Ecossistemas - Nível superior

Aula de Ecossistemas baseada no ODUM e Economia da Natureza

1. Ecossistema Definição Estrutura Funcionamento Fluxograma da aula Imagem: Gaia (LOVELOCK) Princípios de ecologia Lic .Marcelo Gomes [email protected]

2. Ecossistema Definição Estrutura Funcionamento Fluxograma da aula Fundamentação teórica: Ecologia -ODUM (cap. 2) A Economia da Natureza RICKLEFS (cap. 2. 3. 4 .5) Gaia JAMES LOVELOCK Cultrix Imagens: O Mar (CUBE Book) Google Imagens

3. A ecologia — palavra proveniente do grego oikos ("lar") — é o estudo do Lar Terra. Mais precisamente, é o estudo das relações que interligam todos os membros do Lar Terra. O termo foi introduzido em 1866 pelo biólogo alemão Ernst Haeckel , que o definiu como "a ciência das relações entre o organismo e o mundo externo circunvizinho Ecologia A investigação de todas as relações do animal com seu ambiente orgânico e inorgânico; incluindo acima de tudo suas relações amigáveis com aqueles animais e plantas com os quais ele entra em contato direto ou indireto. Economia da Natureza

4. Ecologia Durante os últimos anos a Ecologia tem-se tornado cada vez mais uma integrada Ciências Naturais Ciências Sociais A Ecologia é uma ciência aplicada pois relaciona o comportamento humano com a estrutura e função dos Ecossistemas Ciência Exata, pois pesquisa em Ecologia utiliza os conceitos instrumentais Matemática Física Química

5. Ecologia Melhor maneira de se delimitar ecologia é considerando se os níveis de organização Espectro dos níveis de organização (ODUM)

6. Biosfera ou Ecosfera é o maior sistema biológico e que mais se aproxima da autossuficiência.

7. Vivo e Não vivo? Agindo contra as forças físicas A capacidade de agir contra as forças físicas externas distingue o vivo e o não vivo. Os sistemas biológicos precisam de energia para contrabalançar as forças físicas da gravidade. Ex.: Ave em vôo . Biótico Abiótico Assim um organismo metaboliza carboidratos para fornecer energia para mover seus apêndices. O que é vida?

8. Ecossistema, definição: O ecossistema é a unidade básica na ecologia pois inclui: os organismo ambiente abiótico OBS: cada um desses fatores influencia na propriedade do outro. manutenção da vida! Água (propriedades térmicas) Substâncias dissolvidas e nutrientes. Disponibilidade de luz (fotossíntese) Temperatura Concentração de íons Hidrogênio Umidade Salinidade

9. Ecossistema: Chamamos de Sistema Ecológico ...qualquer unidade (biossistema) que abranja todos os organismos que funcionam em conjunto (comunidade biótica) numa dada área, interagindo com o ambiente físico de tal forma que o fluxo de energia, produza estruturas bióticas claramente definidas e uma ciclagem de materiais entre parte vivas e não vivas (ODUM 1985). ou

10. Ecossistema: definição: ...Os conjuntos de organismos com seus ambientes físicos e químicos forma um ecossistema (RICKLEFFS, 2003). Um ecossistema é uma grande máquina termodinâmica gigante que dissipa energia em forma de calor. Essa energia entra no meio biológico via fotossintese

11. A que ecossistema pertence?

12. A Visão da Física: define vida como uma redução da entropia. Ao assimilar energia livre, o organismo é capaz de reduzir a sua entropia interna. A visão Neowdarwinista : vida é uma propriedade de entidade moleculares orgânica que lhes permite crescer e se reproduzir. Quaisquer erros de reprodução são corrigidos por meio do processo de seleção natural O que é vida? Slide não incluído na apresentação

13. O que é vida? A Visão da Bioquímica: Um organismo vivo é capaz de utilizar a energia livre para crescer de acordo com suas instruções genéticas. A visão Ecossistêmica: A vida é uma propriedade de um sistema limitado que está aberto a um fluxo de energia e matéria, e que é capaz de manter constantes as suas condições internas.

14. Ecossistema: SISTEMAS BIÓTICOS De forma geral os sistemas bióticos têm um propósito na existência pois são direcionados pela busca de energia e geração da prole. Características do organismo vivo: 1) Limites e fronteiras externas, 2) Absorve energia {Luz, alimento}, 3) Excreta produtos, 4) Mantém constante um meio interno.

15. Ecossistema: SISTEMAS BIÓTICOS A forma e a função dos animais e plantas evoluíram parcialmente em resposta as condições prevalecentes no mundo físico. Elefante Marinho e Pinguim Real Tubarão Branco – Oceano Pacífico

16. História do conceito ecossistema: Proposto primeiramente pelo ecologista britânico A. G. Tansey em 1953, para incluir organismos e todos os fatores abióticos em seu habitat 1877 – Karl Mobius – recife de ostras como uma “biocenose” BIOCENOSE : “Ou seja, grupamento de seres que estão ligados por uma dependência recíproca e que mantém-se reproduzindo em um certo lugar de forma permanente””. Imagem: recife natural de ostras

17. História do conceito ecossistema: 1944 – Sukachev – enfatizou “biocenose” para “ geobiocenose ”. Natureza = Sistema . Bertalanffy (1950) Margalef (1958) H.T. Odum (1971)

18. O que é um sistema? As partes componentes de qualquer um desses sistemas são numerosas e as interações são muito complexas. Um sistema pode ser definido como um conjunto de componentes (ou idéias ) ligados entre si por alguma forma de ação regular ou de interdependência. Sistema Solar, Sistema Nervoso, Sistema Econômico.

19. Diagramas de compartimentos 4 componentes para um modelo funcional:

20. Ecossistema: componentes e processos 4 componentes principais: 1) Comunidade, 2) o fluxo de energia 3) ciclagem de materiais 4) controle por retroalimentação Diagrama funcional de um ecossistema através de uma “Linguagem de energia”. Fluxo de energia ocorre só num sentido. A energia Solar que entra é transformada e sua qualidade elevada (convertida em matéria orgânica) pela comunidade.

21. Ecossistema conceitualmente completo: Todos os ecossistemas são sistemas ABERT OS : Existe uma entrada (AE) e uma saída de energia (AS). Um ecossistema precisa de uma entrada para manter os processos vitais e um meio de exportar a energia e materiais processados.

22. Ecossistema: identificando 1) fluxo de energia e matéria 2)diferentes níveis tróficos Luz solar calor energia Sais minerais nutrientes Produtores consumidores decompositores

23. Principais nutrientes exigidos pelos organismos e sua função: A maioria dos elementos vitais, e compostos orgânicos apresentam-se num constante fluxo entre as fazes vivas e não vivas. ATP Trifosfato de adenosina e DNA Substâncias húmicas (Produtos finais da Decomposição)

24. A Energia é passada adiante dos animais que alimentam-se das plantas (herbívoros) para os animais que se alimentam dos comedores das plantas. Por essa razão as plantas são denominadas de PRODUTORES. transferem energia Física para Biológica e colocam a disposição dos outros organismos, os CONSUMIDORES Imagem: Guepardo jovem atacando filhote de gazela - África

25. Tamanho do ecossistema ECOSSISTEMA = AE + S (sistema delimitado) + AS. Tamanho do sistema (maior S, menos depende do exterior) Intensidade metabólica (alta taxa, + entrada e saída) Equilíbrio autotrófico-heterotrófico (+ desequilíbrio, +elementos externos p equilibrar) Estágio de desenvolvimento (sistemas jóvens diferem de sistema maduros) Ex.: Serra Florestada (AE,AS menores) x Riacho (AE, AS maiores), cidade

26. 1) um estrato AUTOTRÓFICO [ auto-alimentador ] ou “faixa verde” Vegetais clorofilados, predomina a fixação da energia luminosa, onde substâncias inorgânicas simples tornam-se substâncias orgânica complexas Estrutura do Ecossistema: Do ponto de vista de estrutura trófica (nutrição) um ecossistema apresenta dois estratos: 2) um estrato HETEROTRÓFICO [alimentador de outro] ou “faixa marrom” solos, sedimentos, material em decomposição. Predomina o rearranjo e decomposição de materiais complexos .

27. Estrutura do Ecossistema: Comparação entre Ecossistema Terrestre x Aquático I - Autotróficos , II – Herbívoros, I II – Detritívoros, IV Carnívoros, V Sapróvoros .

28. ...a demora Heterotrófica: Uma das características importantes dos ecossistema, é que o metabolismo heterotrófico fica separado em tempo, porque pode haver uma demora significativa na utilização heterotrófica dos produtos dos organismos autotróficos..

29. Componentes do Ecossistema: Do ponto de vista Biológico o ecossistema é constituído de: Substâncias Inorgânicas (C, N, CO 2 , H 2 0) Compostos Orgânicos ( Proteinas , carboidrato, lipídios) Ambiente atmosférico e fatores físicos. Produtores – organismos autotróficos Macroconsumidores ou fagótrofos – organismos heterótrofos: organismos que ingerem outros animais Microconsumidores, saprótrofos ou decompositores, principalmente bactérias e fungos Componentes Ñ- Vivos Componentes Vivos

30. Os três reinos funcionais da Natureza (tipo de nutrição) Produtores – organismos autotróficos Fagótrofos – organismos heterótrofos: organismos que ingerem outros animais Saprotrofos ou decompositores, principalmente bactérias e fungos

31. A Hipótese Gaia Sustenta que os organismos, evoluíram junto com o ambiente físico, formando um sistema complexo de controle o qual mantém favoráveis à vida as condições da terra Lovelock 1979.

32. A Hipótese Gaia Comunidade Ecossistemas Ambiente Geoquímico

33. A Hipótese Gaia Ambiente Abiótico Controla a Atividade dos organismos Ambiente Abiótico As plantas que crescem sobre uma duna de areia forma um substrato radicalmente diferente do original Imagem: Areias do Albardão 2004

34. A Hipótese Gaia : controle do ambiente Os sistemas vivos reduziram as flutuações de fatores físicos. Ex.: Amônia excretada pelos organismos vivos controla o pH dos solos e sedimentos possibilitando ampla variedade de vida.

35. A Hipótese Gaia Imagem: GAIA GAIA e Cibernética Os micro-organismos que operam na faixa marrom – teia da vida – Sistema complexo de controle ambiental. Esse sistema de controle faz da Terra um sistema Cibernético unificado.

36. Organismos desempenham controle no desenvolvimento e controle geoquímico.

37. Concentrações de oxigênio na atmosfera tem aumentado desde o surgimento da vida na Terra.

38. As cidades e Hipótese Gaia muito recurso para manutenção da vida ( ar, água, combustível e alimento). Quanto maior, mais avançadas tecnologicamente, maior o perigo de lesarem o hospedeiro.

39. Hipótese Gaia , e o futuro: Sugere: descobrir e preservar os controles que permitem que a biosfera ajuste: poluição, gás carbônico, calor, enxofre, óxidos nitrogenosos. Sistemas humanos devem preservar a integridade do sistema de tamponamento que mantém a vida.

40. A degradação de sistemas em Gaia . Ex.: Bacia do Cobre em Copperhill , EUA Redução de do número de organismos vivos a tal ponto que a organização do sistema é destruida . Vapores de ácido sulfúrico – fundição do cobre diminuição da cobertura vegetal - Solo erodido– paisagem de marte.

41. O questionamento de ODUM: Quanto custará, a nós “pagadores de impostos” para reabilitar uma grande área do solo impactado?

42. A atividade industrial e Gaia Quando uma indústria esgota toda a capacidade de manutenção da vida em uma grande área, nenhum desenvolvimento econômico futuro é possível!

43. A Humanidade e Gaia Humanidade tenta modificar o ambiente físico para satisfazer suas necessidades. Os componentes bióticos estão em vias de destruição e os balanços globais estão começando a ser perturbados. Somos Heterotróficos, fagotróficos e dependemos do ambiente natural não importa sofisticação da nossa tecnologia.

44. A Tragédia dos comuns Garret Hardin . Os bens comuns são recursos tais como ar, mar, terras públicas, que todos são livres para usar. A não ser que a sociedade aja para estabelecer restrições a partir de um consenso, o uso excessivo e a deterioração subsequente são quase inevitáveis.

45. Colônias espaciais? O concerto da biosfera através das técnicas de restauração dos ecossistemas provavelmente virá a ser um comércio lucrativo, já que não podemos escapar para colônias espaciais que ainda não são viáveis.

46. Tempo geológico e o decréscimo de CO 2 Tempo geológico: Há 600 milhões de anos, uma fração muito pequena porém significativa da matéria orgânica não decomposta em sedimentos anaeróbicos foi enterrada e fossilizada sem nunca ser oxidada = Superavit na produção Orgânica em relação a decomposição. Tornou possível a EVOLUÇÃO e sobrevivência de formas mais avançadas de vida

47. Formação dos combustíveis fósseis Os combustíveis fósseis formaram-se há 300 milhões de anos decorrente de uma produção excessiva de Matéria Orgânica.

48. Essa gigante Fonte de energia Irradiada ao seu redor é que matém equilíbrio térmico na Terra. Evapora as águas, circulação de ventos e correntes oceânicas, além de permitir a fotossíntese aos componentes autotróficos. O Sol, o grande impulsionador dos ecossistemas:

49. A energia do sol incide na clorofila das plantas ajudando na combinação do CO 2 + H 2 0, ambos de baixo conteúdo energético para formar carboidratos de alto conteúdo energético . A energia absorvida é repassada às ligações químicas .

50. água

51. Tipos de Fotossíntese: Quimicamente o processo significa a armazenagem de uma parte da energia solar sob a forma de energia potencial . Há uma equação de Oxidação-redução. 2 tipos: A Fotossíntese realisada pelas plantas e a fotossíntese Bacteriana. Oxigênio (plantas) Enxofre [S] = (bacteriana )

52. A Fotossíntese dos vegetais superiores. Apresentam diferentes vias bioquímicas de redução do carbono possuem implicações ecológicas importantes:

53. Produção Global – A Fotossíntese dos vegetais superiores. C3 ciclo de pentoses ciclo de Calvin: C4 ciclo do ácido dicarboxílico : Esses dois tipos respondem de forma diferente à luz, temperatura e água.

54. Produção – C3 x C4. Figura: Comparação da resposta fotossintética (ODUM) C3: taxa máxima de fotossíntese ocorre sob intensidade luminosa media e temperatura moderada. 2) É inibida altas temperatura e plena luz solar. C4: estão adaptadas a luz e a temperaturas elevadas. Superando a produção das C3. 2) Utilizam mais eficientemente a água (dominam vegetação de desertos e campos temperados) OBS: Capins invasores e ervas daninhas em sua maioria são plantas C4

55. Plantas C3 x C4. C3: Apesar da menor eficiência energética as plantas C3 são responsáveis pela maior parte da produção fotossintética mundial, pois são mais competitivas em comunidades mistas onde existe efeitos de sombreamento e baixa temperatura. Algumas C3 (trigo, arroz, batata, legumes e hortaliças) – Agricultura intensiva dos Países do Norte temperado. Alguma C4(milho, sorgo, cana-de-açucar ) - Culturas de origem tropica

56. O metabolismo CAM. Outra forma de fotossíntese: CAM ( metabolismo do Ácido crássuláceo ): Plantas de deserto – cactos: Mantém estômatos fechados durante o dia e abertos durante a noite – O gás carbônico é armazenado na forma de ácidos orgânicos, e fixados apenas no dia seguinte, isso diminui a perda de água durante o dia. .

57. Produção Global e as bactéria. Aquáticas (marinhas e dulcícolas) Ciclagem de minerais dos sedimentos aquáticos. Em sua maioria são anaeróbicas facultativas. Podem funcionar também como heterotróficas na ausência de luz. Algumas realizam metabolismo auxotrófico = refere-se a estágios intermediários entre autotrofia e heterotrofia. Ex.: algumas espécies de algas necessitam de alguma substância orgânica complexa para seu crescimento que elas mesmo não produzem, ou formas de fitoplânctos que durante o dia são produtores e a noite consumidores.

58. As bactéria Quimiossintéticas. São consideradas Quimiolitotróficas pois obtém energia pela oxidação química de compostos inorgânicos simples. Ex.: de amônia em nitrito nitrito em nitrato de sulfeto em enxofre . Sulfobactérias Nitrossomonas e nitrococcus Nitrobacter

59. As bactéria Quimiossintéticas. As sulfobactéria Thiobacillus , abundantes em fontes sulfurosas utilizam SO 4 e produzem H 2 S (sulfeto de Hidrogênio) como fonte de energia Anaeróbicas obrigatórias, vivem em sedimento de águas onde existe baixa intensidade de luz. Organismos importantes no ciclo do enxofre.

60. Chaminés hidrotérmicas

61. As bactéria Quimiossintéticas. Há ecossistemas nas profundezas dos Oceanos baseados inteiramente em bactérias quimiolitossintéticas . Fundos oceânicos com fendas onde escapa água quente sulfurosa rica em minerais. Bivalves, vermes marinho, que se alimentam de sulfobactérias. Outros animais cultivam essa bactéria no tubo digestivo.

62. As bactéria Quimiossintéticas. As nitrobactérias podem assimila o N 2 molecular atmosférico e são importantes no ciclo do nitrogênio.

63. As bactéria simbiontes Simbiose = organismos que vivem juntos em associação. Nesta associação cada parceiro proporciona algo que o outro não possui. Ex.: Liquens (algas + Fungos) Bactérias que fermentam material vegetal nos intestinos das vacas. Bactérias fixadoras de nitrogênio no nódulo radiculares de leguminosas

64. As bactéria simbiontes Bactérias que fermentam material vegetal nos intestinos das vacas.

65. As bactéria simbiontes A bioluminescência ocorre em diversos grupos de organismos, desde vertebrados a invertebrados marinhos, assim como em microorganismos e animais terrestres. As bactérias simbióticas contidas nos organismos maiores são bioluminescer, conferindo algumas vantagens para eles. .

66. Tipos de decomposição Em termos mundiais o processo Heterotrófico da decomposição equilibra-se o aproxidamente ao metabolismo autotrófico. Se considerarmos a decomposição qualquer oxidação biótica liberadora de ENERGIA, Há 3 tipos de decomposição com base às necessidades de oxigênio: Respiração aeróbica: oxigênio é o aceptor de elétrons. Respiração anaeróbica: um composto inorgânico é o aceptor de elétrons. Fermentação: o Composto oxidado é aceptor de elétrons.

67. Tipos de decomposição Respiração aeróbica: oxigênio é o aceptor de elétrons: Animais superiores, moneras, protistas.

68. Tipos de decomposição 2. Respiração anaeróbica: Um composto inorgânico é o aceptor de elétrons: Restringe aos saprotrófos (bactérias, leveduras, mofos, protozuários ) (obrigatórios ou facultativos) Metanobactérias = anaeróbios obrigatórios – produzindo gás metano, o gás dos pântanos.

69. Tipos de decomposição 3. Fermentação: Ex.: Leveduras – decomposição de resíduos vegetais – composto orgânico também é aceptor de elétrons. .

70. Decomposição, uma visão geral: Resulta de processos tanto abióticos como bióticos. Ex.: Incêndio de prados e floresta - decomposição de detritos – liberação de dióxido de carbono e minerais ao solo. Ecossistemas de fogo, pois a atividade microbiana não da conta da decomposição

71. Decomposição, uma função vital: Exerce uma função vital – pois bactérias e fungos obtém seu alimento e transferem energia entre os organismo. Enzimas com funções químicas específicas são excretadas para dentro da matéria morta e logo após reabsorvida como alimento

72. A Função principal da decomposição: Mineralização do Matéria Orgânica Importância dos Saprotróficos como alimento para os outros organismos. As substâncias liberadas no meio durante a decomposição podem surtir profundos efeitos em outros organismos do ecossistema. HORMÔNIOS AMBIENTAIS – substâncias excretadas por outras espécies que exercem função em outras.

73. A decomposição e os Hormônios Ambientais: HORMÔNIOS AMBIENTAIS – substâncias excretadas por outras espécies que exercem função em outras. Substâncias INIBIDORAS: Antibiótico – Penicilina produzida por um tipo de fungo. Alexandre Fleming Substâncias ESTIMULADORAS: Vitaminas e substâncias de crescimento (timinas, vitaminas B 12 )

74. Hormônios Ambientais: Substâncias Alelopáticas ( de alelos ; recíproco ; pathos ; sofrimento) Ex.: metabólitos interagem com fogo atuam no controle da vegetação do deserto e chaparral .

75. A velocidade da Decomposição: Na comunidade de decompositores há uma ação sequencial entre eles e assim há diferença na velocidade de decomposição. Lipídios./ Açucares/Proteína – Decomposição Fácil. Celulose./ Liguinina /Quitina – Decomposição Lenta.

76. Fazes da decomposição: 3 Fazes da decomposição: Formação de detritos particulados por ação física e biológica, acompanhada pela liberação de Matéria orgânica dissolvida. Formação de húmus e liberação de M.O solúvel pelos saprótrofos. Mineralização do húmus. Húmus = sustância escura/marrom – amorfa e coloidal contendo compostos aromáticos(fenóis) misturados com produtos da decomposição de proteínas. Detritos, susbstâncias húmicas e M.O em decomposição são todos importantes para a fertilidade do solo.

77. A Quelação : Detritos, substâncias húmicas e M.O em decomposição são todos importantes para a fertilidade do solo. formam um “arranjo químico complexo ” com certos minerais, afetando a disponibilidade de minerais. Quelação ( chele , de garras): mantém os elementos em solução e não tóxico Ex.:Íon Cu++ agarrado por duas moléculas de glicina

78. Animais detritívoros: Protozoários, ácaros de solos, ostrácodos, gastrópode, representam a microfauna mais importante na decomposição, pois alimentam-se de detritos e aceleram a decomposição da serrapilheira de várias maneiras: Quebrando detritos em pedaços pequeno e aumentando a área para atividade microbiana Acrescentando proteínas que facilitam o crescimento bacteriano Coprofágicos (de kropos = fezes) ingerem pelotas fecais depois de serem enriquecida por atividade microbiana. Ex.: Besouro Popilus , que vive em troncos em decomposição

79. A Degradação da M.O no ecossistema: 1. Recicla nutrientes, através da mineralização da M.O morta. 2. Quela e complexa os nutrientes. 3. Recupera nutrientes e Energia por ação microbiana. 4. Produz alimento para a sequência de organismos na cadeia alimentar de detritos. 5. Produz metabólitos secundários inibidores/estimuladores que funcionam como reguladores 6. Mantém uma atmosfera que permite a vida de aeróbios de grande biomassa como nós. Relembrando!!!! Slide off

80. O “ajuste fino! do ecossistema! As Bactéria, fungos e protozoários pertence a filos “inferiores” e são extremamente versáteis, pois realizam quase todas as transformações químicas. Embora considerados primitivos, os organismos ditos “superiores” não conseguem viver sem esses micróbios amigos São eles que mantém o “ajuste fino” que mantém algum grau de estabilidade no ecossistema.

81. Acelerando a decomposição! Um fato que causa preocupação inédita é que as atividades humanas estão acelerando a decomposição. Queimando a M.O armazenada em combustíveis fósseis. Práticas agrícolas que aumentam a decomposição do húmus. Desmatamento e queimada de lenha. Essas práticas tem elevado o CO 2 atmosférico. Esse carbono estava armazenado no carvão minera, petróleo, árvores, húmus e florestas

82. A Natureza cibernética dos Ecossistemas! Os ecossistemas são ricos em redes de informação que compreendem fluxo de comunicação físico e química que interligam todas as partes e governam e regulam o sistema como um todo. “Fios invisíveis” com ligações fracas porém bem numerosas de energia e ligações químicas Podem se considerados cibernéticos (de kibernetes : piloto ou governador) a natureza mas as funções de controle são internas e difusas. Mecanismos cibernéticos humanos = controle externo

83. A redundância nos Ecossistemas! Redes de informação – (físico/químicas) – governam e regulam o todo! Cibernéticos (controlador) A REDUNDÂNCIA = Mais de uma espécie ou componente, têm a capacidade de realizar várias funções AUMENTA A ESTABILIDADE Grau de estabilidade varia Conforme o ambiente externo e eficiência dos controles internos Ex.: Várias espécies de autótrofos, cada uma produz em diferente faixa operacional de temperatura, entretanto da taxa de fotossíntese da comunidade como um todo não se altera. Assim o Ecossistema permanece estável mesmo com mudança de temperatura

84. A estabilidade do ecossistema! A ESTABILIDADE de resistência = capacidade do ecossistema de se manter estável diante do estresse ou perturbação. A ESTABILIDADE de elasticidade = capacidade de se recuperar rapidamente quando o sistema é desequilibrado Tempo necessário para a recuperação é uma medida de estabilidade

85. A estabilidade do ecossistema! Ex.: Floresta de pinheiro é resistente fogo (elevada Estabilidade de resistência, baixa estabilidade de elasticidade). Chaparral pega fogo facilidade (Baixa estabilidade de resistência, elevada elasticidade)

86. A estabilidade do ecossistema! Sistemas de controle automático com controle externo Ex.:aparelho mecânico Sistema teleológico com regulação substêmica difusa Ex.:capacidade de se recuperar rapidamente Ambos os casos dependem de retroalimentação Mecanismos Homeostáticos

87. A estabilidade do ecossistema! Mecanismos Homeostáticos – Homeostase ( homeo = igual, stasis , estado). Controladores: Servomecanismos (MECÂNICO) Organismos (anatômico) Ex.: Sistema de aquecimento, termostato, controla o aquecedor! Nos animais de sangue quente, um centro específico controla a temperatura corporal

88. Mecanismos de controle Mecanismos de controle operam em nível do ecossistema: Subsistemas microbianos (nutrientes) Subsistemas predador/presa (regula a densidade populacional)

89. Ecossistemas novos (novo tipo de agricultura) tendem a oscilar mais violentamente comparado a sistemas “maduros” nos quais os componentes tiveram oportunidade de se ajustar um ao outro. Grau de estabilidade de um ecossistema depende: história evolutiva eficiência dos controles internos Natureza do ambiente de entrada Complexidade

90. Exemplos de ecossistemas

91. Lago

92. A Bacia Hidrográfica ou de Drenagem Parque Everglades , Flórida Sistemas maiores Seu funcionamento ao longo dos anos são determinados pelas taxas de influxo e fluxo de água, materiais e organismos de outras bacias Eutrofização cultural expressão que refere-se a poluição orgânica que resulta das atividades humanas. Erosão do solo – floresta perturbada – tais efluxos apresentam impactos eutróficos rio abaixos . Por isso a Bacia hidrográfica deve ser considerada unidade do ecossistema

93. Microcosmos Pequenos mundos autossuficientes, simula em miniatura a natureza dos ecossistemas. Variedade e tamanho dos componentes bem reduzidos. Experimentos, facilidade de replicação e manipulação Podem ser fechados, parcialmente fechados, com influxo e efluxo regulados. Dois tipos de microcosmos: Microecossistema derivado da natureza, com amostras ambientais. (natureza reduzida) Sistemas construídos acrescentando-se espécies, (experimentos bioquímicos)

94. A nave espacial como um ecossistema Ambiente fechado energia solar Resíduos podem ser fixados e detoxificados Processos de produção, consumo e decomposição devem ser equilibrados.

95. A nave espacial e a capacidade de tamponamento O problema crítico é de como será proporcionada a capacidade de tamponamento da atmosfera e dos oceanos, a qual estabiliza a biosfera como um todo. Para cada metro quadrado de superfície da terra, mais de 1000 m 3 de atmosfera e 10000 m 3 de oceano além de grandes volumes de vegetação, estão disponíveis como depósitos, reguladores e recicladores

96. A cidade, um ecossistema Heterotrófico Uma grande cidade industrializada, é um ecossistema incompleto ou heterotrófico , dependendo de uma grande área para obtenção de energia, alimento, fibras, água e outros materiais. 1)Metabolismo intenso (influxo maior de entrada) 2) Grande quantidade de entrada de materiais (metais elementos minerais) 3) Saída maior e venenosa de resíduos

97. A cidade, um ecossistema Heterotrófico Um hectare de uma área metropolitana consome 1000 vezes mais a energia de uma área semelhante a um ambiente rural. Calor, poeira, poluentes atmosféricos tornam as cidades mais quentes Uma cidade de 1 milhão de habitante que ocupa 250km 2 , precisa de muitos quilômetros quadrados a mais para fornecer alimentos, roupas, água, cerca de 8.000km 2 .

98. A cidade é um grande ecossistema heterotrófico dependendo de grandes áreas para obtenção de energia alimento, água e outro materiais. Imagem: Cidade de Lúria (Itália) – Mar Mediterrâneo

99. Agroecossistemas São os ecossistemas agrícolas. Diferem dos ecossistemas naturais em três maneiras: A energia auxiliar (fertilizantes, pesticidas, água para irrigação) está sob controle do homem. Diversidade de organismo está muito reduzida. Plantas e animais dominantes sofrem seleção artificial, e não seleção natural. Agroecossistemas são projetados e gerenciados a maximizar a produção, geralmente através do uso intensivo de terra. Os agroecossistemas podem-se dividir em dois tipos básicos: 1. Agricultura pré-industrial: autossuficiente, o trabalho humano e animal fornece subsídio de energia, provê alimentos para o agricultor e venda e troca de mercadorias. 2. Agricultura intensiva, mecanizada, com subsídio de combustíveis (máquinas, substâncias químicas, energia), produz alimento para exportação e comércio. Transformando o alimento em mercadoria e importante força de mercado.

100. A Classificação dos Ecossistemas: Podem ser classificados por características funcionais (energia) ou estruturais. A vegetaçã o e o ambiente físico fornecem a base para a classificação largamente utilizadas de biomas . Os biomas terrestres baseiam-se em condições naturais da vegetação, pois integra os organismos as condições de clima, água e solo. Nos ambientes aquáticos utiliza-se características físicas: águas paradas, águas correntes, oceanos abertos etc...

101. Terrestres Aquáticos

102. Diagramas Climáticos de Walter Esquema de Classificação climático amplamente adotado é o sistema de zona climática ( Henrich Walter) 9 divisões, curso anual de temperatura e precipitações Mostra Períodos de abundância e déficit de água e temperaturas médias mensais durante um ano. Usaremos os diagramas de Walter para comparar os Biomas

103. As zonas climáticas: