Ecologia
A palavra ecologia vem do grego oikos, que siginifica casa, e logos, que significa estudo. Dessa forma, podemos descrevê-la como o estudo da casa. Foi usada pela primeira vez em 1869, sendo definida como o estudo científico das interações entre os organismos e o ambiente.
O mundo vivo pode ser definido por meio de uma hierarquia biológica, começando com as células até a biosfera. Assim, a ecologia possui três níveis de interesse: os organismos, as populações (formadas por organismos da mesma espécie) e as comunidades (número maior ou menor de populações).
Além disso, os ecólogos também focalizaram seus estudos no ecossistema, que consiste na comunidade juntamente com seu ambiente físico, de modo a descrever as rotas seguidas pela energia e pela matéria por meio dos elementos vivos (bióticos) e não-vivos (abióticos) do ecossistema.
Olá, caro(a) aluno(a). Para começarmos nossos estudos sobre ecologia, precisamos entender a definição que esse termo possui, bem como sua história. A palavra ecologia vem do grego, da união de oikos (casa) e logos (estudo); dessa forma, podemos entendê-la como o estudo da casa, ou ainda o estudo do lugar em que se vive.
A palavra ecologia foi utilizada pela primeira vez em 1869 por Ernest Haeckel, um dos discípulos de Charles Darwin, sendo definida como “[... a ciência capaz ]de compreender a relação do organismo com o seu ambiente”. Já em 1972, Charles Krebs definiu o termo como “[...] o estudo científico das interações que determinam a distribuição e abundância dos organismos” (BEGON et al., 2007, p. IX).
Perceba que a definição de ecologia dada por Charles Krebs traz como tema central onde os organismos ocorrem, quantos ocorrem em um determinado local e por quê. E, nesta mesma linha de raciocínio, atualmente, Begon et al. (2007, p. IX) definiu o termo como “[...] o estudo científico da distribuição e abundância dos organismos e das interações que determinam a distribuição e a abundância”.
Dessa forma, você pode entender a ecologia como a ciência que estuda como os organismos interagem entre si e com o meio em que vivem, considerando os fatores bióticos (seres vivos) e abióticos (físicos e químicos, como água, temperatura, umidade, nutrientes e luz solar).
A ecologia pode ser considerada como uma das ciências mais antigas, seja como ciência pura ou aplicada, pois desde a antiguidade o homem demonstrava interesse em conhecer e entender a natureza. E, como consequência do crescimento contínuo da população, bem como da industrialização, nas últimas décadas o interesse nesta ciência vem aumentando devido a fatores que despertaram a sociedade para o mundo da ecologia, reconhecendo-a como um assunto importante, de forma a trazer contribuições para as relações entre o ser humano e seu ambiente. Dentre os fatores que motivaram o interesse público e engajamento ecológico, Townsend et al. (2010) destacam: a conservação das espécies ameaçadas de extinção e da biodiversidade, o controle de doenças em humanos e em outras espécies, bem como as consequências das alterações profundas que vêm ocorrendo no ambiente.
O primeiro Dia da Terra foi realizado nos Estados Unidos na data de 22 de abril de 1970, como manifestação por parte da população a todos os problemas de ordem ambiental.
Fonte: a autora.
Assim, perceba que a ecologia é de interesse prático, visto que desde o início da humanidade o homem sempre desenvolveu uma relação com a natureza, e, se no princípio, essa relação era de equilíbrio, de modo que o homem retirava somente o que era necessário para sua sobrevivência, com o início da civilização e, posteriormente, com a Revolução Industrial, o equilíbrio existente foi quebrado, de forma que o homem passou a explorar irracionalmente os recursos naturais, chegando ao ponto de produzir um ambiente artificial. Nas palavras de Milton Santos (1997, p. 51), “[...] no começo era a natureza selvagem, formada por objetos naturais, que ao longo da história vão sendo substituídos por objetos fabricados, objetos técnicos, mecanizados e depois cibernéticos fazendo com que a natureza artificial tenda a funcionar como uma máquina”.
Neste contexto, após a década de 1970, a ecologia, apesar de permanecer fortemente enraizada na biologia, emergiu desta como uma disciplina nova e integrativa, ligando os processos físicos e biológicos e formando uma ponte entre as ciências naturais e sociais. Assim, atualmente a ecologia está presente na maioria das faculdades que oferecem disciplinas comuns, bem como especializações voltadas à ecologia, intensificando o estudo de como os organismos e as espécies individuais se inter-relacionam e utilizam os recursos (ODUM e BARRETT, 2007).
Caro(a) aluno(a), perceba que a ecologia é uma ciência multidisciplinar que está intimamente relacionada com diversas outras ciências, a saber: biologia, matemática, física, química, genética, meteorologia, pedologia, geologia entre outras, de modo que todas essas disciplinas exercem influência sobre a ecologia, o que torna difícil definir uma fronteira entre elas. A Figura 1.1 a seguir ilustra as interações existentes entre a ecologia e outras ciências.
Nesse contexto, Odum e Barrett (2007) citam que tal interface com disciplinas tradicionais é muito observada nas áreas de economia ecológica, gestão de recursos, agroecologia, biodiversidade, engenharia ecológica, ecologia da conservação, ecotoxicologia, saúde do ecossistema, ética ambiental e ecologia de restauração.
Na prática, os ecólogos procuram explicar e prever a distribuição e abundância dos organismos, bem como suas interações. A título ilustrativo, os ecólogos buscam explicar a distribuição e a abundância de uma determinada espécie por meio do ambiente físico que ela tolera, o alimento que ela consome e os predadores que a atacam. Além disso, os ecólogos também buscam prever o que acontecerá com essa determinada espécie sob uma determinada circunstância, de forma que possam controlá-la ou explorá-la.
Nesse contexto, Townsend et al. (2010, p. 50) trazem alguns exemplos de aplicações da ecologia, como a proposição de um modelo de estudo para verificar porque abutres asiáticos estão em via de extinção. Veja o que os referidos autores citam:
“Declínios perturbadores em populações de abutres têm profundas implicações para a saúde pública na Índia e no Paquistão. Um elemento comum nas mortes foi a gota visceral, ocasionada por um efeito adverso do diclofenaco usado por veterinários para tratar o gado doméstico, uma fonte de alimento para os abutres. Dados os números relativamente pequenos de cadáveres contaminados por diclofenaco disponíveis para os abutres selvagens, um modelo matemático foi rodado para determinar se as mortes devido ao diclofenaco explicam suficientemente os colapsos populacionais, ou se outros fatores poderiam também estar atuando. De fato, a proporção de abutres morrendo por envenenamento por diclofenaco foi muito similar àquela esperada pelo modelo, se o declínio fosse inteiramente a esse tipo de envenenamento. Medidas têm sido tomadas para remediar a situação.”
Assim como ocorre em outros ramos das ciências, a ecologia pode ser dividida em 3 níveis de interesse principais: organismos, população e comunidade.
Além disso, Begon et al. (2007) citam que os ecólogos também estudam as rotas seguidas pela matéria e energia, à medida que se movem através de elementos vivo e não-vivos, de uma categoria posterior, denominada de ecossistema.
Neste sentido, quanto às divisões da ecologia, tem-se:
Quanto às divisões da ecologia, temos uma de grande importância que está relacionada à aplicação dos conhecimentos obtidos a partir de estudos e pesquisas para o controle biológico de pragas. De qual divisão da ecologia estamos falando?
Autoecologia.
Incorreta: uma vez que autoecologia estuda a relação dos organismos com o ambiente.
Demoecologia.
Incorreta: uma vez que se refere a ecologia de populações.
Sinecologia.
Incorreta: uma vez que se refere a ecologia de comunidades.
Ecologia de ecossistemas.
Incorreta: uma vez que estuda a estrutura e dinâmica dos ecossistemas.
Ecologia aplicada.
Correta: pois aplica os conhecimentos provenientes de estudos e pesquisas ecológicas para a busca de problemas como o controle biológico de pragas.
Caro(a) aluno(a), perceba que cada subsistema ecológico menor é um subconjunto de um maior, e, assim, os diferentes tipos de sistemas ecológicos formam uma hierarquia de tamanho, conforme ilustra a Figura 1.2 a seguir:
O organismo é a unidade fundamental da ecologia, visto que nenhuma das unidades menores da biologia, como célula, tecido, órgão, tem uma vida separada do meio ambiente.
Fonte: a autora.
Observe que a Figura 1.2 retrata os níveis de organização ecológica que vão desde as células até a biosfera. Dessa forma, é importante definirmos cada um desses termos, pois trataremos deles ao longo deste material, principalmente no que diz respeito a população, comunidade e ecossistema.
Assim, em cada nível a interação com o ambiente físico (energia e matéria) é capaz de produzir sistemas funcionais característicos. O resultado da interação desses níveis de organização com a parte física do ambiente constitui um sistema (GODEFROID, 2016). O sistema é definido por Odum (2004, p. 6) como “[...] componente com interação e interdependência regular formando um todo unificado”.
É importante ressaltarmos que um sistema composto de componentes vivos (bióticos) e não vivos (abióticos) é denominado biossistema.
Ao conjunto de populações que convivem em um ecossistema e que normalmente interagem de forma organizada dá-se o nome de:
Organismo
Incorreta: pois organismos representam o conjunto de sistemas de órgãos.
Tecido
Incorreta: pois tecidos são conjuntos celulares funcionais.
Comunidade
Correta: uma vez que comunidade representa o conjunto de populações.
Biosfera
Incorreta: pois biosfera representa o conjunto de regiões do planeta.
Órgão
Incorreta: pois o órgão é constituído por um conjunto de tecidos.
De acordo com Peroni e Hernández (2011), o estudo da ecologia pode ser abordado sob três pontos de vista: descritivo, funcional ou evolutivo. O ponto de vista descritivo trata do princípio de toda ciência biológica e é baseado na descrição do mundo natural, de modo a descrever os grupos de vegetação e de animais.
O ponto de vista funcional está relacionado à dinâmica energética e numérica dos sistemas ecológicos, de modo a entender como os sistemas funcionam e operam. Essa abordagem busca identificar e analisar problemas gerais que são comuns a maioria ou a todos os diferentes ecossistemas.
Já a ecologia evolutiva estuda a dinâmica adaptativa dos sistemas ecológicos, de modo a explicar como a seleção natural tem favorecido as adaptações particulares que observamos no presente.
Assim, perceba que os ecólogos descritivo, funcional e evolutivo devem trabalhar juntos, descrevendo, entendendo e sugerindo hipóteses sobre os sistemas ecológicos, visto que o ambiente de um organismo contém todas as forças seletivas que auxiliaram sua evolução.
No contexto da hierarquia dos níveis de organização, um termo importante que devemos tratar é o de princípio da propriedade emergente. Tal termo implica que à medida que os componentes, ou subconjuntos, se combinam, são produzidas novas propriedades que não estavam presentes no nível inferior da organização hierárquica. De acordo com Odum e Barrett (2007), uma outra forma de expressar esse mesmo conceito é a propriedade não redutível, ou seja, o todo é superior à soma das partes, não sendo redutível. Um exemplo para a compreensão desse conceito é a combinação de hidrogênio (H) e oxigênio (O) para a formação da água \(H_{2}O\).
Um outro conceito que devemos trabalhar é o das propriedades coletivas, que são a soma dos comportamentos dos componentes. Apesar de ambos serem propriedades do todo, as propriedades coletivas não envolvem características novas ou únicas resultantes do funcionamento de toda unidade.
Para exemplificar a propriedade coletiva, considere a taxa de natalidade da população, representada pela soma dos nascimentos dos indivíduos em um determinado período de tempo, expressa pelo percentual do número total de indivíduos da população. Esse mesmo exemplo poderia ser aplicado à taxa de mortalidade. Assim, novas propriedades surgem porque os componentes interagem, e não pela alteração de sua natureza básica.
Para finalizarmos este tópico, Godefroid (2016) explica que, ao considerar as propriedades emergentes e a homeostase crescente em cada nível, nem todas as partes componentes podem ser conhecidas até que se compreenda o todo.
Homeostase é uma das características fundamentais dos ecossistemas, de forma que todos procuram um estado de equilíbrio dinâmico, por meio de mecanismos de autocontrole e autorregulação, que entram em ação quando ocorrem mudanças.
Fonte: Braga et al. (2005).
Anteriormente, nós vimos que os fatores bióticos e abióticos, ou seja, os organismos vivos e seu ambiente não vivo, estão inter-relacionados e interagem entre si, formando o ecossistema. Nas palavras de Odum e Barrett (2007, p. 18), o “[...] ecossistema é qualquer unidade que inclui todos os organismos (a comunidade biótica) numa dada área interagindo com o ambiente físico de modo que um fluxo de energia leve a estruturas bióticas claramente definidas e à ciclagem de materiais entre componentes vivos e não vivos”.
Dessa forma, “[...] o ecossistema é um sistema estável, equilibrado e autossuficiente, apresentando em toda sua extensão características topográficas, climáticas, pedológicas, botânicas, zoológicas, hidrológicas e geoquímicas praticamente invariáveis” (BRAGA et al., 2005, p. 10).
Observe o diagrama que ilustra a relação entre a comunidade e o ecossistema, em que a comunidade é representada como uma teia alimentar de organismos autótrofos (A), heterótrofos (H), ligados por fluxos apropriados de energia, ciclos de nutrientes e depósitos (S).
De acordo com a Figura 1.3, observe que o ecossistema possui um ambiente de entrada bem como um ambiente de saída. No ambiente de entrada, tem-se a energia, da qual o Sol é a mais importante, que sustenta diretamente a maior parte dos sistemas. Além do Sol, também existem outras fontes de energia como vento, chuva, fluxo de água ou combustíveis fósseis.
A energia também flui para fora do sistema, na forma de calor, ou ainda como outras formas processadas ou transformada como matéria orgânica ou poluentes. Ainda, elementos necessários à vida, como água, ar e nutrientes, entram e saem do ecossistema, assim como os organismos, por meio da imigração e emigração. Veremos com mais profundidade sobre o fluxo de energia e de matéria na Unidade II.
O ecossistema é constituído por fatores que delimitam e definem sua composição, formado pelos compostos químicos, compostos físicos e seres vivos existentes. Nesse sentido, a estrutura trófica de um ecossistema possui duas camadas, uma superior, composta pelo estrato autotrófico (aqueles capazes de produzir seu próprio alimento), como exemplo as plantas que produzem seu alimento por meio da fotossíntese, e uma camada inferior, composta pelo estrato heterotrófico (aqueles que necessitam “procurar” seu alimento) (ODUM e BARRET, 2007).
Os seguintes componentes que estruturam esses compostos e seres vivos que formam o ecossistema são:
O termo decomposição é definido como a “[...] desintegração gradual de matéria orgânica morta (corpos mortos, partes removidas de corpos e fezes), que é realizada por agentes físicos e biológicos. Ela culmina com moléculas complexas ricas em energia sendo degradadas por seus consumidores (decompositores e detritívoros) em dióxido de carbono, água e nutrientes inorgânicos”.
Fonte: Townsend et al. (2010, p. 414).
Dessa forma, perceba que os ecossistemas podem ser divididos em 2 conjuntos amplos de componentes, os bióticos (vivos) e os abióticos (não vivos) que interagem entre si de maneira a propiciar um fluxo de energia e material capaz de gerar estruturas biológicas definidas e a ciclagem de material entre elas (GODEFROID, 2016).
Sabemos que existe uma grande quantidade de habitats na superfície terrestre, os quais variam de acordo com o clima, distribuição de nutrientes, topografia, espécies de seres vivos etc. Essa diversidade de seres vivos ocorre devido à capacidade de adaptação e desenvolvimento de mecanismos necessários para tal.
De uma forma geral, esses ecossistemas podem ser classificados em aquáticos ou terrestres, de modo que as principais diferenças, além do substrato que os compõe, são (BRAGA, 2005):
Nesse sentido, perceba que os ecossistemas podem ser classificados segundo suas características estruturais, bem como de acordo com suas características funcionais. No entanto, não existe uma regra para classificação, mas certas abordagens podem servir para propósitos bastante úteis (ODUM e BARRET, 2007).
A Tabela 1.1 a seguir traz os principais ecossistemas encontrados na biosfera: terrestres e aquáticos (marinhos e de água doce).
Tabela 1.1: Principais tipos de ecossistemas presentes na biosfera
Fonte: Odum e Barret (2007, p. 76).
De maneira geral, os ecossistemas aquáticos podem ser divididos em dois tipos: os de água doce e os de água salgada. Essa classificação diz respeito à concentração de sais dissolvidos. Nesse sentido, em águas doces essa concentração é de até 0,5 g/L, enquanto que nas águas marinhas essa concentração média é em torno de 35 g/L (BRAGA et al., 2005).
Os organismos que habitam os ecossistemas aquáticos, em função de seu modo de vida, podem ser divididos em três categorias (BRAGA et al., 2005; AMABIS e MARTHO, 2006):
Os ecossistemas marinhos possuem como base os sistemas marinhos existentes, responsáveis por ocupar 75% da superfície terrestre. Uma das características mais importantes desses ecossistemas é sua estabilidade e homogeneidade no que se refere à composição química e temperatura. Possuem uma salinidade estimada de 35 g/L, sendo o cloreto de sódio \((NaCl)\) o principal sal encontrado, além de sais de magnésio e potássio. Quanto à temperatura, esta varia de 2º C a 32º C em suas áreas superficiais, -2º C nas áreas mais profundas e com temperaturas que chegam a 350º C nas fontes hidrotermais (AMABIS e MARTHO, 2006; GODEFROID, 2016).
Nas regiões litorais, ou seja, próximas aos continentes que se iniciam nas rochas continentais ou nas praias e se estendem até uma profundidade de 200 metros, a vida é numerosa, uma vez que há uma maior disponibilidade de luz e nutrientes. De forma geral, a fauna marinha é composta por cnidários, equinodermos e cefalópodes (GODEFROID, 2016).
Diferente dos habitats terrestres e de água doce, o mar é contínuo e não possui separação, ou seja, todos os oceanos estão ligados, o que faz a temperatura, profundidade e a diferença de salinidade serem as principais barreiras para o movimento dos organismos existentes.
Com relação à profundidade, nos ecossistemas marinhos é possível reconhecer três regiões distintas, resultado da diminuição da entrada de luz. São elas: região eufótica (iluminada até cerca de 80 metros; permite o desenvolvimento de algas), região disfótica (vai tornando-se cada vez menos iluminada), e região afótica (não recebe luz solar, não existindo vida vegetal, de modo que a fauna é composta apenas por animais carnívoros) (GODEFROID, 2016).
Por fim, a concentração e tempo de residência de nutrientes dissolvidos é relativamente baixa nos ecossistemas marinhos. Suas concentrações variam de acordo com as estações do ano e com a zona vertical na qual se encontram, citadas anteriormente.
Os ecossistemas de água doce tratam-se dos menores ecossistemas aquáticos existentes e geralmente apresentam uma menor profundidade quando comparados com os ecossistemas marinhos, com uma média de 350 metros (GODEFROID, 2016).
Esses ecossistemas são classificados, de acordo com o movimento das águas, em 2 tipos:
Assim, os ecossistemas de águas paradas ocorrem em lagos, lagoas e charcos. Já os ecossistemas de água em movimento ocorrem em rios, riachos e corredeiras.
Os habitats de água doce ocupam uma pequena porção da biosfera quando comparados aos ecossistemas marinho e terrestre e possuem uma menor variância de temperatura e uma grande quantidade de matéria orgânica, o que limita a penetração de luz e reduz a zona fotossintética nesses ambientes (ODUM, 2001; GODEFROID, 2016).
A flora presente nos ecossistemas de água doce basicamente é representada por angiospermas e algas verdes, já sua fauna é constituída por tartarugas, anfíbios, peixes aranhas, insetos etc. (TUNDISI e TUNDISI, 2008). Ademais, os ecossistemas lênticos apresentam uma maior biodiversidade do que os ecossistemas lóticos, isso porque em águas paradas os produtores são representados por organismos fotossintetizantes, incluindo os fitoplânctons.
Nos ecossistemas terrestres são levadas em consideração as condições naturais ou nativas de vegetação, que integram em si a fauna, flora e o clima local. De forma geral, dois grupos de fatores juntamente com a interação da população determinam a natureza das comunidades e dos ecossistemas terrestres. São eles: o clima (umidade, luz, temperatura) e o substrato (fisiografia, solo etc.) (ODUM, 2001).
São nos ecossistemas terrestres que encontramos os organismos mais complexos e especializados existentes, incluindo os animais de sangue quente.
A Terra possui uma distribuição muito ampla de habitats, o que faz com que cada área continental tenha sua própria fauna e flora. Porém, podemos encontrar organismos com o mesmo nicho ecológico em comunidades semelhantes localizadas em diferentes regiões biogeográficas, a exemplo da floresta tropical pluvial que ocorre na faixa equatorial, tanto no continente americano, como na África, no sudoeste da Ásia e na Oceania. Veremos sobre exemplos de ecossistemas terrestres no próximo tópico.
Quanto ao subsistema solo, podemos classificar os organismos existentes nos ecossistemas terrestres em:
Os climas regionais dos ecossistemas terrestres interagem com a biota e possuem traços muitas das vezes estabelecidos pela forma de vida que a vegetação local reflete, assim fica determinada a natureza estrutural para a fauna dos biomas (ODUM, 2001).
“Bioma é o conjunto de ecossistemas terrestres com vegetação característica e fisionomia típica, em que predomina certo tipo de clima.”
Fonte: Amabis e Martho (2006, p. 66).
Vimos que existem inúmeros ecossistemas no planeta Terra, de modo que cada um apresenta características específicas voltadas às características da área em que cada ecossistema está inserido. Assim, podemos citar uma diversidade de ecossistemas, como:
A Tabela 1.2 a seguir apresenta alguns exemplos de ecossistemas naturais existentes e algumas de suas características.
Tabela 1.2: Exemplos de ecossistemas naturais e suas características
Fonte: o autor, adaptado de Amabis e Martho (2006, p. 67-69) e de Godefroid (2016, p. 67-86).
A Figura 1.7 a seguir ilustra a diversidade de biomas que podemos encontrar, de acordo com sua distribuição geográfica, a qual é fortemente influenciada pelos padrões de temperatura e chuva.
Zebras pastavam gramíneas quando foram atacadas por leões. De qual bioma estamos falando?
Deserto.
Incorreta: pois não são encontrados animais como zebras e leões no deserto.
Taiga
Incorreta: pois não são encontrados animais como zebras e leões na taiga.
Floresta temperada.
Incorreta: pois não são encontrados animais como zebras e leões na floresta temperada.
Savana.
Correta: uma vez que a savana é caracterizada por fauna diversa, composta de animais de grande porte como zebras e leões.
Tundra.
Incorreta: pois não são encontrados animais como zebras e leões na tundra.
As condições ambientais de um determinado ecossistema, assim como os organismos adaptados a essas condições, mudam de forma gradual com a mudança dos gradientes. Em pontos onde ocorre uma mudança abrupta, observa-se os conhecidos ecótonos (ODUM e BARRET, 2007).
Por definição, ecótono ou área de tensão é uma região de transição produzida por dois ecossistemas (que podem ser completamente distintos), por invasão mútua, considerada uma área com uma grande variedade de espécies e nichos ecológicos, com espécies exclusivas deste tipo de ambiente. Normalmente, apresenta largura média de 10 a 100 metros. Como exemplos de ecótonos, Calijuri e Cunha (2013) citam as zonas pantanosas situadas entre um sistema aquático e o sistema terrestre circundante, as formações arbustivas que marcam o limite entre a floresta e os campos e uma região estuarina.
A variedade de espécies no planeta Terra é afetada principalmente por fatores abióticos, entre os quais fatores geográficos, que são os mais relacionados, como gradientes de latitude, altitude e profundidade. Tais gradientes possuem mudança de clima, como temperatura e umidade que influenciam na riqueza de espécies com a mudança desses gradientes.
Gradientes latitudinais apresentam um aumento na quantidade de espécies dos polos para os trópicos, tanto em ambientes terrestres como em ambientes aquáticos. Uma das explicações para esse fato é a diferença climática existente, uma vez que nos trópicos a temperatura e os regimes hídricos proporcionam uma maior produção de biomassa, além de existir uma maior interação entre espécies, pois a maior intensidade de predação nos trópicos diminui a competição e aumenta a sobreposição de nichos (PERONI e HERNÁNDEZ, 2011). A Figura 1.8 a seguir apresenta um exemplo do gradiente latitudinal da riqueza de espécies de borboletas Papilionidae.
Quanto aos fatores bióticos que podem influenciar a quantidade de espécies em um determinado local, alguns processos ecológicos podem aumentar a riqueza de espécies, os quais podem estar relacionados com a maior especialização, aumento da quantidade de recursos, exploração mais completa de recursos e maior sobreposição de nichos (PERONI e HERNÁNDEZ, 2011).
Para gradientes altitudinais os números de espécies diminuem com o aumento da altitude, o que pode ser explicado por fatores climáticos, como temperatura e pressão, assim como por disponibilidade de recursos, uma vez que áreas elevadas são menores e mais isoladas (PERONI e HERNÁNDEZ, 2011).
Semelhante aos gradientes altitudinais, em ambientes aquáticos os gradientes de profundidade possuem uma menor riqueza de espécies em áreas mais profundas quando comparados com a superfície. Em áreas profundas, o ambiente é frio escuro e possui pouco oxigênio (PERONI e HERNÁNDEZ, 2011).
Os ecossistemas são considerados cibernéticos (kybernetes = “piloto” ou governador”) pois apresentam fluxo de matéria, energia, comunicação física e química, unindo todos os componentes que fazem parte de sua estrutura, mantendo-os regulados como um todo (GODEFROID, 2016).
A estabilidade que um ecossistema atinge pode variar de acordo com as funções de controle na natureza, que por sua vez dependem do rigor do ambiente externo e da eficiência dos controles internos. É importante ter conhecimento dos dois tipos de estabilidade: a primeira na qual o ecossistema consegue manter-se firme diante um estresse e é conhecida como estabilidade de resistência. A segunda em que o ecossistema pode apresentar uma alta capacidade de recuperação após um estresse, conhecida como estabilidade de resiliência (ODUM e BARRET, 2007).
Dificilmente ambas estabilidades ocorrem ao mesmo tempo, a exemplo de uma floresta de sequóia sempre-verde da Califórnia que é bastante resistente ao fogo, mas, quando queima, pode recuperar-se lentamente ou ainda nunca se recuperar. Geralmente, espera-se que os ecossistemas em ambientes físicos propícios apresentem estabilidade de resistência maior do que a estabilidade de resiliência, e que ecossistemas de ambientes físicos incertos apresentem esta maior do que aquela (ODUM e BARRETT, 2007; GODEFROID, 2016).
Assim sendo, podemos dizer que o conceito de cibernética dos ecossistemas refere-se ao fluxo de informações que ocorre dentro dos mesmos e que, de acordo com o ecossistema, mantém seu equilíbrio dinâmico característico.
Sobre a cibernética do ecossistema, assinale a alternativa incorreta:
Ambas estabilidades: resistência e resiliência ocorrem ao mesmo tempo sempre.
Incorreta: pois dificilmente ambas estabilidades ocorrem ao mesmo tempo.
A estabilidade de resistência diz respeito à capacidade de permanecer firme diante do estresse.
Correta: uma vez que a estabilidade na qual o ecossistema consegue se manter firme diante de um estresse é conhecida como estabilidade de resistência.
A estabilidade de resiliência diz respeito à capacidade de recuperar-se após um estresse.
Correta: uma vez que o ecossistema pode apresentar uma alta capacidade de recuperação após um estresse, conhecida como estabilidade de resiliência.
Os ecossistemas são ricos em redes de informação, como fluxos de comunicação física e química que ligam as partes e regulam o sistema como um todo.
Correta: uma vez que os ecossistemas são considerados cibernéticos pois apresentam fluxo de matéria, energia, comunicação física e química, unindo todos os componentes que fazem parte de sua estrutura, mantendo-os regulados como um todo.
Os ecossistemas em ambientes físicos propícios apresentam estabilidade de resistência maior do que a estabilidade de resiliência
Correta: uma vez que, geralmente, espera-se que os ecossistemas em ambientes físicos propícios apresentem estabilidade de resistência maior do que a estabilidade de resiliência, enquanto os ecossistemas de ambientes físicos incertos apresentam comportamento contrário.
A palavra “cosmo” no idioma português tem significado de universo, que não comporta necessidade de composição. Sendo assim, microcosmos diz respeito a pequenos mundos contidos que simulam em miniatura a natureza dos ecossistemas, podendo estarem inseridos em pequenos recipientes como uma garrafa, ou em aquários. Existem dois tipos básicos de microcosmos de laboratório: os microecossistemas derivados naturalmente por semeadura múltipla de meios de cultura e os sistemas construídos onde as espécies são adicionadas até que se obtenha o resultado desejado (ODUM e BARRET, 2007).
Os mesocosmos, como grandes tanques experimentais ou recintos externos, são considerados sistemas mais realistas, uma vez que são maiores e apresentam fatores ambientais como luz, temperatura e animais maiores com histórias mais complexas. São intermediários entre os sistemas de cultura em laboratório e os ecossistemas naturais (ODUM e BARRET, 2007).
A pesquisa em micro e mesoecossistemas é útil no teste de hipóteses ecológicas geradas pela observação da natureza. Odum e Barret (2007) exemplificam os mesocosmos terrestres construídos no Miami University Ecology Research Center, que foi projetado para avaliar o efeito da fragmentação do habitat (mancha) sobre a dinâmica populacional da arganaz-do-prado (Microtus pennsylvanicus) em manchas de paisagem experimental.
Por fim, os macrocosmos referenciam o mundo natural, com uma inclusão de sistemas grandes e naturais como bacias hidrográficas ou paisagens naturais, sendo usados como base de referência ou medidas de controle (ODUM e BARRET, 2007).
Como visto anteriormente, os ecossistemas possuem em sua estrutura os organismos produtores, capazes de realizar fotossíntese e produzir cerca de 100 bilhões de toneladas de biomassa todo ano. Também existem os organismos decompositores, bem como a atividade respiratória dos seres vivos, que, como resultado, garantem que uma quantidade equivalente é retornada na forma de \(CO_{2}\) e \(H_{2}O\). Contudo, esse balanço de massa não é exato.
Segundo Odum e Barret (2007), com o passar do tempo geológico, uma fração pequena da biomassa que era produzida não era decomposta de forma completa, e acabava enterrada e fossilizada, não passando pelo processo de decomposição ou respiração. Essa pequena, porém significativa, fração, fez diferença no balanço de produção e decomposição da biomassa, favorecendo o acúmulo de oxigênio da atmosfera e a redução de \(CO_{2}\), o que tornou possível a evolução e sobrevivência de espécies superiores. Além disso, a formação de combustíveis fósseis, devido a essa biomassa não decomposta, ajudou no processo de revolução industrial e evolução da espécie humana.
Nos últimos 60 milhões de anos, o deslocamento dos equilíbrios bióticos, relacionados às atividades vulcânicas, intemperismos das rochas, sedimentação e entrada de energia solar, ocasionou um desequilíbrio na razão \(O_{2}/CO_{2}\) na atmosfera. As atividades agroindustriais têm elevado de forma significativa a quantidade de \(CO_{2}\), gerando alterações do clima, um dos grandes problemas ambientais que enfrentamos hoje (ODUM e BARRET, 2007).
A relação entre a velocidade total da produção e a velocidade da decomposição tem importância na biosfera, independente dos organismos ou aspectos abióticos responsáveis. Podemos constatar que a atividade humana hoje colabora de forma expressiva para a decomposição e geração de \(CO_{2}\) para a atmosfera, ou seja, toma mais do que devolve, colocando em risco o equilíbrio natural e vital, uma vez que o atraso da decomposição, considerado uma característica importante do ecossistema, está sendo colocado em risco pelos seres humanos (ODUM, 2001).
Entre as atividades humanas que aceleram a decomposição citamos a queima de matéria orgânica armazenada em combustíveis fósseis, o desflorestamento e a queima de madeira. Todas essas atividades emitem no ar o \(CO_{2}\) armazenado no carvão, no petróleo, nas árvores e no húmus profundo das florestas (ODUM e BARRET, 2007).
A pegada ecológica é equivalente à área do ecossistema que não faz parte de uma cidade como florestas, terras de cultivos e corpos d’água, necessária para sustentar as gerações atuais (ODUM; BARRET, 2007). Pode servir como indicador de sustentabilidade ambiental e ajudar na gestão dos recursos pela economia.
No site da WWF (on-line), encontramos a seguinte definição para pegada ecológica: “[...] mede os impactos da ação humana sobre a natureza, analisando a quantidade de área bioprodutiva necessária para suprir a demanda das pessoas por recursos naturais e para a absorção do carbono”.
Nesse contexto, pode-se considerar a pegada ecológica como uma metodologia de contabilidade ambiental, por meio da qual podemos avaliar o consumo da população humana sobre os recursos naturais existentes, bem como comparar os diferentes padrões de consumo existentes entres as populações.
Assim, a área da pegada ecológica vai depender da demanda de uma determinada comunidade e da capacidade do ambiente de suprir essa demanda. Tratando-se de uma população tecnologicamente avançada, de forma geral, a demanda será maior do que uma população subdesenvolvida.
O cálculo da pegada ecológica será: a soma dos impactos ambientais, como a área de energia fóssil reservada para absorção de CO2 liberado; área do terreno agrícola necessária para alimentar a população; áreas necessárias para atividades pastoris; tamanho da área florestal necessária para fornecer recursos derivados da madeira; e a área necessária para urbanização, como construção de edifícios.
Qual é a sua pegada? É possível medir a quantidade de recursos naturais renováveis necessários para manter nosso estilo de vida. Acesse a calculadora disponibilizada pela WWF: <http://www.wwf.org.br/natureza_brasileira/especiais/pegada_ecologica/sua_pegada/>.
Editora: Thomson
Autor: Eugene P. Odum e Gary W. Barrett
ISBN: 9788522105410
Comentário: O livro mantém a abordagem holística clássica da ciência ecológica, com ênfase na aplicação dos princípios ecológicos dos dilemas humanos, como crescimento da população, gerenciamento de recursos e contaminação ambiental. Utiliza diversos exemplos reais, que possibilitam ao aluno aprender como os princípios ecológicos podem ser aplicados no gerenciamento de recursos, biologia da conservação, toxicologia ecológica, saúde do ecossistema, ecologia da paisagem e ecologia da restauração.
Gênero: Documentário
Ano: 2009
Elenco principal: O diretor Yann Arthus-Bertrand, um operador de câmera, um engenheiro de câmera e um piloto voaram em um pequeno helicóptero através de várias regiões em cerca de 50 países.
Comentário: O documentário é produzido pelo jornalista, fotógrafo e ambientalista francês Yann Arthus-Bertrand. É composto de imagens aéreas de diversos lugares da Terra, de forma a mostrar a diversidade do planeta Terra e como o homem está ameaçando o equilíbrio ecológico.
