BiologiaVivian L. Mendonça

ENSINO MÉDIO

BIOLOGIA 1º- ANO

Vol

ume

EcologiaOrigem da Vida e Biologia Celular Embriologia e Histologia

1MANUAL DO PROFESSOR

capítulo

Ecossistemas e biomas41 Introdução

Já comentamos anteriormente que os ecossistemas correspondem ao conjunto de comunidades que interagem entre si e com os fatores abióticos do meio, em uma determinada área e em um mesmo intervalo de tempo. Em um ecossistema exis- tem um fluxo de energia e os ciclos da matéria, como vimos no capítulo anterior.

Um conjunto de ecossistemas, por sua vez, pode caracterizar um bioma. Os biomas são formados por ecossistemas que interagem fortemente entre si e com- partilham determinadas características gerais, como as condições macroclimáticas e a vegetação predominante. Os biomas geralmente têm grandes extensões, de milhares de quilômetros quadrados.

A Caatinga é um exemplo de bioma, que ocupa uma extensão de mais de 840 000 km 2 no Nordeste do Brasil. Nesse bioma ocorrem diversos ecossistemas, todos eles expostos ao ciclo climático determinado por temperaturas elevadas, uma estação seca prolongada e uma estação chuvosa que dura poucos meses. A vegetação típica é composta por plantas que apresentam adaptações à seca.

Entre as espécies que habitam uma determinada área, estão aquelas que só existem ali, sendo denominadas espécies endêmicas . Diversas espécies da Caatinga, por exemplo, são encontradas apenas naquele bioma. O conceito ecológico de endemismo se relaciona à evolução dessas espécies, com elevado grau de adap- tações ao conjunto único de fatores de um ambiente. Em outro local, com con- dições ambientais ligeiramente distintas, a espécie não sobreviveria. Situação in- versa é a das espécies cosmopolitas , cuja distribuição geográfica é ampla e sua capacidade de sobrevivência em diferentes ambientes é elevada.

A definição de bioma não é consenso entre cientistas. Um dos conceitos mais acei- tos atualmente considera bioma um conjunto de tipos de vegetação iden-tificáveis em escala regional, determinados por condições geoclimá- ticas e pelo histórico compartilhado de mudanças na região, eque apresenta uma diversidade biológica própria. Existem cientistas que não utilizam conceito de bioma para ecos- sistemas aquáticos, pois não podem ser caracterizados por tipo de vegetação.

Vamos analisar mais adiante, neste capítulo, alguns dos principais ecossistemas aquáticos e os biomas que ocorrem no território brasileiro.Essa perereca (Phyllomedusa nordestina) é endêmica

da Caatinga. Ela mede cerca de 5 cm de comprimento.

ATENÇÃO

No Ensino Médio, ecossistemas e bio-

mas também são conceitos estudados

na área de Geografia, que busca essencial- mente compreender as interações entre o espaço ou ambiente e as populações hu-

manas. Características de

um determinado ecossistema (como

sua temperatura média, os tipos de animais e plan- tas

que ali ocorrem ou a ocorrência de rios,

por exemplo) afetam o modo como uma população humana ocupa esse espaço.

Por outro lado, o estabele- cimento de populações humanas

em uma área traz modificações à

paisagem.

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COMENTÁRIOSGERAIS

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derados em três grandes categorias: o plâncton, o nécton e os bentos.

O plâncton corresponde ao conjunto de organis- mos que vivem em suspensão na coluna de água. A imensa maioria dos seres planctônicos é micros- cópica; esses seres não apresentam locomoção ati- va, isto é, são carregados passivamente pelas cor- rentezas. São exemplos de seres planctônicos algas unicelulares, protozoários, pequenos crustáceos, entre muitos outros.

O plâncton é composto por organismos clorofi- lados (algas), que são chamados coletivamente de fitoplâncton , e por organismos heterótrofos (pro- tozoários e pequenos animais), que constituem o zooplâncton . Os organismos que compõem o zoo- plâncton apresentam movimentos e se deslocam na coluna de água, mas não conseguem vencer a força das marés e correntes, sendo carregados por elas.

O nécton compreende os animais que se des- locam ativamente na coluna de água, não sendo apenas passivamente carregados por correntes e marés. É o caso da maioria dos peixes e dos mamí- feros aquáticos como botos (de água doce), golfi- nhos e baleias (marinhos).

Os organismos que vivem em contato com o subs- trato constituem os bentos. Existem organismos ben- tônicos que são sésseis (fixos), como é o caso dos co- rais, das algas macroscópicas e das plantas aquáticas como a vitória-régia. Há também os seres bentônicos que se deslocam livremente sobre o substrato, sendo chamados vágeis ou móveis; é o caso do caranguejo, da estrela-do-mar e do lagostim.

Organismos do plâncton marinho: microcrustáceos e algas filamentosas. Rios e lagos também possuem plâncton.

PENSE E RESPONDA

Consulte o glossário etimológico e explique, em seu cader- no, o significado dos termos fitoplâncton e zooplâncton .

Cardume fotografado no oceano Índico. Peixes como estes, que se movem ativamente, fazem parte do nécton. Os peixes da foto medem cerca de 25 cm de comprimento.

O lagostim de água doce é um exemplo de organismo bentônico. Vive junto ao substrato de rios e represas, alimentando-se de plantas e restos de animais. A espécie da foto pode atingir 18 cm de comprimento.

ATENÇÃO

Substrato é qualquer sedimento ou superfície na qual seres vivos se apoiam ou crescem. O fundo de um rio, por exemplo, pode ser arenoso ou rochoso. A areia e a rocha são dois tipos de substrato.

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4 O termo fitoplâncton (fito = plantas) refere-se às algas microscópicas que, como as plantas, são clorofiladas e realizam fotossíntese. O termo zooplâncton (zoo = animais) refere-se aos pequenos animais e protozoários, que são seres heterótrofos.

2Ecossistemas aquáticos

Eles estão representados pelos oceanos, rios e lagos. Nesses ambientes os seres vivos são consi-

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2.1 OceanosOs oceanos podem ser considera-

dos o maior ecossistema da Terra, pois cerca de 70% da superfície do planeta está coberta por eles, como você pode observar no gráfico ao lado.

Os oceanos são responsáveis pela liberação de grande quantidade de gás oxigênio para a atmosfera, devi- do à atividade fotossintética do fito- plâncton marinho. Estudos científicos têm comprovado que, nos oceanos, o balanço entre a produção de matéria orgânica e oxigênio pela fotossínte- se (F) e o consumo pela respiração (R) tem o resultado: F > R. Apesar de F ser apenas ligeiramente maior que R, isso equivale, em termos absolutos, à libe- ração de toneladas de gás oxigênio na

água e no ar. A produção de gás oxigênio é intensa tanto em alto-mar quanto nas regiões costeiras, onde há grande concentração de nutrientes provenientes dos rios, o que propicia o desenvolvimento de algas, especialmente as unicelulares.

A fotossíntese depende da luz e assim, nos oceanos, esse processo depende da penetração da luz na água. Em regiões de águas claras, a luz penetra até cer- ca de 200 m de profundidade enquanto em águas turvas essa penetração é me- nor. A região dos oceanos que recebe luz é denominada zona fótica. A zona dos oceanos que não recebe luz é denominada afótica.

Na região fótica ( foto = luz), os produtores fotossintetizantes sustentam a di- versidade biológica, enquanto que na região afótica ( a = prefixo de negação; foto = luz) a base das cadeias alimentares são os detritos, falando-se em cadeia alimentar detritívora. Nesses casos, ocorre uma verdadeira “chuva de detritos”: organismos que morrem nas camadas superiores da coluna de água vão sendo decompostos à medida que afundam e esses detritos são aproveitados pelos pri- meiros elos da teia alimentar.

Fonte: TEIXEIRA, W. et al. Decifrando a Terra. 2. ed. Companhia Editora Nacional, 2009, p. 186.

Áreas da superfície terrestre correspondentesaos oceanos, fontes de água doce e terra,

em porcentagens (%) aproximadas

28%terra

2%água doce

70%oceanos

Compare as duas fotos de regiões marinhas. À esquerda, está um recife de coral, localizado em águas claras e pouco profundas, rodeado de peixes. Os corais vivem na zona fótica dos oceanos. À direita, está um peixe abissal, que vive na zona afótica dos oceanos, a cerca de 4000 m de profundidade.

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Uma noção comum é a de que a relação F > R ocorreria nas regiões próximas à costa, e não em mar aberto, no meio dos oceanos. No entanto, há pesquisas relatando que essa relação se observa também emmar aberto, como: WILLIAMS, P.J. LeB. The balance of plankton respiration and photosynthesis in the open oceans. Nature v. 394, 2 jul. 1998, p. 55-57. Disponível em: <http://www.nature.com/ nature/journal/v394/n6688/ full/394055a0.html>. Acesso em: 09 jan. 2016.

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A zona costeira do BrasilSegundo o IBGE, o Brasil possui um litoral com 7 367

km de extensão, voltado para o oceano Atlântico. O Decreto nº- 5 300/2004 define a zona costeira bra- sileira como “um espaço geográfico de interação do ar, do mar e da terra, incluindo seus recursos renová- veis ou não, abrangendo uma faixa marítima e uma faixa terrestre”.

Nesse território há grande diversidade de ambientes: manguezais, recifes de coral, dunas, restingas, estuários, costões rochosos e praias arenosas. Há regiões de águas frias e regiões de águas quentes; no mar, as profundida- des variam até 4 mil metros. A variedade de ambientes se relaciona à grande diversidade de seres vivos marinhos, muitos deles encontrados apenas no litoral brasileiro.

Além da biodiversidade, cerca de 25% da população brasileira vive nas cidade litorâneas, espalhadas pelos 17 Estados que possuem litoral. Fazem parte dessa popu-lação as comunidades tradicionais de pescadores, os caiçaras e diversas nações indígenas. Essas comunidades possuem culturas interligadas ao mar e beneficiam-se do uso sustentável dos recursos naturais do litoral. A pesca predatória e a devastação de ecossistemas costeiros para a instalação de casas e hotéis são grandes ameaças ao nosso litoral.

A Constituição de nosso país define a zona costeira como “patrimônio nacional”, que deve ser preservado e, por isso, precisa de gerenciamento especial quanto à ocupação humana e ao uso de seus recursos naturais (parágrafo 4º- do artigo 225, 1988). O compromisso também é ressaltado na Lei nº- 7661, de 16 de maio de 1988, que instituiu o Plano Nacional de Gerenciamento Costeiro (PNGC) como parte da Política Nacional do Meio Ambiente. Além das ações go- vernamentais, cabe a todos nós lutar pela preservação de nosso extenso e diversificado litoral, para que as futuras gerações de brasileiros tenham acesso à esse patrimônio.

Fontes: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE Teen. Posição e Extensão. Disponível em:

<http://teen.ibge.gov.br/mao-na-roda/posicao-e-extensao.html>. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Gerenciamento Costeiro no Brasil. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/gestao-territorial/gerenciamento-costeiro>. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Zona Costeira e Marinha. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/biodiversidade/biodiversidade-aquatica/zona-

costeira-e-marinha>.

Acessos em: 09 jan. 2016.

Exceção à teia alimentar detritívora nas zonas afóticas dos oceanos são os ambientes especiais descobertos em 1977: as fontes termais submarinas . Elas se localizam entre 2 000 e 4 000 m de profundidade e são chamadas termais porque há liberação de água aquecida vinda de fendas no assoalho marinho. A água que sai das fendas também é rica em compostos de enxo- fre, como o ácido sulfídrico (H 2S), que são utilizados por bactérias quimios- sintetizantes na síntese de matéria orgânica.

Nas fontes termais submarinas, portanto, os produtores do ecossiste- ma são as bactérias quimiossintetizantes. Elas formam colônias ao redor das fendas por onde a água aquecida sai e sustentam uma rica comuni- dade de animais. Entre esses animais estão vermes tubícolas, mostrados na foto ao lado. Eles constroem um tubo rígido ao redor do seu corpo. No interior do corpo, vivem bactérias quimiossintetizantes, que lhe fornecem parte da matéria orgânica que produzem. Esses vermes não possuem sequer sistema digestório, dependendo totalmente do alimento produzido pelas bactérias.

Vermes tubícolas encontrados em fonte termal submarina, em profundidade que varia entre 2 000 m e 4 000 m. Cada verme possui cerca de 1 m de comprimento.

Sobre a imagem de satélite, está indicada pela linha azul a zona costeira do Brasil, que vai da foz do rio Oiapoque (AM) ao Chuí (RS). A área está sob proteção da Marinha do Brasil e do Ministério do Meio Ambiente.

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2.2 Ecossistemas de água doceAssim como acontece nos oceanos, há plâncton, nécton e bentos nos rios e

nos lagos. A quantidade de plâncton nas águas dos rios geralmente é menor que a encontrada nos lagos, pois nos rios a água está em constante movimento. Por ou- tro lado, essa movimentação aumenta o nível de gás oxigênio dissolvido na água.

Em lagos profundos, há a tendência de redução do nível de oxigênio dissolvi- do na água à medida que a profundidade aumenta. Isso porque os organismos que vão morrendo e afundando sofrem a ação dos seres decompositores do lago, que consomem oxigênio na sua atividade. A superfície de um lago pode ser pobre em nutrientes, já que eles tendem a afundar, enquanto as camadas inferiores podem ser pobres em oxigênio devido à atividade de decomposição.

Nas regiões tropicais, é comum que o vento promova certa movimentação da água dos lagos, diminuindo a diferença entre as camadas inferiores e superficiais em termos de nutrientes e gás oxigênio.

Nos lagos de regiões temperadas, ocorre um fenômeno de movimentação da água que é auxiliado pelos ventos e provocado pela diferença na temperatura e densidade da água da superfície e do fundo em certas épocas do ano. Na prima- vera e no outono, a água da superfície afunda ao mesmo tempo em que a água do fundo sobe. Esse fenômeno promove a distribuição do oxigênio e de nutrien- tes minerais pelo lago.

Esquema representando trecho de um lago e a comunidade que ali vive, incluindo os seres microscópicos do fitoplâncton e zooplâncton. Fatores como a oxigenação da água, salinidade e profundidade de penetração de luz influenciam a ocorrência dos seres vivos em determinadas regiões do lago.

Nas margens e na superfície do lago, ocorrem algase plantas.

Nas regiões mais profundas do lago, há pouca luz e

concentração decrescente de gás oxigênio dissolvido

na água.

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As figuras estão representadas em diferentes

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mais raso e lento.

REÚNA-SE COM OS COLEGAS

Que tal uma visita à zona úmida mais próxima da escola? O professor e a direção da escola po- dem organizar este es- tudo do meio, em que você e seus colegas ob- servarão as característi- cas do corpo d’água, seus habitantes e seu estado de conservação. Se possível, registre em fotos ou desenhos os aspectos que mais cha- marem sua atenção. De volta à escola, busquem informações sobre a importância ecológica e socioeconômica da área visitada. Com os dados obtidos pela tur- ma, produzam panfletos para serem distribuídos à comunidade, expli- cando a importância de conservar a área.

A proteção das zonas úmidasAs zonas úmidas incluem os rios, os lagos, os pântanos, os mares rasos (até 6 m de

pro- fundidade) e também fontes artificiais de água como açudes e represas. Como vimos an- teriormente, o Brasil possui um extenso litoral e 13,7% de toda a água doce do planeta. Essas áreas promovem a recarga dos reservatórios subterrâneos de água,

contro- lam inundações, promovem o aumento da umidade do ar e do índice de chuvas. Elas garantem também a pesca tradicional e a irrigação de lavouras, entre muitos

outros usos pelo ser humano. Desse modo, as zonas úmidas possuem inestimável valor eco-

lógico, socioeconômico, cultural e científico, e sua perda seria desastrosa.A Convenção sobre as Zonas Úmidas é um tratado intergovernamental de vigência

in- determinada, estabelecido em 1971, na cidade de Ramsar, no Irã . Até dezembro de 2013, haviam assinado o acordo 168 países, entre eles o Brasil, que assinouem 1996. Trata-se de um compromisso em preservar as zonas úmi- das e promover o uso sustentável dos recursos naturais dessas áreas.

Para que as futuras gerações tenham acesso à água doce, os países signatários da Convenção de Ramsar devem planejar e executar ações de gestão da água e de conservação ambien- tal. Como forma de conscientizar as pessoas sobre o tema, foi escolhido o dia 2 de fevereiro como o Dia Mundial das Zonas Úmidas. Saiba mais sobre a importância das zonas úmidas len- do a cartilha que utilizamos como fonte para este texto (repro- dução da capa ao lado).

Fonte: MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE; THE RAMSAR CONVENTION ON WETLANDS; UNESCO. As zonas

úmidas

cuidam da água. 2014. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/images/arquivo/80191/Revista%202014%20

ano%202013%20corrigida.pdf>. Acesso em: 09 jan. 2016.

Mata ciliar em Ribeirão do Facão, sedimentos do solo exposto para o leito do rio, que se torna cada vezMinas Gerais.

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Veja na parte geral do Manual sugestões para organizar um estudo do meio. Esta atividade pode ser realizada em conjunto com o professor de Geografia.

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Para cuidar das águas de cada localidade, foram instituídos os Comitês de Bacias Hidrográficas, reunindo representantes do governo, de ONGs e da sociedade civil. A partir deles são elaborados projetos visando atender, em curto e longo prazos, os desejos e as necessidades da população, além de garantir a preservação dos recursos hídricos. Para saber mais, acesse o site: <http://www.cbh.gov.br/GestaoComites.aspx>. Acesso em: 26 abr. 2016.

Os rios, por sua vez, possuem características distintas. A nascente é a

origem de um rio, e pode ser formada a partir do derretimento do gelo de uma alta montanha ou a partir da abertura, na superfície, de um re- servatório subterrâneo de água. Da nascente, a água escorre formando o leito do rio, que aumenta na medida em que riachos de outras nascentes convergem para o mesmo leito. Existem áreas de corredeiras e de quedas d'água (cachoeiras). A foz de um rio é a área em que ele desemboca no mar.

Um ecossistema de água doce interage fortemente com o ambien- te terrestre que compõe suas margens. Um exemplo são as matas cilia- res , que ocorrem às margens de rios, mesmo em regiões onde predo- minam vegetações mais abertas. A umidade do solo e a quantidade de nutrientes nas margens são condições que favorecem o crescimento de árvores, formando a mata. Por sua vez, a vegetação densa da mata ci- liar protege as margens da erosão pelo vento e pelas chuvas, e reduz a taxa de evaporação da água do rio por causa do sombreamento. Muitos animais, tanto terrestres quanto aquáticos, vivem nas áreas de mata ciliar.

Os rios e suas margens estão ecologicamente conectados; quan- do um desses ambientes sofre alterações, o outro também é afetado. Essa relação fica evidente nos trechos de mata ciliar. A retirada de uma mata ciliar altera as características do rio e pode levar ao seu desapare- cimento. A evaporação da água do rio aumenta, o ambiente se torna mais seco devido à perda de vegetação, os ventos e a chuva empurram

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