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C BIOLOGIA N 2 CIÊNCIAS DA NATUREZA e suas tecnologias Joaquim Matheus Santiago Coelho e Larissa Beatriz Torres Ferreira Biologia para vestibular medicina 5ª edição • São Paulo 2019 © Hexag Sistema de Ensino, 2018 Direitos desta edição: Hexag Sistema de Ensino, São Paulo, 2019 Todos os direitos reservados Autores Joaquim Matheus Santiago Coelho Larissa Beatriz Torres Ferreira Diretor geral Herlan Fellini Coordenador geral Raphael de Souza Motta Responsabilidade editorial, programação visual, revisão e pesquisa iconográfica Hexag Sistema de Ensino Diretor editorial Pedro Tadeu Batista Editoração eletrônica Arthur Tahan Miguel Torres Claudio Guilherme da Silva Souza Eder Carlos Bastos de Lima Fernando Cruz Botelho de Souza Matheus Franco da Silveira Raphael de Souza Motta Raphael Campos Silva Projeto gráfico e capa Raphael Campos Silva Foto da capa pixabay (http://pixabay.com) Impressão e acabamento Meta Solutions ISBN: 978-85-9542-145-5 Todas as citações de textos contidas neste livro didático estão de acordo com a legislação, tendo por fim único e exclusivo o ensino. Caso exista algum texto, a respeito do qual seja necessária a inclusão de informação adicional, ficamos à disposição para o contato pertinente. Do mesmo modo, fizemos todos os esforços para identificar e localizar os titulares dos direitos sobre as imagens publicadas e estamos à disposição para suprir eventual omissão de crédito em futuras edições. O material de publicidade e propaganda reproduzido nesta obra é usado apenas para fins didáticos, não representando qual- quer tipo de recomendação de produtos ou empresas por parte do(s) autor(es) e da editora. 2019 Todos os direitos reservados para Hexag Sistema de Ensino. Rua Luís Góis, 853 – Mirandópolis – São Paulo – SP CEP: 04043-300 Telefone: (11) 3259-5005 www.hexag.com.br contato@hexag.com.br CARO ALUNO O Hexag Medicina é referência em preparação pré-vestibular de candidatos à carreira de Medicina. Desde 2010, são centenas de aprovações nos principais vestibulares de Medicina no Estado de São Paulo, Rio de Janeiro e em todo Brasil. O material didático foi, mais uma vez, aperfeiçoado e seu conteúdo enriquecido, inclusive com questões recentes dos relevantes vestibulares de 2019. Esteticamente, houve uma melhora em seu layout, na definição das imagens, criação de novas seções e também na utilização de cores. No total, são 103 livros, 24 cadernos de Estudo Orientado e 6 cadernos de aula. O conteúdo dos livros foi organizado por aulas. Cada assunto contém uma rica teoria, que contempla de forma objetiva e clara o que o aluno realmente necessita assimilar para o seu êxito nos principais vestibulares do Brasil e Enem, dispensando qualquer tipo de material alternativo comple- mentar. Todo livro é iniciado por um infográfico. Esta seção, de forma simples, resumida e dinâmica, foi desenvolvida para indicação dos assuntos mais abordados nos principais vestibulares, voltados para o curso de medicina em todo território nacional. O conteúdo das aulas está dividido da seguinte forma: TEORIA Todo o desenvolvimento dos conteúdos teóricos, de cada coleção, tem como principal objetivo apoiar o estudante na resolução de questões propostas. Os textos dos livros são de fácil compreensão, completos e organizados. Além disso, contam com imagens ilustrativas que complementam as explicações dadas em sala de aula. Quadros, mapas e organogramas, em cores nítidas, também são usados, e compõem um conjunto abrangente de informações para o estudante, que vai dedicar-se à rotina intensa de estudos. TEORIA NA PRÁTICA (EXEMPLOS) Desenvolvida pensando nas disciplinas que fazem parte das Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias. Nesses compilados nos deparamos com modelos de exercícios resolvidos e comentados, aquilo que parece abstrato e de difícil compreensão torna-se mais aces- sível e de bom entendimento aos olhos do estudante. Através dessas resoluções é possível rever a qualquer momento as explicações dadas em sala de aula. INTERATIVIDADE Trata-se do complemento às aulas abordadas. É desenvolvida uma seção que oferece uma cuidadosa seleção de conteúdos para complementar o repertório do estudante. É dividido em boxes para facilitar a compreensão, com indicação de vídeos, sites, filmes, músicas e livros para o aprendizado do aluno. Tudo isso é encontrado em subcategorias que facilitam o aprofundamento nos temas estudados. Há obras de arte, poemas, imagens, artigos e até sugestões de aplicativos que facilitam os estudos, sendo conteúdos essenciais para ampliar as habilidades de análise e reflexão crítica. Tudo é selecionado com finos critérios para apurar ainda mais o conhecimento do nosso estudante. INTERDISCIPLINARIDADE Atento às constantes mudanças dos grandes vestibulares, é elaborada, a cada aula, a seção interdisciplinaridade. As questões dos vestibulares de hoje não exigem mais dos candidatos apenas o puro conhecimento dos conteúdos de cada área, de cada matéria. Atualmente há muitas perguntas interdisciplinares que abrangem conteúdos de diferentes áreas em uma mesma questão, como biologia e química, história e geografia, biologia e matemática, entre outros. Neste espaço, o estudante inicia o contato com essa realidade por meio de explicações que relacionam a aula do dia com aulas de outras disciplinas e conteúdos de outros livros, sempre utilizando temas da atualidade. Assim, o estudante consegue entender que cada disciplina não existe de forma isolada, mas sim, fazendo parte de uma grande engrenagem no mundo em que ele vive. APLICAÇÃO NO COTIDIANO Um dos grandes problemas do conhecimento acadêmico é o seu distanciamento da realidade cotidiana no desenvolver do dia a dia, dificultando o contato daqueles que tentam apreender determinados conceitos e aprofundamento dos assuntos, para além da superficial memorização ou “decorebas” de fórmulas ou regras. Para evitar bloqueios de aprendizagem com os conteúdos, foi desenvolvida a seção “Aplicação no Cotidiano”. Como o próprio nome já aponta, há uma preocupação em levar aos nossos estudantes a clareza das relações entre aquilo que eles aprendem e aquilo que eles têm contato em seu dia a dia. CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Elaborada pensando no Enem, e sabendo que a prova tem o objetivo de avaliar o desempenho ao fim da escolaridade básica, o estudante deve conhecer as diversas habilidades e competências abordadas nas provas. Os livros da “Coleção vestibulares de Medicina” contêm, a cada aula, algumas dessas habilidades. No compilado “Construção de Habilidades”, há o modelo de exercício que não é apenas resolvido, mas sim feito uma análise expo- sitiva, descrevendo passo a passo e analisado à luz das habilidades estudadas no dia. Esse recurso constrói para o estudante um roteiro para ajudá-lo a apurá-las na sua prática, identificá-las na prova e resolver cada questão com tranquilidade. ESTRUTURA CONCEITUAL Cada pessoa tem sua própria forma de aprendizado. Geramos aos estudantes o máximo de recursos para orientá-los em suas trajetórias. Um deles é a estrutura conceitual, para aqueles que aprendem visualmente a entender os conteúdos e processos por meio de esquemas cognitivos, mapas mentais e fluxogramas. Além disso, esse compilado é um resumo de todo o conteúdo da aula. Por meio dele, pode-se fazer uma rápida consulta aos principais conteúdos ensinados no dia, o que facilita sua organização de estudos e até a resolução dos exercícios. A edição 2019 foi elaborada com muito empenho e dedicação, oferecendo ao aluno um material moderno e completo, um grande aliado para o seu sucesso nos vestibulares mais concorridos de Medicina. Herlan Fellini SUMÁRIO BIOLOGIA ECOLOGIA ZOOLOGIA CITOLOGIA Aulas 11 e 12: Pirâmides e eficiência ecológicas 7 Aulas 13 e 14: Relações ecológicas 17 Aulas 15 e 16: Dinâmica populacional e sucessão ecológica 29 Aulas 17 e 18: Biomas 41 Aulas 11 e 12: Poríferos e cnidários 71 Aulas 13 e 14: Platelmintos93 Aulas 15 e 16: Nematelmintos 105 Aulas 17 e 18: Moluscos 117 Aulas 11 e 12: Citoplasma 137 Aulas 13 e 14: Núcleo 155 Aulas 15 e 16: Divisão celular: mitose 165 Aulas 17 e 18: Meiose e variabilidade genética 181 FUVEST A ecologia é o tema mais abordado nessa prova, quando comparada a outras áreas da Biologia. Cadeias e teias alimentares aparecem com certa frequência; saiba interpretar graficamente esses tipos de relação. Diferente de outras provas, os biomas são temas com alta incidência na Fuvest, principal- mente biomas brasileiros; assim, é fundamental saber quais são eles e suas principais características. UNESP Prova muito bem preparada, questões inteligentes e bem escritas. Ecologia é o tema central den- tro da Biologia e aparece em questões de cadeia e teia alimentares e de biomas. Compreender quais são os biomas brasileiros e mundiais, assim como suas características, é essencial para resolver essas questões. UNICAMP Uma prova muito bem elaborada, fluida e que traz muitos gráficos interdisciplinares. Temas como interações ecológicas e pirâmide de número, massa e energia são conteúdos muito presentes nessa prova. Assim, o conteúdo abordado neste livro é de extrema importância para realizar o vestibular da Unicamp, o qual aborda muitas questões sobre ecologia. UNIFESP Mais uma prova na qual o tema mais citado dentro de Biologia é a ecologia. As questões abordam as- suntos desde cadeias e teias alimentares até impactos ambientais. É muito importante a compreensão de termos como nicho ecológico e habitat, e entender como as espécies interagem com o meio e entre elas, já que impactos ambientais modificam esses processos dos ecossistemas. ENEM/UFMG/UFRJ Abrange questões de impactos ambientais e poluição. Nesse contexto, fique atento com cadeia e teia alimentares, como ocorre a interação dos indivíduos nas pirâmides e compreenda os ciclos biogeoquí- micos, principalmente os ciclos do carbono e do nitrogênio. UERJ Uma prova que exige mais do aluno, em questão de aprofundamento de conteúdo. São corriqueiras questões relacionadas a impactos ambientais e suas consequências. Para responder a esse tipo de questão, deve-se entender a estrutura dos ecossistemas, quais são os tipos de interação existentes e como os seres vivos podem ser classificados com relação à pirâmide alimentar. FA CU LD ADE DE MEDICINA BOTUCATU 1963 Abordagem de ECOLOGIA nos principais vestibulares. W ik iIm ag es /P ixa ba y 11 12 C BIOLOGIA N Pirâmides e eficiência ecológicas Competência 3 Habilidades 8 e 9 W ik iIm ag es /P ixa ba y 11 12 C BIOLOGIA N Pirâmides e eficiência ecológicas Competência 3 Habilidades 8 e 9 Competência 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumen- tos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo de energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar altera- ções nesses processos. H10 Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnoló- gicos. H12 Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais. H13 Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos. H14 Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H15 Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. H16 Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. Competência 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo. H22 Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. H23 Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. Competência 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H24 Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas. H25 Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos,observando riscos ou benefícios. Competência 8 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H28 Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros. H29 Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias-primas ou produtos industriais. H30 Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e à implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. 9 O fluxO de energia A energia acumulada pelos produtores através da fotossíntese, é chamada de produtividade primária bru- ta (PPB). A PPB não está totalmente disponível para os herbívoros, pois os produtores “gastam” uma parcela - corres- pondente a processos metabólicos como a respiração celular (RC) para se manterem vivos, o mesmo acontece com os primeiros carnívoros em relação aos próximos carnívoros. Esse “saldo” é chamado de produtividade líquida (PL) e é efetivamente a energia que está disponível para ser “ingerida” pelo próximo organismo sob a forma de matéria orgânica. Na figura, a seguir, um balanço da energia nos ecossistemas. Respiração Fotossíntese Cons. primários (herbívoros) De co m po sit or es Cons. secundários Cons. terciários Calor não utilizável pelos organismos do ecossistema Fotossíntese Digestão, assimilação e crescimento Excreção e morte Respiração Fluxo de energia nos níveis tróficos Isso quer dizer que a energia disponível ao longo da cadeia alimentar diminui e as perdas não podem ser reaproveitadas, ou seja, o fluxo de energia é unidirecional e decrescente. Veja, a seguir, o fluxo de energia, em uma cadeia simplificada. A fonte primária de energia da biosfera é o Sol. 10 Percursos da matéria e energia no ecossistema Como se observa na figura a seguir, a matéria cicla pelos compartimentos da biosfera, representa- dos pela atmosfera, hidrosfera e litosfera. O principal processo responsável pela ciclagem dos nutrientes é a remineralização dos ambientes através da decompo- sição biológica. Enquanto isso, a energia flui pelos compartimentos da biosfera, sempre tendo como prin- cipal fonte primária o Sol. A luz solar é utilizada pelas plantas durante o processo fotossintético, para conver- ter matéria inorgânica em orgânica e, assim, permitir um aporte nutricional e energético aos demais níveis tróficos. Assim, é fundamental compreender que sem esse insumo energético contínuo do Sol, não haveria o aporte para matéria orgânica e calor para os ecossiste- mas. Outro ponto a destacar é a eliminação de calor nas transformações metabólicas nos seres vivos, que ajuda a explicar a constante e contínua ingestão de alimentos. Ecossistema Fluxo de energia Ciclo de Nutrientes Fluxo de matéria e energia nos ecossistemas as pirâmides ecOlógicas São representações gráficas das relações exis- tentes entre os organismos nas cadeias e teias alimen- tares. Mostram as quantidades de indivíduos, massas e energia incorporadas nas relações entre os seres vivos envolvidos. Os “retângulos” ou níveis nas pirâmides são construídos segundo proporções matemáticas. E, cada um representa um nível trófico, assim os produtores ocupam nível trófico 1 ou primário, os consumidores pri- mários ocupam nível trófico 2 ou secundário, os consu- midores secundários ocupam nível trófico 3 ou terciário e assim por diante. O nível da base da pirâmide sempre corresponderá aos produtores; sobre este temos o que representa os herbívoros, sobre o qual está o que repre- senta os carnívoros e assim por diante. Os decomposi- tores não estão representados em nenhuma pirâmide. § Número – mostra a quantidade de organismos em cada nível trófico. A seguir, exemplos de pirâmi- des de número: § Biomassa – mostra a quantidade de biomassa (kg ou g) em cada nível trófico, ou seja, a massa total de todos os organismos vivos em qualquer área dada, ou seu equivalente em energia. É um termo amplo que na ecologia animal ou das plantas se refere ao número de organismos mul- tiplicado pelo seu peso unitário, normalmente biomassa fixa ou permanente. Em Planejamento Ambiental pode se referir à geração de produtos, tais como o álcool, lenha, comida ou lixo (lixo produz biogás); em outras palavras, a parte da produção da planta que pode ser reaproveitada para produzir energia. A seguir, exemplos de pi- râmides de biomassa: Cadeia terrestre de biomassa de predadores Cadeia aquática de biomassa de predadores § Energia – mostra a energia acumulada em cada nível trófico (cal/ g/ área) Os produtores produzem energia e uma parte dessa energia será consumida para manutenção do seu próprio metabolismo (15-20% da energia produzida), o restante da energia estará disponí- vel para o próximo nível trófico, mais ou menos 80-85%. O próximo nível trófico, os herbívoros, possui uma eficiência trófica baixa, pois não con- segue assimilar uma alta quantidade de energia. Como a digestão de celulose e lignina (presentes nos vegetais) é complexa, grande parte da energia 11 proveniente dos produtores é perdida nesse processo. Já os carnívoros possuem uma eficiência trófica alta, conseguindo assimilar boa parte da energia existente. Na pirâmide de energia, sempre há perda de energia de um nível trófico para outro. Abaixo, uma ilustração desse contexto: Consumidores de Terceira Ordem Consumidores de Segunda Ordem Consumidores de Primeira Ordem Produtores Energia captada pelo produtor Energia retida no sistema vivo Energia perdida pelo sistema vivo Pirâmide de energia nos níveis tróficos As pirâmides ecológicas devem ser consultadas juntas para fornecer dados passíveis de uma boa análise, visto que individualmente apresentam “furos”; por exemplo, nenhuma delas ressalta o papel dos decompositores, tão fundamental na manutenção do ecossistema. prOdutividade de um ecOssistema A produtividade de um ecossistema indica a sua capacidade de crescimento e de manutenção de espécies. Um ecossistema florestal apresenta altas taxas de PPB, uma vez que o número de indivíduos vegetais é muito grande, porém apresenta altas taxas de RC também, já que o número e porte das espécies é muito grande. Isso quer dizer que a PPL tende a zero. Esse valor significa que dificilmente esse ecossistema apresentaria altas taxas de crescimento, uma vez que praticamente não sobra quase nada “em volume”. Está certo dizer isso, mas não devemos esquecer que esse ecossistema se sustenta e mantém-se equilibrado. Um manguezal recebe uma quantidade de matéria orgânica enorme do continente e do oceano. Entenda isso como se o ecossistema todo estivesse recebendo uma “dose extra” de alimento, o que Ihe confere altas taxas de PPL. Então o manguezal é um ecossistema com “superavit” de alimento, o que Ihe permite ser o local preferido para muitas espécies de peixes e crustáceos se reproduzirem ou crescerem. Devido a esse aspecto, os manguezais são chamados de berçários. PPL = PPB – RC Onde PPB é a produtividade primária bruta, representada pela taxa fotossintética total do ecossistema; RC é a taxa respiratória total dos seres autótrofos e heterótrofos; e PPL é a produtividade primária líquida, ou seja, é o saldo entre a produção e o consumo energético do ecossistema. Altos valores de PPL permitem grande crescimento da comunidade biológica, seja em número ou no tamanho dos indivíduos, enquanto que valores pequenos representam apenas capacidade de sustentabilidade, ou seja, autossuficiência do ecossistema. 12 A produtividade primária de um ecossistema depende, essencialmente, do alto desempenho fotossintético de seus produtores e, portanto, dos fatores limitantes da fotossíntese, como luminosidade, altitude nos terrestres, profundidade nos aquáticos,tipo do comprimento de onda luminosa, temperatura, água líquida disponível, dispo- nibilidade de nutrientes e pluviosidade. A eficiência na transferência de energia de um nível trófico para outro é fundamental, pois as taxas das perdas são enormes, o que impede o acúmulo de biomassa e o crescimento das populações. Quanto maiores as populações, mais numerosas e interligadas as cadeias alimentares de um ecossistema, maior, também, será a sua produtividade primária. Desse modo, observa-se no gráfico a seguir que as florestas tropicais, os litorais e as áreas úmidas, como pântanos e manguezais, estão entre os ecossistemas mais produtivos. Oceano aberto - Plat. continental - Estuário - Macroalgas e recifes - Ressurgência - Ambientes extremos - Desertos - Flor. trop. chuvosa - Savana - Cultivos - Floresta boreal - Campo - Arbustos - Tundra - Flor. trop. sazonal - F. temp. decídua - Flor. temp. perene - Pântanos - Rios e lagos - 0 10 20 30 40 50 60 65,0 5,2 0,3 0,1 0,1 4,7 3,5 3,3 2,9 2,7 2,4 1,8 1,7 1,6 1,5 1,3 1,0 0,4 0,4 70,8% 29,2% 0,8% Porcentagem de área no planeta - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0 50 0 1,0 00 1,5 00 2,0 00 2,5 00 125 360 1,500 2,500 500 3,0 90 2,200 900 600 800 600 700 140 1,600 1,200 1,300 2,000 250 4985 10133 2250 PPL média (g/m²/ano) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 0 5 10 15 20 25 24,4 5,6 1,2 0,9 0,1 0,04 0,9 22 7,9 9,1 9,6 5,4 3,5 0,6 7,1 4,9 3,8 2,3 0,3 32,2% 74,8% 2,6% Porcentagem de PPL no planeta 13 APLICAÇÃO NO COTIDIANO Muitos ecólogos utilizam os conhecimentos sobre pirâmides ecológicas e fluxo de energia para prever a ex- tinção de uma espécie e as consequências desse processo no ecossistema. Atualmente, existem mais de 5 mil espé- cies de animais em risco de extinção, segundo a União Internacional para Conservação da Natureza. Por exemplo, o elefante-africano teve sua população diminuída em 63% desde 2002, devido, principalmente, à caça por busca de marfim. Esses animais possuem relações importantes com outros seres vivos, como a simbiose com as acácias, onde os elefantes comem os frutos dessa planta e dispersam as sementes pelas fezes. Assim, a extinção de uma espécie não é apenas um dano local, mas um acontecimento que modifica várias pirâmides ecológicas. INTERDISCIPLINARIDADE A quantidade de energia que passa do nível trófico dos produtores para o nível trófico superior pode ser cal- culada por meio da fórmula matemática PPL = PPB – RC, onde PPL é a produtividade primária líquida, PPB é a pro- dutividade primária bruta e RC é a respiração. O valor fornecido por essa fórmula matemática é fundamental para análise de biodiversidade de um local, já que a produtividade primária líquida alta expressa uma grande taxa de fotossíntese e, consequentemente, uma capacidade de suportar um ecossistema rico em variedades de seres vivos. 14 CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Habilidade 9 – Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos, ou do fluxo de energia para a vida, ou da ação de agentes, ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. Existe uma preocupação com as questões ambientais das provas do Enem. A contami- nação do ambiente com metais pesados, como o ocorrido, por exemplo, no desastre de Mariana, em 2015, pode gerar o acúmulo de substâncias tóxicas no ambiente, fenômeno identificado como magnificação trófica. mOdelO (Enem 2017) Os botos-cinza (Sotalia guianensis), mamíferos da família dos golfinhos, são exce- lentes indicadores da poluição das áreas em que vivem, pois, passam toda a sua vida – cerca de 30 anos – na mesma região. Além disso, a espécie acumula mais contaminantes em seu organismo, como mercúrio, do que outros animais da sua cadeia alimentar. MARCOLINO, B. Sentinelas do mar. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br>. Acesso em: 01 ago. 2012 (adaptado). Os botos-cinza acumulam maior concentração dessas substâncias porque: a) são animais herbívoros. b) são animais detritívoros. c) são animais de grande porte. d) digerem o alimento lentamente. e) estão no topo da cadeia alimentar. análise expOsitiva Habilidade 9 A magnificação trófica, ou bioacumulação, ocorre quando uma substância tóxica contamina o meio ambiente. O poluente migrará de um nível trófico a outro ao longo da cadeia alimentar e acaba se acumulando em maior concentração nas espécies que ocupam os níveis tróficos mais elevados. Esse é um bom exemplo de como atividades antrópicas podem alterar proces- sos naturais dos ecossistemas, gerando um impacto muitas vezes irreversível. Alternativa E 15 estrutura cOnceitual Produtividade de um ecossistema PPL = PPB - RC Pirâmides ecológicas Eficiência ecológica Numérica (N) Biomassa (kg ou g) Energia (cal/g/área) Fluxo energético (unidirecional) Cadeia de predadores com produtor de porte pequeno e numeroso Cadeia de predadores com produtor de grande porte e pouco numeroso Cadeia de detritos ou de parasitas com “produtor” representado por cadáveres ou hospedeiro Produtor (PPB - RC = PPL) Consumidor primário (PSB - RC = PSL) Consumidor secundário (PTB - RC = PTL) Consumidor terciário (PQB - RC = PQL) PPB > PPL > PSL > PTL > PQL Cadeia terrestre de predadores Qualquer cadeia Cadeia aquática de predadores © Al ta O os th uiz en /S hu tte rs to ck 13 14 C BIOLOGIA N Relações ecológicas Competência 3 Habilidades 8 e 9 Competência 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumen- tos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo de energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar altera- ções nesses processos. H10 Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnoló- gicos. H12 Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e característicasindividuais. H13 Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos. H14 Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H15 Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. H16 Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. Competência 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo. H22 Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. H23 Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. Competência 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H24 Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas. H25 Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios. Competência 8 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H28 Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros. H29 Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias-primas ou produtos industriais. H30 Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e à implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. 19 Relações ecológicas Nos grupos de seres vivos existem diversas interações entre eles e/ou com o ambiente. Tais relações, em alguns casos, são necessárias à sobrevivência de alguns organismos, como veremos a seguir. Existem dois critérios básicos que estão envolvidos na classificação das relações ecológicas. Primeiro é se a interação ocorre entre organismos da mesma espécie ou não, e segundo é se esta relação traz algum tipo de prejuízo ou benefício a um dos envolvidos ou até mesmo os dois. São divididas em: § Interespecíficas ou heterotípicas – relação entre dois ou mais organismos de espécies diferentes; § Intraespecíficas ou homotípicas, quando dois ou mais organismos da mesma espécie estão em interação. As interações ainda podem ser classificadas como: § Harmônicas, quando nenhum dos organismos envolvidos sofre algum tipo de prejuízo; § Desarmônicas, quando um dos organismos envolvidos sofre algum tipo de prejuízo ou mesmo a morte. Relações harmônicas Nas relações harmônicas não existe desvantagem para nenhuma das espécies consideradas e há benefício para, pelo menos, uma delas. Relações harmônicas intraespecíficas ou homotípicas Colônias As colônias são formadas por organismos da mesma espécie, que ficam unidos anatomicamente entre si. A formação das colônias ocorre por reprodução assexuada (brotamento). Elas podem ser classificadas em homomorfas ou heteromorfas. As colônias homomorfas são constituídas por organismos idênticos entre si e que exercem as mesmas funções, ou seja, não existe uma divisão de trabalho. As cracas (crustáceos), os corais e as esponjas são exemplos de organismos formadores de colônias homomorfas. Já as heteromorfas são formadas por organismos de morfologia diferente uns dos outros e com divisão de trabalho fisiológico. Dimórficas são as colônias formadas por dois tipos de organismos, como por exemplo a Obelia sp., uma colônia de pólipos (cnidá- rios) em que aparecem dois tipos de indivíduos: gastrozoides que são responsáveis pela nutrição, e gonozoides, responsáveis pela reprodução. As polimórficas são colônias estruturadas por vários tipos de indivíduos onde cada um está adaptado para uma função distinta. Um clássico exemplo desta forma de colônia são as caravelas, com- plexas colônias de cnidários. Uma caravela apresenta um pneumatóforo, vesícula cheia de gás responsável pela flutuação. Dele partem indivíduos especializados pela reprodução (gonozoides), para a nutrição (gastrozoides), a natação (nectozoides) e a defesa (dactilozoides). Caravela Coral 20 pássaro-palito e os crocodilos das margens do rio Nilo. O pássaro obtêm seu alimento através dos restos alimentares e de vermes existentes na boca do réptil (palitando os dentes do crocodilo), enquanto o crocodilo se livra dos parasitas; § o anu e o gado: A ave anu captura os carrapa- tos presentes no corpo do gado, alimentando-se. Já o gado se livra dos parasitas indesejados; § o paguro-eremita e a anêmona: também chamado de caranguejo-bernardo-eremita, este caranguejo é um crustáceo marinho que apresenta o abdômen mole e desprotegido de exoesqueleto. A fim de proteger seu abdômen, ele vive no interior de uma concha vazia de molusco gastrópode. Sobre a concha, fixam-se larvas de anêmonas providas de tentáculos ur- ticantes (como os tentáculos das águas-vivas), e lá se desenvolvem. A vantagem da anêmona é ser transportada pelo paguro, facilitando a cap- tura do alimento. E o caranguejo, aumenta sua proteção contra a ação de predadores. A relação de benefícios mútuos entre gado e anu. Mutualismo Esta interação, assim como a protocooperação, é o tipo onde os dois organismos envolvidos saem benefi- ciados. No entanto, diferentemente da protocooperação, o mutualismo é uma relação necessária à sobrevivência das espécies, que não conseguem viver separadas umas das outras. São exemplos de mutualismo: § Bactérias do gênero Rhizobium e as raízes de leguminosas: Essas bactérias fazem parte do ciclo do nitrogênio, e produzem compostos nitrogenados que são aproveitados pela planta, em troca recebem das leguminosas a matéria orgânica produzida pela fotossíntese. Nas micorrizas, ocorre a associação entre fungos e raízes de árvores florestais. O fungo, organismo da classe dos decompositores, fornece Sociedades São associações de organismos da mesma es- pécie que não vivem ligados anatomicamente e possuem uma organização social cooperativista. Entre os insetos existemsociedades complexas e extremamente desenvolvidas, como as formigas, cupins abelhas e vespas. Na sociedade das abelhas podemos observar três castas: a rainha, o zangão e as operárias. Só existe uma rainha por sociedade de abelhas e ela é a única fê- mea fértil de toda a colmeia. Os zangões são os machos férteis e as operárias são fêmeas estéreis. As operárias possuem funções como as de obter alimento (pólen e néctar), produzir a cera e o mel. A cera é usada para confeccionar os locais onde serão postos os ovos; o mel é fabricado através da transformação do néctar, e tem como base principalmente a glicose e frutose. A ativi- dade dos zangões é a de fecundação da rainha. Uma vez feito isso, são expulsos e morrem após entrar em debilidade extrema (inanição). Sociedade das abelhas Relações harmônicas interespecíficas ou heterotípicas Protocooperação A protocooperação, podendo também ser cha- mada de cooperação, é uma associação entre duas espécies diferentes, onde as duas são beneficiadas. No entanto, este tipo de associação não é obrigatória à sobrevivência. Ou seja, mesmo estes organismos não estando associados, eles conseguem sobreviver. Como exemplo deste tipo de interação, citaremos: § o pássaro-palito e o crocodilo: Este exemplo de protocooperação ocorre entre o 21 nitrogênio e outros nutrientes minerais para a árvo- re; em contrapartida, recebe matéria orgânica prove- niente da fotossíntese da árvore; § Cupins e certos protozoários: os cupins inge- rem a madeira, mas não conseguem realizar a digestão da celulose existente nela, pois não pos- suem celulase, enzima responsável pela quebra da celulose. No tubo digestório do cupim, existem alguns protozoários flagelados que possuem esta enzima, sendo capazes de realizar tal digestão; § Líquens: O líquen é uma associação entre fungo e alga. Eles ficam firmemente aderidos às rochas ou às cascas de árvores, formando uma crosta verde-acinzentada. A alga (organismo autótrofo fotossintetizante), produz a matéria orgânica que é utilizada pelo fungo (organismo heterótrofo). Já a alga permanece protegida contra a desidrata- ção, pois fica envolvida pelas estruturas do fungo. Separados, estes organismos não sobreviveriam. Liquens sobre tronco de árvore. Comensalismo Comensalismo, é quando uma espécie sai benefi- ciada (a comensal), enquanto a outra não leva vantagem nem prejuízo nessa associação (hospedeira). Exemplo: § Rêmora ou peixe-piolho, e o tubarão: No alto da cabeça, a rêmora apresenta uma ventosa, por meio da qual se fixa no tubarão. O efeito disso sobre o tubarão é nulo, mas a rêmora se beneficia, porque engole as sobras alimentares do tubarão, além de deslocar-se sem gasto de energia. Sendo assim, o tubarão é o organismo hospedeiro da rê- mora, que por sua vez é o organismo comensal. Inquilinismo Esta é uma associação muito semelhante ao co- mensalismo. No entanto, não envolve alimento e sim um local para a proteção e desenvolvimento do orga- nismo inquilino. Ocorre quando uma espécie (inquilino) procura abrigo ou suporte no corpo de outra espécie (hospedeiro), sem que haja malefício ao hospedeiro. Percebam nos dois exemplos a seguir: § o peixe-agulha e o pepino-do-mar: O peixe-agu- lha (que possui um corpo fino e alongado), consegue se abrigar no interior das holotúrias (pepino-do-mar), protegendo-se contra as ações dos predadores e não prejudicando em nada o pepino-do-mar; § epifitismo: é representado pelas epífitas, plantas que crescem sobre os troncos e ga- lhos de plantas maiores, sem causar prejuízo as mesmas. São exemplos as orquídeas e as bro- mélias, que vivem sobre árvores, para obter uma maior quantidade de luz solar. As epífitas se dispõem sobre árvores para captar mais luz solar. Relações desarmônicas Relações desarmônicas intraespecíficas ou homotípicas São as que ocorrem entre indivíduos da mesma espécie, como é o caso da competição intraespecífica e do canibalismo. Competição intraespecífica É a relação que se estabelece entre os indivíduos da mesma espécie, quando concorrem pelos mesmos fatores ambientais, principalmente espaço e alimento. Costuma instalar-se em função de aumento da densida- de populacional ou da seleção natural, atuando sobre a variabilidade intraespecífica de certa população. Exem- plo de competição intraespecífica: territorialidade. 22 Canibalismo As fêmeas de louva-a-deus podem consumir a cabeça do macho após a cópula. Canibal é o indivíduo que mata e come outro da mes- ma espécie. O canibalismo pode ocorrer para favorecer adul- tos em detrimento de filhotes, quando há falta de alimento. Relações desarmônicas interespecíficas ou heterotípicas Acontecem entre indivíduos de espécies dife- rentes e compreendem competição interespecífica, predatismo, amensalismo e parasitismo. Competição interespecífica A competição entre espécies diferentes se estabelece quando tais espécies possuem o mesmo habitat e o mesmo nicho ecológico. É o caso de cobras, corujas e gaviões, que vivem na mesma região e atacam pequenos roedores. A figura, a seguir, mostra um exemplo de competi- ção intraespecífica entre duas espécies de cracas, um crus- táceo. Observa-se, que disputam espaço no costão rochoso e que a sua distribuição dependerá do quanto estão adap- tadas à exposição, ou seja, a emersão. O ritmo das ondas e da maré é o fator abiótico preponderante neste caso. Chthamalus Balanus Maré alta Nichos realizados Nichos básicos Oceano Maré baixa Distribuição de cracas pelo costão rochoso. Amensalismo Amensalismo é um tipo de interação na qual uma espécie, chamada amensal, é impedida de crescer ou repro- duzir. Isso ocorre devida as substâncias secretadas por outra espécie, denominada inibidora. É importante ressaltar que a espécie inibidora irá liberar suas substâncias na presença da espécie amensal ou não. Um exemplo desta relação ocorre nos mares quando há uma acentuada proliferação dos pro- tistas flagelados (Gonyaulax), causadores das marés verme- lhas. Eles acabam eliminando toxinas que provocam a morte da fauna marinha. Outro caso é representado pelos fungos que produzem antibióticos (como no caso da Penicilina), impedindo o desenvolvimento de bactérias em seu entorno. Predatismo Predador é aquele que ataca e devora a presa, que pertencente a outra espécie. Geralmente os preda- dores estão em menor número e são maiores do que as presas. Os animais carnívoros, como os leões, são ótimos exemplos de predadores. Vale a pena ressaltar que tanto os predadores quanto as presas apresentam adaptações para ataque e defesa, como por exemplo a camuflagem. Através da camuflagem os animais se assemelham ao meio ambiente, tanto pela cor quanto pela forma, ficando mais escondidos do que outros. Tanto os predadores como as presas procuram se esconder: os primeiros para não se- rem descobertos e os segundos para não serem seguidos. Devido a isso, numerosos insetos que habitam as vegeta- ções possuem coloração verde. Outro ótimo exemplo de camuflagem é a do camaleão, um réptil que possui croma- tóforos, células que possuem pigmentos permitindo uma variação na coloração do próprio corpo. Assim, ele é capaz de mudar sua cor de acordo com o ambiente em que é colocado. Este fenômeno é conhecido como homocromia. 1845 1855 1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 1935 Anos Lebres Linces 0 20 40 60 80 100 120 140 160 N úm er o de o rg an is m os (e m m ilh ar es ) Note que, na relação presa–predador, a variação da quantidade nos dois grupos está relacionada: quan- to menor o número de predadores, a quantidade de presas aumenta; e vice-versa. Observação: camuflagem animal–meio e mimetismo animal–animal. 23 Como dito anteriormente, de modo geral as populações das presas são maiores e seus tamanhos corporais menores, quando comparados as populações dos predadores. Os predadores possuem um ciclo de vida maior que o das presas, assimcomo as ninhadas e o tempo de gestação dos filhotes. As presas apresentam uma quantidade bem maior de ciclos reprodutivos ao longo da vida. E como visto no gráfico acima existem uma oscilação na popu- lação de presa e predador, porém a variação na amplitude das populações sempre ocorrem uma seguida a outra. Parasitismo Nesse caso, uma das espécies, chamada parasita, vive na superfície ou no interior de outra, que é o hospedeiro. O parasita alimenta-se a partir do hospedeiro, podendo até matá-lo. Os exemplos são numerosos e estudados na eco- logia. Podemos classificar os parasitas em dois tipos: ectoparasitas (que vivem exteriormente ao corpo do hospedeiro, como as sanguessugas e carrapatos) e endoparasitas (que vivem dentro do corpo do hospedeiro, como as tênias e as lombrigas). Com relação aos vegetais podemos, ainda, subdividir os ectoparasitas em holoparasitas (parasitas totais) e hemiparasitas (parasitas parciais). O cipó-chumbo é um tipo de holoparasita, pois suas raízes penetram na seiva elaborada da planta hospedeira, retirando a matéria orgânica diretamente. Já a erva-de-passarinho é um tipo de hemiparasita, pois suas raízes atingem a seiva bruta do hospedeiro, assim ela utiliza a água e sais minerais para realizar fotossíntese e produzir sua própria matéria orgânica. Esclavagismo ou sinfilia Relação ecológica entre indivíduos que se beneficiam da exploração das atividades, do trabalho ou dos produtos de outros organismos. § Formigas e pulgões ou afídeos são insetos sugadores de seiva dos vasos liberianos das plantas. Rica em açúcar, a seiva contém poucas quantidades de aminoácidos. Para formar suas próprias proteínas, os pulgões precisam de grandes quantidades dessa seiva, cujo excesso é secretado. As formigas, por sua vez, lambem o açúcar eliminado pelos pulgões que limpos, são mantidos cativos dentro do formigueiro. Formigas e pulgões, representantes do esclavagismo. § Chupim e outros pássaros – ave que se aproveita do ninho de outras para pôr os próprios ovos. Espécies como o tico-tico preservam os ovos do chupim até que venham à eclosão. Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE Vídeo 24 Resumo das relações ecológicas simbioses harmônicas interespecíficas mutualismo (+ / +) vínculo obrigatório liquens, micorriza e rizóbio cooperação (+ / +) sem vínculo obrigatório paguru e anêmona; ruminantes e aves comensalismo (+ / 0) indiferença epífitas; tubarão e rêmora simbioses harmônicas intraespecíficas sociedade divisão de trabalho (+ / +) insetos sociais: abelha, cupins colônia vínculo físico (+ / +) água-viva, corais, bactérias simbioses desarmônicas interespecíficas predatismo (+ / –) com morte onça e capivara parasitismo (+ / –) com exploração sem morte pulga, tênia, esquistossomo... competição (– / –) sobreposição de nichos introdução de espécies esclavagismo (+ / –) exploração trabalho pulgões e formigas amensalismo (0 / −) substâncias inibidoras fungos que produzem "penicilina" simbioses desarmônicas intraespecíficas canibalismo sobrevivência do adulto jacaré e algumas aves competição variabilidade genética seleção natural Exemplos de relações ecológicas A - (Leão/Zebra) Predatismo B - (Hiena/Leão) Competição C - (Izabel/Aves) SaprovorismoA- (Leão/Zebra) Predatismo B - (Hiena/Leão) Competição C - (Abutres) Saprovorismo A - Protocooperação B - Predatismo C - Camuflagem D/E - Mutualismo A- Protocooperação B - Predatismo C - Camuflagem D/E - Mutualismo Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE Vídeo Fonte: Youtube Relações Harmonicas e Desarmonicas... RELAÇÕES ECOLÓGICAS Fonte: Youtube 25 26 APLICAÇÃO NO COTIDIANO A consultoria ambiental é um ramo com alto crescimento nos últimos tempos, sendo cada vez mais procurada por instituições, empresas e até mesmo pelo governo. O objetivo central é avaliar e analisar danos e as consequências biológicas e ambientais de um projeto específico. Dessa forma, compreender as relações entre os seres vivos e o meio é fundamental dentro desse mercado. Biólogos atuantes nessa área convivem diariamente com conceitos de interações ecológicas, já que estes os auxiliam na avaliação de liberação de uma possível área para construção de um projeto. INTERDISCIPLINARIDADE Para analisar a interação presa–predador, utiliza-se princípios da Matemática, como gráficos de tempo × número de indivíduos, o qual auxilia na compreensão do crescimento populacional de ambas as espécies envolvi- das nessa interação ecológica. Além de aspectos matemáticos, também pode-se utilizar princípios estatísticos para prever como determinadas populações de presa–predador irão se comportar ao longo do tempo. 27 CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Habilidade 9 – Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos, ou do fluxo de energia para a vida, ou da ação de agentes, ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. O tema relações ecológicas é comum nas provas do Enem. Há uma preocupação em conhecer como as espécies se relacionam entre si, como isso estabiliza o ecossistema e ainda como uma interferência nessas relações pode causar danos ao meio ambiente. Modelo (Enem 2017) A mata Atlântica caracteriza-se por uma grande diversidade de epífitas, como as bromélias. Essas plantas estão adaptadas a esse ecossistema e conseguem captar luz, água e nu- trientes mesmo vivendo sobre as árvores. Disponível em: <www.ib.usp.br>. Acesso em: 23 fev. 2013 (adaptado). Essas espécies captam água do(a): a) organismo das plantas vizinhas. b) solo, através das suas longas raízes. c) chuva acumulada entre suas folhas. d) seiva bruta das plantas hospedeiras. e) comunidade que vive em seu interior. análise expositiva Habilidade 9 A relação ecológica estabelecida entre as bromélias e as árvores é denominada inquilinismo, no qual uma espécie é beneficiada através da relação e a outra espécie é indiferente (+0). Nesse caso, a espécie beneficiada é a bromélia, que, ao ficar no topo das árvores, consegue captar luz, água e nutrientes com mais facilidade e sem prejudicar as árvores. Para captar água, as bromélias utilizam as suas folhas, que se apresentam em um formato que possibilita a acumulação de água. Alternativa C 28 estRutuRa conceitual Harmônicas Desarmônicas RELAÇÕES ECOLÓGICAS Interespecíficas § Predação (+-) § Parasitismo (+-) § Esclavagismo (+-) § Competição (--) § Amensalismo (ø-) Intraespecíficas § Canibalismo (+-) § Competição (--) Intraespecíficas § Sociedade (++) Não unidos anatomicamente § Colônia (++) Unidos anatomicamente Interespecíficas § Protocooperação (++) Não obrigatória § Mutualismo(++) Obrigatória § Comensalismo (+ø) § Inquilinismo (+ø) © Ar th im ed es /S hu tte rs to ck 15 16 C BIOLOGIA N Dinâmica populacional e sucessão ecológica Competência 1 Habilidade 4 Competência 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 Selecionar testes de controle, parâmetros ou critériospara a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumen- tos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo de energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar altera- ções nesses processos. H10 Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnoló- gicos. H12 Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais. H13 Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos. H14 Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H15 Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. H16 Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. Competência 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. H18 Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo. H22 Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. H23 Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. Competência 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H24 Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas. H25 Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios. Competência 8 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico- -tecnológicas. H28 Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros. H29 Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias-primas ou produtos industriais. H30 Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e à implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. 31 Dinâmica populacional Populações são conjuntos de organismos da mesma espécie que ocupam uma certa área durante algum tempo. Portanto, são grupamentos intraespecíficos que podem ser estudados por meio de parâmetros e taxas. Curvas de crescimento populacional A: capacidade suporte do meio B: potencial biótico C: crescimento real D: resistência do meio Curva de crescimento “J“ é uma curva ideal, pois mostra um crescimento contínuo sem interferências do ambiente, portanto não representa a realidade. A curva B, no gráfico abaixo, representa o padrão “J” ou expo- nencial de crescimento. A curva em “J“ representa o potencial biótico (PB) de uma espécie e mostra que, se as condições forem ideais, a taxa de crescimento é acelerada e otimizada, fazendo com que o contingente populacio- nal aumente muito rápido. A resistência do meio ou ambiental altera a inclinação daquela curva, diminuindo-a e conferindo-Ihe uma forma bem mais real – “S“ (sigmoide). A curva C, no mesmo gráfico, representa o padrão real de crescimento populacional “S“. Observe, ainda, que a área representada por D é a resistência que o ambiente impõe ao crescimento populacional ideal. A capacidade de suporte, ou o número máximo total de indivíduos de uma população que um ambiente consegue tolerar, é determinada por variáveis como as condições climáticas, a disponibilidade de espaço e alimento e as relações ecológicas com as demais espécies presentes, o que nos leva à curva em “S”, na qual a taxa de cres- cimento é mostrada com uma aceleração menor, além de se estabilizar, após algum tempo, em torno de um dado valor que pode sofrer pequenas alterações, como visto no gráfico abaixo. Explosão populacional Morte por falta de alimento A população é mantida em equilíbrio pelos predadores naturais Curva em S e d g c f b a Curva em J Gerações Po pu la çã o Comparação entre curvas de crescimento J e S, onde crescimento real = potencial biótico – resistência do meio. No gráfico acima, observa-se a dinâmica das duas curvas representativas do crescimento das populações: “S” e “J”. Os habitats fornecem recursos de diversos tipos: água, refúgio, área mínima comportamental e alimento. Todos esses recursos podem ser compartilhados dentro de alguns limites que o próprio ambiente determina. A essa característica “limitada” do ambiente chamamos de capacidade de suporte: o número de espécies, de indivídu- os em cada população, os tipos de interações entre os organismos também determinam e caracterizam essa pro- priedade do ambiente. Quando a capacidade de suporte de um meio é atingida, passamos a falar em resistência ambiental, que nada mais é do que a incapacidade de sofrer mais alterações. 32 Resistência do meio (RM) Resistência do meio se traduz no conjunto de fa- tores que limitam o crescimento exponencial de uma po- pulação. Um ambiente, com uma grande capacidade de suporte, apresenta limites mais flexíveis e, portanto, uma resistência a alterações menor (exemplo: mata tropical); enquanto que um ambiente com uma pequena capacida- de de suporte apresenta limites mais estreitos e, portan- to,uma resistência a alterações maior (exemplo: deserto). Logo, analisando-se um determinado ambiente, podere- mos dizer, matematicamente, que a resistência do meio é inversamente proporcional à capacidade de suporte. Capacidade de suporte (CS) A capacidade de suporte de um ambiente pode ser entendida como o número máximo de indivíduos a que um meio pode manter, considerando fatores como a disponibilidade de espaço e alimento. Os ambientes não possuem taxas de decomposição ilimitadas, logo, pode ha- ver matéria orgânica que não está sendo degradada e que, portanto, será acumulada, caracterizando um tipo de po- luição; os ambientes não sustentam quantidades ilimitadas de organismos e espécies, logo, estimular superpopulações ou introduzir organismos onde estes não ocorrem, desesta- bilizará as interações locais, podendo causar competições, mortes e extinções. Esses foram dois exemplos que mos- tram que os ambientes apresentam limites que devem ser levados em conta, cujo conjunto caracteriza sua capacida- de de suporte. Curva de sobrevivência A taxa de sobreviventes ao longo da vida para cada espécie determina a sua curva de sobrevivência, ou seja, em que momento do ciclo de vida há mais mortes e em que mo- mentos há maior adaptação à vida. Existem, basicamente, três tipos de curvas, demonstradas no gráfico a seguir. CURVA DE SOBREVIVÊNCIA 1,000 100 10 1 0 III 50 100 II I Porcentagem de Longevidade N úm er o de s ob re vi ve nt es Curva de sobrevivência A curva I indica que a mortalidade aumenta conforme a idade avançada, típica da espécie huma- na. A curva II indica que a mortalidade é, praticamente, constante ao longo da vida, ou seja, para o indivíduo jovem, adulto e idoso. Já a curva III mostra que há maior mortalidade no início do ciclo, o que mostra muita vul- nerabilidade para os indivíduos jovens. Taxas e parâmetros O contingente populacional é variável e pode sofrer influência de movimentos migratórios. A imigra- ção (I) consiste na chegada de indivíduos à população, enquanto que a emigração (E) consiste na saída de indivíduos da população. O total de nascimentos, em um intervalo de tem- po, caracteriza a taxa de natalidade (TN), enquanto que o total de mortes caracteriza a taxa de mortali- dade (TM). As expressões, abaixo, mostram as intera- ções e consequências: I + TN > E + TM O contingente está aumentando; logo, há crescimento populacional. I + TN < E + TM O contingente está diminuindo; logo, a população está decrescendo. I + TN = E + TM O contingente tende a ficar constante; logo, a população parou de crescer. Sobre os contingentes populacionais agem os fatores abióticos, representados pelo clima, espaço, água e alimen- to, e os bióticos, representados pela predação, parasitismo e competição intraespecífica e interespecífica. A distribuição populacional é um parâmetro es- pecialmente importante para as ações de planejamento 33 tomadas pelo poder público. Geralmente, é apresentada na forma de gráficos em pirâmides e envolve basica- mente três aspectos populacionais: § sexo – mostra os percentuais existentes de ho- mens e mulheres; § etária – mostra os percentuais existentes em cada faixa ou grupo etário; § espacial – mostra os percentuais e o padrão (uniforme, aleatório, agregado) de ocupação. Um exemplo de gráfico de distribuição popula- cional encontra-se abaixo: Exemplos de pirâmides populacionais (sexo–idade) Porcentagem da população em cada faixa etária É importante salientar que esses dados, isolada- mente, fornecem pouca possibilidade de análise, porém, quando combinados, permitem grande possibilidade de discussão. Um exemplo: “cerca de 70% das mulheres urbanas de classe média alta, com mais de 45 anos de idade, apresentam osteoporose”, logo, as medidas curativas e preventivas, assim como a ação diretiva quanto ao planejamento nos anos posteriores, são mais fáceis e direcionadas. Os padrões agregado e aleatório são bastante comuns na natureza. Já o padrão uniforme é típico de populações cultivadas pelo homem na agricultura. A se- guir, podemos visualizar esses tipos de padrões: Exemplos de distribuição espacial de populações. a sucessão ecológica nos ecossistemas As comunidades (biota ou biocenose) são con- juntos de populações de espécies diferentes que ocu- pam um dado local, durante certo intervalo de tempo. Portanto, as comunidades podem sofrer mudanças em sua composição ao longo do tempo, o que caracteriza a sucessão ecológica. Durante a sucessão, comunida- des vão se sucedendo e alterando, significativamente, o ambiente físico. A comunidade que primeiro se estabe- lece no ambiente é a ecese ou comunidade pionei- ra; os estágios sucessionais seguintes são chamados de seres; e, finalmente, a comunidade que se estabelece ao final é chamada de comunidade clímax, sendo autossuficiente e homeostática. Ao longo do processo sucessional, aumentam o número de espécies, habitats, biomassa e interações. Fases de uma sucessão ecológica Ao analisarmos a produtividade, observaremos que a PPB e a taxa de respiração aumentam, mas a PPL tende a zero, visto que PPB – RC = PPL. Concluindo, uma comunidade clímax se mantém, porém, não tem altas taxas de crescimento, o que quer dizer que não sobra grandes quantidades, em volume, de matéria or- gânica ou mesmo de oxigênio. São exemplos de comunidades climáxicas a Amazônia, a Mata Atlântica e os cerrados. Logo, ne- nhum ecossistema climáxico e florestal, como a Amazô- nia, pode ser o responsável pelo oxigênio atmosférico, o que é responsabilidade do fitoplâncton marinho, em pelo menos 70% do total. As grandes e extensas florestas são importantes na regularização das condi- ções climáticas, e não na oxigenação do Planeta. Veja, a seguir, o esquema de uma comunidade climáxica. 34 Variação de produtividade, biomassa e biodiversidade nos diferentes estágios de sucessão ecológica Estágio Produtividade Bruta Produtividade Líquida Biomassa Biodiversidade ecese pequena alta pequena pequena seres aumenta diminui aumenta aumenta clímax alta pequena alta alta Mata primária em estágio clímaxMata primária em estágio clímax As figuras, a seguir, ilustram o histórico de uma área originalmente ocupada por um ecossistema florestal que foi desmatada, dando origem a campos de cultura. Note que o solo superficial é todo alterado e impactado pelo uso de arados e outros implementos agrícolas. Essa situação destruirá quase que completamente o banco de sementes local, o que limita muito a regeneração da floresta. Campos cultivados Esse conjunto de acontecimentos, que pode ser se- guido pelas figuras, expressa o processo de sucessão eco- lógica, que começa a ocorrer a partir do momento em que os campos de cultura são abandonados. Com o solo exposto, teremos condições microclimáticas muito típicas, como alta incidência solar, ventos intensos e pouca retenção de umida- de, devido a elevadas taxas de evapotranspiração. Com essa pressão seletiva, apenas algumas pou- cas espécies, que ainda têm sementes no local, são fa- vorecidas, caracterizando a comunidade pioneira ou ecese, que é constituída de espécies resistentes a con- dições ambientais estressantes. A partir desse momento, as condições microclimáticas vão sendo alteradas pela biota presente e a umidade aumenta, o sombreamento também e a intensidade dos ventos diminui. Abandono dos campos de culturaAbandono dos campos de cultura: inicia-se uma sucessão ecológica secundária Note que as condições ambientais mudaram por causa da ocupação pioneira e este “novo ambiente” fa- vorecerá um novo conjunto de espécies, o que determi- nará a mudança gradativa na composição de espécies do ambiente. Está ocorrendo a substituição das comunida- des e estes estágios intermediários chamamos de seres. Estágio sucessional adiantado Abaixo, segue um exemplo de sucessão ecológica em um lago que dá origem a umecossistema terrestre: Fitoplâncton Fitoplâncton mortos + microorganismo protozoários e larvas de díptera Plantas aquáticas �utuantes + hidras, sapos e insetos Charco ou pântano Lagoa temporária Plantas submersas sofrem sombreamentos Vegetais enraizados + microcrustáceos e larvas de insetos Colonização por espécies terrestres Sucessão ecológica que transforma um ambiente aquático em um ambiente terrestre. 35 A sequência de seres que constituem a sucessão primária de uma área rochosa ou de um solo desnudo pode ser a seguinte: liquens > bactérias > briófitas > gramíneas > samambaias > sequência de arbustos > arvoretas > árvores maiores Ao longo da sucessão, teremos aumento do número de espécies, de simbioses, de biomassa, de habitats, de produtividade primária bruta e da taxa de respiração. Como consequência destes dois últimos aspectos, a produ- tividade primária líquida vai diminuindo e tende a zero. A mata que surge, após a sucessão, será tão semelhante à original quanto menor o impacto sofrido, ou seja, uma área com poucos anos de cultivo permite uma regeneração muito melhor do que uma área com muitos anos de cultivo. Portanto, a sucessão nem sempre recupera a formação original, porém alcançará uma composição de espécies e uma estrutura máxima para as atuais condições. Pioneira Sere(s) Climax Variações nos parâmetros ambientais, durante uma sucessão ecológica. Veja na figura a seguir, outro exemplo de sucessão. O amadurecimento de lagos de reservatórios em usinas hidroelétricas. Os lagos recém-formados recebem matéria orgânica, que favorece decompositores e fitoplâncton, que permitirão a manutenção de zooplâncton e de peixes que, agora, podem ser jogados no lago. Ao se apresentarem condições favoráveis ao desenvolvimento da vida, lagos de reservatórios em usinas hidrelétricas se tornam palco da sucessão ecológica. Sucessões primária e secundária Fala-se que o processo sucessivo é primário quando ocorre em substratos (solo, rocha, água ou o corpo de um ser vivo) não previamente ocupados por organismos. Exemplos: afloramentos rochosos, exposição de camadas profundas de solo, depósitos de areia, lava vulcânica recém-solidificada. O processo é considerado secundário quando os referidos substratos já foram anteriormente ocupados por uma comunidade e, consequentemente, contêm matéria orgânica viva ou morta (detritos, propágulos). Exemplos: clareiras, áreas desmatadas, fundos expostos de corpos de água. Desse modo, qualquer regeneração ou recuperação de área degradada é exemplo de sucessão secundária, enquanto o estabelecimento de mata amazônica, na região Norte do Brasil, há cerca de 10 mil anos, num período de glaciação, que diminuiu o nível dos mares e oceanos rasos da localidade é um exemplo de sucessão primária. Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE 36 Tendências ao longo do processo de sucessão primária ATRIBUTOS DO ECOSSISTEMA EM DESENVOLVIMENTO CLÍMAX Condições Ambientais variável e imprevisível constante ou previsivelmente variável POPULAÇÕES Mecanismos de determinação de tamanho populacional abióticos, independentes de densidade bióticos, dependentes de densidade Tamanho do indivíduo pequeno grande Ciclo de vida curto/simples longo/complexo Crescimento rápido, alta mortalidade lento, maior capacidade de so-brevivência competitiva Produção quantidade qualidade Flutuações + pronunciadas – pronunciadas ESTRUTURA DA COMUNIDADE Estratificação (heterogeneidade espacial) pouca muita Diversidade de espécies (riqueza) baixa alta Diversidade de espécies (equitatividade) baixa alta Diversidade bioquímica baixa alta Matéria orgânica total pouca muita ATRIBUTOS DO ECOSSISTEMA EM DESENVOLVIMENTO CLÍMAX ENERGÉTICA DA COMUNIDADE PPB/R > 1 = 1 PPB/Biomassa alta baixa PPL alta baixa Cadeia alimentar linear (simples) em rede (complexa) NUTRIENTES Ciclo de minerais aberto fechado Nutrientes inorgânicos extrabióticos intrabióticos Troca de nutrientes entre organismos e ambiente rápida lenta Papel dos detritos na regeneração de nutrientes não importante importante POSSIBILIDADE DE EXPLORAÇÃO PELO HOMEM Produção potencial alta baixa Capacidade de resistir à exploração grande pequena (Odum 1971; Margalef 1968) Vídeo ASSISTIR INTERATIVIAA DADE Fonte: Youtube Sucessão 37 38 APLICAÇÃO NO COTIDIANO Um dos maiores desafios do homem na atualidade é usar de forma equilibrada os recursos naturais. A in- teração do homem com o meio é complexa e, muitas vezes, leva à degradação ambiental e ao comprometimento da vida futura. A crescente conscientização dos indivíduos para a necessidade de conservação e restauração dos recursos naturais iniciou muitos projetos de restauração de ecossistemas devastados pela atividade antrópica. Utilizando dados fitossociológicos (estudo de comunidades vegetais) e o conceito de sucessão, pode-se restaurar processos ecológicos fundamentais na reconstrução de uma comunidade funcional com alta diversidade e recons- truir um ecossistema, o mais próximo possível do degradado. INTERDISCIPLINARIDADE Por meio de fórmulas matemáticas, como a densidade populacional (número de indivíduos por área) ou a taxa de crescimento de uma população (variação do número de indivíduos por variação de tempo), pode-se identificar se a população cresce ou não e elucidar a dinâmica dentro dessa população, assim, estimando possíveis tendências de crescimento. 39 CONSTRUÇÃO DE HABILIDADES Habilidade 4 – Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. A questão trata da introdução de espécies exóticas nos ecossistemas. Essa é uma ativi- dade antrópica comum, utilizada para fins alimentares, práticas de caça ou, às vezes, até sem intenção. Todas essas maneiras de introdução de espécies exóticas podem gerar danos ambientais graves. moDelo (Enem) Há quatro séculos alguns animais domésticos foram introduzidos na ilha da Trindade como “reserva de alimento”. Porcos e cabras soltos davam boa carne aos navegantes de passagem, cansados de tanto peixe no cardápio. Entretanto, as cabras consumiram toda a vegetação rasteira e ainda comeram a casca dos arbustos sobreviventes. Os porcos revolveram raízes e a terra na busca de semente. Depois de consumir todo o verde, de volta ao estado selvagem, os porcos passaram a devorar qualquer coisa: ovos de tartarugas, de aves marinhas, caranguejos e até cabritos pequenos. Com base nos fatos acima, pode-se afirmar que: a) a introdução desses animais domésticos trouxe, com o passar dos anos, o equilíbrio ecológico. b) o ecossistema da ilha da Trindade foi alterado, pois não houve uma interação equilibrada entre os seres vivos. c) a principal alteração do ecossistema foi a presença dos homens, pois animais nunca geram desequilí- brios no ecossistema. d) o desequilíbrio só apareceu quando os porcos começaram a comer os cabritos pequenos. e) o aumento da biodiversidade, a longo prazo, foi favorecido pela introdução de mais dois tipos de ani- mais na ilha. 40 análise expositiva Habilidade 4 A introdução de uma espécie exótica é um fenômeno prejudicial ao meio ambiente. Geral- mente, essa espécie utiliza os recursos do ecossistema em que foi inserido e aumenta a sua população de maneira exponencial, uma vez que não possuem predadores naturais que nos ecossistemas atuam em equilíbrio controlando o tamanho populacional. Portanto, as espé- cies nativas possuem um equilíbrio ecológico já estabelecido entre si. Porém, quando uma espécie exótica, nesse caso porcos e cabras, é introduzida, o ecossistema é alterado gerando desequilíbrio ecológico. Alternativa B estrutura conceitual (A) Capacidade de suporte (CS) (B) Potencial biótico (PB) (C) Crescimento real (CR) (D) Resistência do meio (RM) Primária Ocupação de ambientes estéreis Secundária Ocupação de ambientes que sofreram alterações ambientais drásticas Ecese Espécies pioneiras