Fluxo de Energia e Matéria Nos Ecossistemas Flashcards
O que significa dizer que o fluxo de energia nos ecossistemas é unidirecional?
A transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecional porque tem início com a captação da energia luminosa pelos produtores, que é liberada ao longo das cadeias alimentares na forma de calor; a transferência de energia termina com a ação dos decompositores.
O que ocorre na transferência entre níveis tróficos com a quantidade de energia disponível?
Em uma cadeia alimentar, a quantidade de energia de um nível trófico é sempre maior que a do nível seguinte. Isso ocorre porque todos os seres vivos consomem parte da energia do alimento para a manutenção de sua própria vida, não a transferindo, portanto, para o nível trófico seguinte. Por exemplo, do total de matéria orgânica produzida por uma planta, cerca de 15% são degradados no processo de respiração celular, que fornece energia para a manutenção dos processos vitais. Quando comem as plantas, portanto, os herbívoros têm à sua disposição apenas 85% da energia originalmente armazenada nas substâncias orgânicas produzidas pela fotossíntese. Além disso, quando um animal come uma planta ou outro animal, parte da energia contida no alimento não é aproveitada, sendo perdida nas fezes. Por exemplo, um herbívoro consegue aproveitar apenas 10% da energia contida no alimento que ingere; o restante, cerca de 90%, é eliminado nas substâncias que compõem as fezes do animal. Da energia efetivamente aproveitada, cerca de 15% a 20% são empregados na manutenção do metabolismo, e o que sobra fica acumulado nas substâncias que compõem os tecidos corporais. Quando come um herbívoro, um carnívoro aproveita aproximadamente 50% da energia disponível no alimento que ingere; o restante é eliminado nas fezes. Da metade aproveitada, 15% a 20% são utilizados na manutenção do metabolismo. O mesmo ocorre nos níveis tróficos seguintes. Assim, a energia obtida originalmente do Sol vai se dissipando ao longo dos níveis tróficos dos ecossistemas. Consequentemente, para se manterem, os ecossistemas dependem do fornecimento constante da energia luminosa do Sol.
Compare resumidamente o pequeno e o grande ciclo da água na biosfera.
O pequeno ciclo da água é o ciclo das chuvas, em que a água dos oceanos, lagos, rios, geleiras e mesmo a embebida no solo evapora, passando à forma gasosa. Nas camadas mais altas da atmosfera, o vapor d’água condensa-se e origina nuvens, retornando à crosta terrestre na forma de chuva. O grande ciclo da água é aquele do qual participam os seres vivos.
Em relação ao ciclo da água, faça uma tabela que contenha os seguintes itens:
a) formas de obtenção de água por plantas e animais
b) principais funções da água no metabolismo vegetal e animal
c) formas pelas quais a água é devolvida ao ambiente por plantas e animais.
Formas de obtenção
Plantas obtêm água do solo, pela absorção das raízes. Animais bebem ou obtêm água contida nos alimentos.
Funções nos seres vivos
Solvente; a água constitui os fluidos celulares e corporais; é reagente de inúmeras reações químicas biológicas.
Formas de devolução ao meio ambiente
As plantas eliminam água por transpiração; os animais eliminam água por transpiração e também na urina e nas fezes. Ao morrerem, plantas e animais são decompostos e a água que fazia parte de sua constituição retorna ao ambiente.
Em relação ao ciclo de carbono, faça uma tabela que contenha os seguintes itens:
a) forma química em que o carbono está disponível no meio ambiente;
b) formas de obtenção de carbono por plantas e animais;
c) processos pelos quais o carbono orgânico é devolvido ao ambiente pelas plantas e animais.
Forma química disponível no ambiente
Na atmosfera, o carbono está disponível na forma de gás carbônico (CO2).
Formas de obtenção pelos seres vivos
As plantas captam CO2 e o utilizam na fotossíntese para produzir substâncias orgânicas. Animais obtêm carbono (C) comendo plantas ou outros animais.
Formas de devolução ao ambiente
Plantas e animais eliminam CO2 na respiração celular; os animais eliminam carbono (C) nas substâncias das fezes. Ao morrerem, plantas e animais são decompostos e os átomos de C que faziam parte de sua constituição retornam ao ambiente na forma de CO2.
O que são e como se formaram os combustíveis fósseis? Qual é a consequência da sua utilização pela humanidade?
No passado, cadáveres de grande quantidade de organismos ficaram a salvo da decomposição, em geral por terem sido rapidamente sepultados no fundo do mar sob depósitos de sedimentos que depois se tornaram rochas. Os resíduos orgânicos desses seres soterrados sofreram lentas transformações químicas e se transformaram nos chamados combustíveis fósseis, como o carvão mineral, o gás natural e o petróleo. A energia contida nas substâncias que formam esses combustíveis foi, portanto, originalmente captada da luz solar pela fotossíntese, milhões de anos atrás. A utilização de combustíveis fósseis pela humanidade tem restituído à atmosfera, na forma de CO2, os átomos de carbono que ficaram fora de circulação durante milhões de anos. Devido à queima desses combustíveis, a concentração de gás carbônico no ar aumentou, nos últimos 100 anos, de 0,029% para quase 0,04%. Embora pareça pequeno, esse aumento representa, em termos proporcionais, quase 40%. De acordo com muitos cientistas, o aumento do teor de CO2 na atmosfera tem provocado a elevação da temperatura média da Terra, em razão do efeito estufa.
O que é fixação do nitrogênio e como ela ocorre?
Fixação do nitrogênio é a incorporação de átomos de nitrogênio do N2 atmosférico (gás nitrogênio ou nitrogênio molecular) em moléculas orgânicas. A grande maioria dos seres vivos não consegue utilizar nitrogênio na forma de N2 e por isso depende de umas poucas espécies de bactéria, conhecidas genericamente como bactérias fixadoras de nitrogênio, capazes de utilizar diretamente o nitrogênio do N2, incorporando-o em suas moléculas.
Quais são e onde vivem os principais organismos fixadores de nitrogênio dos ecossistemas de terra firme?
Algumas bactérias de vida livre, entre elas as cianobactérias, fixam o nitrogênio da atmosfera. Outras bactérias fixadoras de nitrogênio, no entanto, vivem no interior de células de organismos eucarióticos. Esse é o caso das bactérias do gênero Rhizobium (rizóbios), que vivem associadas às plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha etc.). Essas bactérias invadem as raízes de plantas jovens, instalando-se e reproduzindo-se no interior de suas células. As bactérias estimulam a multiplicação das células infectadas, o que leva à formação de tumores, denominados nódulos. Graças à associação com os rizóbios, as plantas leguminosas podem viver em solos pobres em compostos nitrogenados, nos quais outras plantas não se desenvolvem bem. Os rizóbios, por sua vez, também se beneficiam com a associação, pois utilizam como alimento substâncias orgânicas produzidas pela planta. Ao morrerem e se decomporem, as plantas leguminosas liberam, em forma de amônia, o nitrogênio de suas moléculas orgânicas, fertilizando o solo.
O que é nitrificação? Quais são e como atuam as bactérias que executam esse processo?
Nitrificação é o processo de formação de nitratos no solo que ocorre pela ação conjunta de dois grupos de bactérias quimiossintetizantes, conhecidas genericamente como bactérias nitrificantes. As primeiras bactérias a atuar na nitrificação pertencem ao gênero Nitrosomonas. Elas realizam a oxidação da amônia (NH3), processo em que essa substância se combina com moléculas de gás oxigênio (O2), produzindo o ânion nitrito (NO2 –). Essa reação libera energia, utilizada pela bactéria em seu metabolismo. O nitrito é tóxico para as plantas, mas raramente se acumula no solo por muito tempo, pois é rapidamente oxidado por bactérias do gênero Nitrobacter, que o transformam em nitratos (NO3 –). Essa reação também libera energia, utilizada pelas bactérias em seu metabolismo. O nitrato é facilmente assimilado pelas plantas. O nitrogênio (N) que o compõe passa a fazer parte de moléculas orgânicas vegetais, principalmente proteínas e ácidos nucléicos. Quando as plantas são comidas por herbívoros, as substâncias orgânicas nitrogenadas são utilizadas para a constituição das moléculas animais. O mesmo ocorre nos níveis tróficos superiores das cadeias alimentares.
O que é desnitrificação e qual é o seu papel no ciclo do nitrogênio?
Desnitrificação é a degradação de compostos nitrogenados realizada para obtenção de energia, por certas bactérias do solo, denominadas genericamente bactérias desnitrificantes. Essas bactérias liberam gás nitrogênio, que retorna à atmosfera.
O que é adubação verde? Exemplifique.
Adubação verde é o aumento do teor de nitrogênio disponível no solo por meio do cultivo de plantas leguminosas como soja, alfafa, feijão, ervilha etc., que abrigam em suas raízes bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Rhizobium. As leguminosas podem ser plantadas tanto junto com plantas não-leguminosas, formando as chamadas plantações consorciadas, como em períodos alternados com cultivo de outras plantas, processo que é chamado de rotação de culturas. Em campos experimentais plantados com leguminosas como alfafa e soja, verificou-se aumento de até 100 vezes na quantidade de nitrogênio fixado, em relação a um ecossistema natural.
Em relação ao ciclo do nitrogênio, faça uma tabela que contenha os seguintes itens:
a) forma química em que o nitrogênio está acumulado no meio ambiente;
b) formas de obtenção de nitrogênio por plantas e animais;
c) processos pelos quais o nitrogênio orgânico é devolvido ao ambiente pelas plantas e animais.
Forma química disponível no ambiente
Na atmosfera, na forma de gás nitrogênio (N2).
Formas de obtenção pelos seres vivos
Bactérias fixadoras de nitrogênio como os rizóbios fixam o nitrogênio atmosférico. Com a decomposição, o nitrogênio na forma de amônia chega ao solo. Bactérias nitrificantes convertem amônia em nitratos, a forma que é mais bem assimilada pelas plantas. Animais obtêm nitrogênio ao comer plantas ou outros animais.
Formas de devolução ao meio ambiente
Plantas e animais, ao morrer, são decompostos e o nitrogênio volta ao ambiente na forma de amônia. Animais excretam compostos nitrogenados (ureia etc.). Bactérias desnitrificantes no solo utilizam compostos nitrogenados e liberam gás nitrogênio para o ambiente.
Quais são as três principais fontes não-vivas de oxigênio utilizadas pelos seres vivos? De que maneiras o oxigênio presente em um organismo vivo retorna ao ambiente?
Gás oxigênio, gás carbônico e água constituem as três principais fontes inorgânicas de átomos de oxigênio para os seres vivos e realizam constantes trocas de átomos entre si, durante os processos metabólicos da biosfera. O ciclo do oxigênio consiste na passagem de átomos de oxigênio de compostos inorgânicos do ambiente para substâncias orgânicas dos seres vivos, e vice-versa. Trata-se de um ciclo complexo, pois o oxigênio é utilizado e liberado pelos seres vivos na forma de substâncias diversas, como gás carbônico, gás oxigênio e água. O principal reservatório de oxigênio para os seres vivos é a atmosfera, onde esse elemento se encontra nas formas de gás oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2). O O2 é utilizado na respiração aeróbica de plantas e animais. Nesse processo, os átomos de oxigênio combinam-se com átomos de hidrogênio, formando moléculas de água, que podem ser utilizadas na síntese de outras substâncias, de modo que seus átomos de oxigênio tornam-se componentes delas. O CO2 atmosférico é utilizado no processo de fotossíntese e os átomos de oxigênio dessa molécula passam a fazer parte da matéria orgânica das plantas. Pela respiração celular, e também pela decomposição dessa matéria orgânica, o oxigênio é restituído à atmosfera passando a fazer parte de moléculas de água e de gás carbônico.
