água, luz, espaço físico, abrigo etc. A utilização dos Organizadores Paulo Takeo Sano Lyria Mori Elaboradores Vânia Pivello Sérgio Rosso recursos pelo homem Unidade 2    -  Imagine uma família onde só o pai trabalha, morando numa pequena casa. Que problemas se agravam a cada nova criança que nasce? Como é possível ao longo do tempo resolver esses problemas? Se você analisar bem a situação, verá que qualquer solução envolve o aumento do número de pessoas trabalhando – de modo a aumentar a quanti- dade total de recursos para a família, mantendo constante a proporção por indivíduo – ou então a redução do número de pessoas – isso ocorre quando alguém se muda (emigração), quando alguém morre etc. Você consegue per- ceber aí aspectos da dinâmica de populações? Discuta o assunto com seu professor e seus colegas. Apesar de ser eminentemente individual, a questão dos recursos tem efei- to profundo na viabilidade e na dinâmica das populações nas comunidades. De modo análogo, os resíduos que sobram da aquisição e da utilização dos recursos precisam ser dispostos no ambiente de modo que este não se torne inabitável. Quando a concentração dos rejeitos no ambiente supera certo ní- vel máximo, começa a declinar o sucesso dos indivíduos, também com refle- xos nas populações e na comunidade. A poluição ocorre justamente quando este nível crítico é ultrapassado. Tanto os recursos quanto os rejeitos tornam-se pontos mais problemáticos à medida que aumenta a densidade populacional. Daí vêm complicações no uso de terras para a produção de alimentos e no uso da água, além da geração de poluição do ar, da água e do solo. AGRICULTURA E USO DAS TERRAS Um problema constante para a população humana, e que se torna mais sério à medida que a população aumenta, é a produção de alimentos. Ela implica na necessidade de mais terras para cultivos e pastagens. Surgem, en- tão, várias complicações. Inicialmente, para que ecossistemas naturais se transformem em agro- ecossistemas, há desmatamentos, que causam tanto a perda direta dos organis- mos como a perda indireta, por destruição de seus habitats. Hoje, muito pouco resta das matas, savanas e campos nativos. Em conseqüência, milhares de espé- cies de plantas, fungos, animais e microorganismos foram extintos no processo de desmatamento. Muitas destas espécies nem sequer são conhecidas! Com a perda dessas espécies, fica faltando quem execute alguns proces- sos e funções importantes dos ecossistemas, como a decomposição da maté- ria orgânica, a auto-depuração da água e do solo, a polinização e a dispersão de plantas, os ciclos de matéria e hidrológico, a estabilização do solo e con- tenção de erosão, a regulação de populações e muitos outros. Isso reafirma a importância da biodiversidade no funcionamento dos ecossistemas e na ma- nutenção de seus equilíbrios – afinal, quanto mais complexa for a peça de teatro, mais diversificado deverá ser o elenco de atores. Outra série de complicações decorre do tipo de agricultura que se pratica hoje. No passado, a agricultura se aproximava mais dos sistemas naturais, em policulturas, sem a adição de substâncias químicas industrializadas e com o uso do trabalho do homem e de animais. A agricultura atual é voltada à produção em larga escala, em extensas monoculturas, com alta produtividade. Tal atividade exige grandes investimentos em insumos agrícolas (adubos e biocidas) e em me- canização. As monoculturas implicam em enorme redução da biodiversidade; o   Figura2: Flutuação de uma população de inseto praga e de inseto predador/parasita, antes e após aplicação de pesticida (modificado de Raven et al. 1997). solo é compactado por máquinas pesadas e são adicionadas grandes quantidades de substâncias químicas ao ambiente. Sérios problemas de contaminação humana decorrem do uso de pesticidas, tanto pelo seu uso direto (no caso, contaminando os agricultores) quanto pela ingestão junto aos alimentos. Atividade 2.1 A tabela abaixo mostra algumas características de duas culturas de toma- tes, sendo uma delas convencional e a outra orgânica. Que vantagens e desvantagens de cada uma delas você pode perceber? Discuta cada item. Em termos financeiros, qual seria mais vantajosa? Atividade 2.2 Explique o que ocorreu na situação demonstrada abaixo: A forma como o homem vem utilizando as terras para cultivá-las ou para construir edificações também tem agravado os problemas de erosão e perda de solo. Grande parte do solo carreado é superficial e, portanto, com maiores quantidades de nutrientes disponíveis à vegetação e aos organismos edáficos. A perda de solo fértil por erosão torna muitas áreas agrícolas improdutivas, e elas acabam sendo abandonadas. Uma vez carreado, o solo tende a se depositar em rios e lagos, aumentando sua turbidez e, conseqüentemente, diminui a quantidade de luz que penetra na água, reduzindo a produtividade primária. Assim, sobra menos alimento para os outros níveis tróficos. Outro resultado dos processos erosivos é o carreamento de substâncias orgânicas e inorgânicas tóxicas para os corpos d´água, aderidas às partículas de solo. Na água, essas substâncias se dissolvem, podendo causar intoxicação e morte de espécies menos tolerantes. A deposição de solo muitas vezes leva também ao assoreamento dos corpos d´água. adubação controle de pragas colheita tamanho médio do fruto riqueza de insetos riqueza de pássaros Agricultura convencional química (N+P+K) químico mecanizada 120g 2 espécies nenhuma espécie Agricultura orgânica orgânica (esterco de animais) biológico manual 75g 16 espécies 6 espécies    -  do ambiente, diminui a quantidade de lixo disponível, bem como a poluição do ar e das águas. Além disso, a reciclagem promove a geração de empregos. No lixo doméstico, a maior parte do material sólido é reciclável: papel, plás- tico, metais e vidro podem ser tratados e reaproveitados como matéria-prima. O material orgânico, como restos de alimentos e material proveniente de jardina- gem, pode ser transformado em material humificado e servir como adubo. Esse processo, denominado compostagem, é a forma mais antiga de reciclagem do lixo orgânico. Nele, o homem se aproveita do processo natural de decomposição biológica da matéria orgânica, acelerando-o por meio da manutenção de condi- ções ideais à decomposição (calor, água e boa oxigenação). Porém, nem todo lixo pode ser reciclado. O lixo hospitalar é um exemplo e, por questões de segurança, deve ser incinerado em temperaturas acima de 900ºC. A queima sob altas temperaturas mata possíveis patógenos e reduz a toxicidade dos compostos orgânicos. Mas também outros tipos de material – papel, borra- cha, plásticos – podem ser incinerados. Algumas vantagens da incineração são a redução do volume do lixo em até 90% e a geração de energia térmica, que pode ser transformada e utilizada, por exemplo, sob a forma de energia elétrica. Uma desvantagem é a possível produção de gases tóxicos – como SO 2 , NO 2 , HCl – e metais pesados. Para que essas substâncias não cheguem à atmosfera, devem ser usados filtros específicos nos incineradores. Uma grande parte do lixo, especialmente o doméstico, é lançada a céu aber- to, nos chamados lixões. Nos lixões, o lixo é simplesmente depositado sobre o solo, sem qualquer tratamento, podendo trazer sérios problemas à saúde pú- blica – pela proliferação de ratos e outros vetores de doenças. Também o chorume (líquido gerado na fermentação do lixo) e produtos contendo metais pesados, inadequadamente lançados no lixo comum (como pilhas e baterias), poluem o solo e as águas. O metano, gás produzido na decomposição da matéria orgânica e presente em grande quantidade nos lixões, além de ser um dos principais poluidores do ar, também aumenta o risco de incêndios, pois é inflamável. Uma alternativa aos lixões, mais adequada em termos ambientais e de saúde pública, são os aterros. Tanto o aterro controlado quanto o aterro sanitá- rio consistem na deposição do lixo em grandes valas e sua posterior cobertura com uma camada de solo e compactação, sucessivamente, até que a vala se encha. Porém, o aterro sanitário inclui um tratamento maior ao lixo: na sua construção, camadas de plástico são previamente colocadas no solo e um sistema para drenagem e coleta do chorume é providenciado, para que, quan- do em funcionamento, não contamine o lençol freático. Há um sistema de coleta de gases, que podem ser utilizados para a geração de energia elétrica. Essas áreas, quando já cheias, podem servir a outros fins, como recreação. Atividade 2.5 Alguns materiais encontrados no lixo e os respectivos tempos que levam para decompor encontram-se na tabela abaixo: Material papel algodão cascas de laranja filtros de cigarro sacos plásticos sapatos de couro latas de alumínio vidro Tempo de decomposição 2 a 4 semanas 1 a 5 meses 6 meses 10 a 12 anos 10 a 20 anos 25 a 40 anos 200 a 500 anos > 1 milhão de anos Tipo de tratamento   Complete a coluna à direita, indicando o tipo de tratamento mais adequa- do para cada material, e justifique. Para discutir: Você sabia que, nos aterros sanitários, mesmo os materiais cuja decomposição seria naturalmente rápida, como papel e restos de comida, demoram muito para decompor? Qual seria a razão disso? POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA Todos nós conhecemos alguns dos inúmeros problemas causados pela poluição atmosférica, como irritação nos olhos, tosse, corrosão de materiais, ou mesmo morte de algumas plantas. A poluição atmosférica consiste na pre- sença no ar de materiais capazes de causar danos aos seres vivos ou ao patrimônio. Esses danos podem ocorrer devido a um grande aumento na con- centração de substâncias que já existem normalmente no ar (ex.: gás carbônico), ou à adição de substâncias que não existem naturalmente (ex.: substâncias sintéticas, como os clorofluorcarbonos) e que se tornam tóxicas. Há uma quantidade imensa de substâncias que podem se tornar poluentes do ar. Os cinco tipos mais importantes são: particulados (partículas sólidas, poeira), óxidos de nitrogênio (NO, NO 2 , N 2 O), óxidos de enxofre (SO 2 , SO 3 ), gases com- postos de carbono (CO, CO 2 , CH 4 ) e ozônio (O 3 ). Os quatro primeiros tipos inclu- em, na grande maioria, o que chamamos de poluentes primários, ou seja, entram diretamente na atmosfera; o ozônio é um exemplo de poluente secundário, pois provém da reação química de outras substâncias liberadas na atmosfera. Existe poluição do ar causada por processos naturais, como após a erupção de um vulcão, que lança enormes quantidades de particulados e gases na at- mosfera. Entretanto, as atividades humanas, especialmente indústrias, tráfego de veículos e outras envolvendo queima de combustíveis fósseis (carvão e pe- tróleo) são as principais fontes de poluição do ar. Atividade 2.6 É freqüente nos jornais o comentário de que o desmatamento e a queima da floresta Amazônica contribuem para o efeito estufa. Explique como essas duas ações poderiam influir no aquecimento global (com base no ciclo do carbono). Discuta a frase: “O ozônio (O 3 ) é um gás que pode atuar como vilão ou como mocinho”. O que é inversão térmica e por que ela ocorre no inverno? Agora, responda esta questão da FUVEST: “Se as usinas hidrelétricas utilizam madeira em lugar de combustíveis fós- seis e se novas árvores são plantadas constantemente para substituir aquelas queimadas nas usinas, não é liberado dióxido de carbono adicional.” (Folha de São Paulo, 18/10/1997) a) O que são combustíveis fósseis? b) Por que a queima de madeira não liberaria dióxido de carbono adicional para a atmosfera, desde que novas árvores fossem constantemente plantadas? SUSTENTABILIDADE Como vimos, diversas ações do homem sobre o meio ambiente vêm cau- sando enormes danos às populações biológicas e aos processos ecológicos que mantêm a vida na Terra. Essas ações deletérias intensificaram-se muito a partir    -  da Revolução Industrial, quando se passou a adotar como meta de desenvolvi- mento modelos calcados na super-exploração dos recursos e nos ganhos a curto prazo. A população dos países desenvolvidos é hoje de cerca de 2 bilhões de pessoas (um terço da mundial), e consome cerca de 85% dos recursos, devido ao modelo de vida adotado. Mas esse modelo é o único caminho possível para o desenvolvimento? Acredita-se que não. O desenvolvimento sustentável é uma forma de se atingir o progresso sem destruir o ambiente. Visa a melhorar a qualidade de vida das populações humanas por meio da utilização racional dos recursos, isto é, de forma que sejam mantidos em longo prazo. E de que maneira pode-se atingir o desenvolvimento sustentável? De for- ma geral, utilizando-se de tecnologias “limpas” (não-poluentes), aumentan- do-se a eficiência de produção (com o uso de menor quantidade de recursos), diminuindo-se os subprodutos e buscando-se sempre reaproveitar material (não- desperdício). Hoje contamos com alternativas mais sustentáveis de uso dos recursos e destinação de detritos: · na agricultura e no uso das terras: aumento da eficiência agrícola e uso de áreas menores, evitando o desmatamento; respeito à capacidade de suporte das terras, evitando erosão do solo; estímulo à policultura, à rotação de cultu- ras, à agricultura orgânica, ao melhoramento genético de espécies, ao contro- le biológico de pragas e ao uso de agroquímicos de baixo poder residual; · lixo: diminuição da produção de lixo sólido por meio da reciclagem, reparo e reuso de materiais; uso contínuo de algum tipo de tratamento no lixo (incineração, aterro sanitário, compostagem); · água: redução do consumo; reaproveitamento e uso diferenciado da água, com diferentes graus de pureza para diferentes f ins; tratamento e despoluição de corpos d´água; irrigação racional de lavouras (por gotejamento, por exemplo), revegetação das margens de rios; · poluição atmosférica: uso de técnicas e substâncias “limpas”; substi- tuição dos combustíveis fósseis (não renováveis) por combustíveis renováveis; uso de filtros em incineradores e indústrias; conversão de substâncias poluentes em não-poluentes. A educação e a conscientização da população acerca do melhor uso dos recursos são também fundamentais para se atingir metas de desenvolvimento sustentável, bem como a fiscalização do cumprimento das leis que visam à proteção do ambiente.   11% da Terra, produzem cerca de 30% de toda a biomassa vegetal e abrigam mais da metade das espécies existentes. O clima quente e úmido e a abundância de decompositores também favorecem uma rápida ciclagem dos nutrientes, que são eficientemente aproveitados, sustentando essa explosão de vida em solos pobres e lixiviados. Nessas florestas, os nutrientes ficam estocados na matéria vegetal viva (as próprias plantas) e morta (folhedo), e não no solo. As raízes superficiais das árvores, associadas a micorrizas (fungos mutualistas), formam uma rede sobre o solo e recolhem eficientemente os nutrientes existentes no folhedo, antes que sejam lixiviados pelas fortes e freqüentes chuvas. Entre os vegetais, há grandes árvores, com até 60 m de altura, mas também muitas lianas, epífitas e plantas herbáceas adaptadas a pouca iluminação. Entre os animais, o hábito arborícola prevalece, ocorrendo muitas aves, macacos e insetos, mas também é abundante a fauna adaptada a lugares úmidos, como os anfíbios. Pode-se, no entanto, afirmar que todos os grupos de animais terrestres estão representados nessas faunas tropicais. CAMPOS Ocorrem nas regiões temperadas, onde os verões são quentes e úmidos e os invernos frios (Américas do Norte e Sul, Europa e Ásia). Nos campos, não há árvores e a vegetação é composta por herbáceas, especialmente gramíneas. Nos locais onde chove pouco, os solos são mais ricos (porque não são lixiviados) e as gramíneas secam no inverno, facilitando a ocorrência natural do fogo. Por isso, muitas plantas também são adaptadas ao fogo, com a parte subterrânea bem desenvolvida, de onde brotam rapidamente folhas e flores após a queima. A fauna é constituída por muitos roedores e ruminantes, além dos carnívoros que os predam, e uma grande diversidade de insetos. SAVANAS Os biomas savânicos apresentam uma mescla de vegetação arbustivo- arbórea e vegetação herbácea, sendo que as herbáceas – dominadas por gramíneas – formam um “tapete” sobre o qual as lenhosas se distribuem esparsamente. Assim, a vegetação lenhosa e a herbácea mantêm um constante equilíbrio nas savanas: quando as lenhosas adensam, as herbáceas diminuem, e vice-versa, originando fisionomias mais abertas ou mais fechadas (com menor ou maior densidade de árvores e arbustos, respectivamente). As savanas ocor- rem nas regiões tropical e sub-tropical da América do Sul, Austrália e África, onde o clima é marcado por um inverno ameno e seco, e verão quente e úmido, quando se concentram as chuvas. Uma estação seca e grande quanti- dade de gramíneas, que secam quando há deficiência hídrica, propiciam a ocorrência de fogo. Inúmeras adaptações ao fogo são então encontradas na flora e na fauna das savanas. Como é grande a disponibilidade de forragem (pasto), principalmente devido à dominância por gramíneas, a fauna é carac- terizada por pastadores e seus predadores. As savanas africanas são famosas por suas manadas de antílopes, girafas, zebras e outros grandes herbívoros, bem como leões, leopardos, chitas (ou guepardos) e hienas, seus predadores. Na Austrália, os pastadores são representados principalmente por cangurus e, no Brasil, por insetos herbívoros, como veremos adiante. DESERTOS São ambientes onde as chuvas são escassas e irregulares e, portanto, não são capazes de suportar grande biomassa vegetal. Ocorrem tanto nas regiões    -  tropicais quanto nas temperadas (Américas do Norte e Sul, África, Ásia e Austrália), podendo ser quentes ou frios. Como a umidade do ar é muito bai- xa, os desertos têm grande variação de temperatura durante o dia, mais que ao longo do ano. Poucos desertos são tão secos que não conseguem suportar vida, como o da Namíbia (África) e o de Atacama (Chile e Peru). Em geral, possuem plantas suculentas e espinhosas, como os cactos e alguns arbustos, que se distribuem espaçadamente, e são muito adaptadas a reter água e a evitar herbivoria. Os animais tendem a ser pequenos e também são muito adaptados ao ambiente seco e com grande oscilação térmica, destacando-se os artrópodes, répteis e aves de chão, além de roedores. Até este ponto foram apresentados os biomas em escala continental. Entre- tanto, numa escala regional (mais detalhada), condições diferenciadas de solo ou posições no relevo podem alterar o padrão de ecossistema esperado para uma certa faixa climática e comunidades diferentes da “esperada” se desenvol- vem. Por exemplo: num clima úmido e quente, na região tropical, esperamos encontrar floresta pluvial tropical. Entretanto, se nesse local existe uma monta- nha alta, provavelmente encontraremos floresta pluvial tropical somente no sopé da montanha. À medida que subimos a montanha, o padrão da vegetação (e a fauna associada) vai gradativamente mudando, pois o clima vai ficando mais frio. No topo da montanha, haverá um ecossistema com características diferen- tes da floresta pluvial tropical do sopé, podendo ser até mesmo um campo. Logo, os biomas se diferenciam também conforme faixas altitudinais. Biomas do Brasil Apresentaremos agora os principais biomas brasileiros. É importante res- saltar que existem várias classificações para os biomas brasileiros, pois auto- res divergem nas interpretações. Por isso, você poderá encontrar algumas di- ferenças em relação à classificação aqui apresentada. FLORESTA AMAZÔNICA É um exemplo típico de floresta pluvial tropical, com pluviosidade de 2.000- 3.000 mm anuais. Localiza-se na região norte-noroeste do país, em relevo pla- no e baixas altitudes, em sua maior extensão. Por distribuir-se numa faixa equa- torial (até cerca de 12º ao sul), as temperaturas médias apresentam pouca osci- lação ao longo do ano (entre 25ºC e 28ºC). Sendo a região amazônica cortada por uma densa rede hidrográfica, parte de suas florestas permanece inundada por alguns meses (matas de várzea e de igapó). O restante da vegetação (matas de terra firme) organiza-se em 3-4 estratos arbóreos, sendo que as árvores mais altas chegam a 40-50m, destacando-se a castanheira e a seringueira. Lianas são freqüentes e as epífitas ocorrem principalmente nos topos das árvores. As matas inundáveis são mais baixas (20-30m) e mais abertas (ou seja, com poucos ar- bustos e herbáceas), tendo suas plantas diversas adaptações para sobreviver à inundação. A fauna predominante é arborícola – macacos, aves e muitos insetos – mas também adaptada à umidade. Esse bioma abriga a maior diversidade de seres vivos, tanto de animais quanto de plantas, no mundo todo. FLORESTA ATLÂNTICA É uma floresta pluvial tropical costeira, pois distribui-se ao longo da cadeia montanhosa que margeia o oceano Atlântico (Serra do Mar), na porção leste do   País. Ao contrário da Floresta Amazônica, a Floresta Atlântica apresenta grande variação altitudinal, indo desde o nível do mar até cerca de 1.200 m de altitude, e também grande variação latitudinal, indo do Rio Grande do Norte ao Rio Grande do Sul. Em conseqüência, apresenta também uma grande variação em temperatura em toda a sua extensão, mas as chuvas são abundantes (2.000- 3.000 mm anuais). Por estar em relevo inclinado, a luz penetra lateralmente no interior da floresta, possibilitando uma grande quantidade de epífitas sobre os troncos das árvores e também um maior desenvolvimento dos estratos arbóreos inferiores (sub-bosque), conferindo a essa floresta diversos estratos arbóreos, tendo o mais alto 30-35 m de altura. Também neste bioma a diversidade bioló- gica é enorme e atualmente se encontra seriamente ameaçada, já que apenas cerca de 7% da Floresta Atlântica ainda existe. Árvores importantes dessa flo- resta, muitas em processo de extinção, são: o pau-brasil, o jacarandá, o jequitibá, a peroba, o cedro. Muitas orquídeas e bromélias originárias dessa floresta tam- bém estão ameaçadas. A fauna predominante é também arborícola, com muitos macacos (o tão falado mico-leão-dourado é um deles), preguiças e aves; apare- ce também uma infinidade de anfíbios, répteis (serpentes, lagartos e jabutis) e também aves e mamíferos de solo. Entre estes últimos, estão cachorros e gatos- do-mato e a onça pintada, que é um predador de topo. FLORESTA DE ARAUCÁRIAS Esse bioma situa-se nos estados do sul do Brasil, estendendo-se até o sul de Minas Gerais quando em altitudes elevadas (Serra da Mantiqueira). Isso porque é característico de clima úmido (1.300-1.500 mm anuais), com inverno frio. Há três estratos bem definidos de vegetação, sendo o superior constituído pelas coníferas brasileiras – araucária (Araucaria angustifolia) e pinho-bravo (Podocarpus spp.) – seguido por um estrato médio, onde são freqüentes os samambaiaçus (ou xaxins), e um estrato herbáceo, com gramíneas. O pinhão, semente da araucária, fornece alimento abundante a muitos habitantes dessas florestas, como esquilos e diversas aves (papagaios, periquitos, gralhas). FLORESTA MESÓFILA Situa-se sobre planaltos da região sudeste do País, a oeste da Floresta Atlân- tica, sob clima úmido (1.000-1.400 mm anuais de chuva) e estacional. Na estação seca, entre 20 e 50% das espécies perdem as folhas. A vegetação atinge 20-30 m de altura, apresentando sub-bosque desenvolvido e, quando sobre solos férteis (terra-roxa), seu porte é maior. Essas matas, situadas na região mais densamente povoada do País, sofreram grande destruição devido à agricultura e exploração madeireira e hoje restam, na maior parte, matas secundárias, com flora e fauna empobrecidas. CAATINGA Ocupando grande parte da região nordeste, a Caatinga ocorre em clima quente e seco, onde as chuvas são irregulares (500-700 mm anuais). Os solos são rasos e pedregosos, mas com fertilidade relativamente alta. A fisionomia mais característica da caatinga é de uma floresta seca, onde predominam árvo- res finas e que perdem todas as folhas na época mais seca do ano (caducifólias). Porém, conforme variações no relevo e na quantidade de chuvas, a caatinga pode também se apresentar como uma vegetação arbustiva e emaranhada, ou como um semi-deserto contendo muito cactos e bromélias, esparsamente distri- buídos. Mas em qualquer desses tipos, são evidentes as adaptações da vege-    -  · As árvores das florestas temperadas decíduas e as da Caatinga perdem todas as folhas em determinada época do ano. Por que essa mesma estratégia poderia estar ocorrendo nesses ambientes totalmente diferentes? · Por que a camada de folhedo é espessa na taiga e fina na floresta pluvial tropical? Explique os processos de utilização de nutrientes em ambos os casos. · Por que as pastagens implantadas em áreas desmatadas de Floresta Amazônica se esgotam em poucos anos? Qual seria o tipo de agricultura sus- tentável para essa região? · Quais seriam as características comuns e diferentes entre a Floresta Amazônica e a Atlântica? · Você vê alguma relação entre os solos pedregosos e rasos da Caatinga e o clima da região? Por que esse tipo de solo acentua a falta de água para as plantas? · Você sabe por que a Caatinga, que significa mata-branca, recebeu esse nome? · Monte uma tabela com os biomas brasileiros apresentados acima e sua correspondência com os biomas mundiais. Essa correspondência é direta? Por quê? Agradecimentos Os autores agradecem ao Prof. Dr. José Mariano Amabis por permitir a reprodução de diversas figuras provenientes de seu livro Conceitos de Biolo- gia (vol. 3, Editora Moderna, 2001). Sobre os autores Vânia Pivello Professora livre-docente do Departamento de Ecologia, Instituto de Biociências, USP, nas áreas de Conservação Biológica e Ecologia Vegetal; mestre pela Universidade de São Paulo e PhD pela Universidade de Londres. Sérgio Rosso Professor doutor do Departamento de Ecologia, Instituto de Biociências, USP, nas áreas de Ecologia Animal e Ecologia Marinha; mestre e doutor pela Universidade de São Paulo. Anotações Anotações