3º Ano - Ensino Médio - Noturno - Biologia - Energia.

TEMA: FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS 

FIQUE POR DENTRO DOS CONCEITOS... 

FLUXO DE ENERGIA NOS ECOSSISTEMAS 

Da energia luminosa que chega a um ecossistema, pouco mais de 1% é utilizado na fotossíntese, mas isso já é o suficiente para gerar de 150 bilhões a 200 bilhões de toneladas de matéria orgânica por ano. Boa parte desses compostos orgânicos é consumida na respiração da própria planta e eliminada como gás carbônico e água. Desse modo, a planta obtém a energia necessária para seu metabolismo. Parte dessa energia é liberada na forma de calor e o restante da matéria orgânica passa a fazer parte do corpo do organismo (raízes, caules e folhas, no caso dos vegetais superiores). 

A matéria orgânica e a energia que ficaram retidas nos autotróficos compõem o alimento disponível para os consumidores. Uma parte das substâncias ingeridas por um animal é eliminada nas fezes e na urina. Outra parte é oxidada pela respiração para a produção da energia necessária ao movimento e às outras atividades do organismo. E há ainda uma parte que passa a fazer parte do corpo (crescimento e reposição de tecidos); esta é a parte que fica disponível ao nível trófico seguinte. 

Esses processos se repetem em todos os níveis da cadeia alimentar. Parte da matéria e da energia do alimento não passa para o nível trófico seguinte e sai da cadeia na forma de fezes, urina, gás carbônico, água e calor. Em média, apenas 10% da energia de um nível trófico passa para o nível seguinte. Mas essa porcentagem pode variar entre 2% e 40%, dependendo das espécies da cadeia e do ecossistema em que se encontram.

Os resíduos de cada nível trófico são disponibilizados para a cadeia alimentar pela ação dos decompositores, sendo utilizados mais uma vez pelos produtores. Assim, podemos dizer que a matéria de um ecossistema está em permanente reciclagem. No entanto, parte da energia é transformada em trabalho celular ou sai do corpo do organismo na forma de calor – e esta é uma forma de energia que não pode ser usada na fotossíntese. Por isso, o ecossistema precisa, constantemente, receber energia de fora e há um fluxo unidirecional de energia, que vai dos produtores para os consumidores. 

O estudo da transferência de energia entre seres vivos pertencentes a níveis tróficos diferentes é de grande importância para a humanidade, uma vez que a espécie humana participa de diversas cadeias alimentares, tanto de terra firme quanto aquáticas. 

Chama-se produtividade a quantidade de matéria orgânica (e, consequente, de energia) fixada pelos organismos de certo nível trófico, em uma determinada região em um certo intervalo de tempo. No nível trófico dos produtores, responsáveis pela síntese da matéria orgânica e pela entrada de energia no ecossistema, essa quantidade constitui a produtividade primária. A produtividade primária bruta (PPB) é a quantidade de matéria orgânica sintetizada pelos produtores de certa região, em determinado intervalo de tempo. 

Vários fatores ambientais interferem na fotossíntese e, consequentemente, na produtividade. Veja a seguir: 

Luz: É a fonte energética básica. A energia proveniente do Sol também promove o aquecimento do planeta, participando da determinação da temperatura. 

Gás carbônico: Presente no ar e na água, é outro reagente da fotossíntese. 

Água: Além de ser um dos reagentes da fotossíntese, dissolve as substâncias que participam desse processo, possibilitando a ocorrência de reações químicas. 

Temperatura: Interfere na atividade das enzimas, substâncias que aumentam a velocidade das reações químicas nos seres vivos. 

Minerais: O magnésio, por exemplo, é o átomo central da molécula de clorofila. 

A Floresta Amazônica e a Caatinga, por exemplo, recebem praticamente a mesma quantidade de energia luminosa, porém, a escassez de água responde pela menor produtividade primária bruta (PPB) do local. 

Parte da matéria orgânica sintetizada pelos produtores não é retida por eles, mas consumida na respiração celular aeróbica. O restante pode ser consumido pelos heterótrofos, que usam na sua respiração celular aeróbica parte da matéria orgânica assimilada. 

Descontando-se do total de matéria orgânica sintetizada pelos produtores (ou seja, da PPB) a parcela que eles próprios consomem, tem-se a produtividade primária líquida (PPL), que é o saldo disponível, para os heterótrofos, da matéria orgânica sintetizada pelos produtores em uma região, em certo intervalo de tempo.

A eficiência dos produtores de um ecossistema pode ser avaliada pela produtividade primária líquida. Um estudo mostrou que certos ecossistemas marinhos, em que os produtores são principalmente algas, produzem mais matéria orgânica por ano do que uma floresta tropical, onde os produtores são representados por diversos tipos de plantas. 

A explicação da maior produtividade das algas é que nelas não há, como nas plantas, tecidos não-produtivos, isto é, que não fazem fotossíntese, como madeira, fibras etc. Por ser curto, o ciclo de vida das algas possibilita que a quantidade de energia por elas absorvida seja rapidamente liberada pela morte e decomposição dos indivíduos, sem haver acúmulo de biomassa. por outro lado, em uma floresta, grande parte da energia absorvida na fotossíntese fica armazenada na madeira das árvores, constituído uma biomassa improdutiva e de longa duração. 

A produtividade primária bruta ou a líquida podem ser expressas em gramas/m2 /ano, em kg/m2 /ano, em kcal/m2 /ano ou ainda em J/m2 /ano. O joule (J) é uma medida de energia. Essa última é a unidade mais utilizada por ecologistas. 

Os herbívoros não consomem toda a biomassa de produtores. Além disso, parte do que eles ingerem não é aproveitada, pois é eliminada sob a forma de fezes. Do alimento digerido e assimilado, parte é excretada através da urina, parte é utilizada na respiração e parte é incorporada aos tecidos do organismo. A matéria incorporada é a que está disponível para o nível trófico seguinte: o dos consumidores secundários. Nesse nível trófico, ocorre processo semelhante ao que foi descrito para os consumidores primários. 

A quantidade de matéria orgânica acumulada pelos heterótrofos de um ecossistema em uma determinada área, em um determinado intervalo de tempo, é denominada produtividade secundária líquida (PSL).

Apesar de as pirâmides de energia representarem de modo satisfatório o fluxo de energia nos ecossistemas, elas têm três inconvenientes básicos, que também são comuns às outras pirâmides ecológicas. Elas não representam: 

• os decompositores, que são uma parcela importante dos ecossistemas; 

• a matéria orgânica armazenada, que é a matéria não utilizada e não decomposta; 

• a importação de matéria orgânica de outros ecossistemas e sua exportação para eles, uma vez que os ecossistemas são sistemas abertos, realizando intercâmbio com outros ecossistemas. 

Uma alternativa em que é possível representar tanto a produção de um ecossistema como a importância dos decompositores da matéria orgânica armazenada e da matéria orgânica importada ou exportada é o modelo do fluxo energético

ATIVIDADES

a) Que indica o número 5? 

b) Que indica o número 8? 

c) Que ocorre com a quantidade de energia disponível ao longo de uma cadeia trófica? 

d) Que é produtividade primária líquida? Na figura, ela está representada por qual número? 

03 - (Unirio-RJ) 

Homem já “come” quase metade da Terra 

Há pouco para comemorar no Dia Mundial do Meio Ambiente, apesar dos esforços de pesquisa e conscientização que marcaram as últimas décadas. As mais de 6 bilhões de pessoas monopolizam hoje 45% de toda a matéria viva produzida em terra firme – e nada indica que essa taxa esteja parando de crescer. O cálculo, feito por pesquisadores como o americano Paul Ehrlich, da Universidade Stanford, e Stuart Pimm, da Universidade Duke (ambas nos Estados Unidos), é o mais abrangente possível. Os estudos se baseiam numa medição da produtividade primária – a massa viva produzida pelas plantas a cada ano. 

(http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia.) 

As diferentes medidas de produtividade primária têm sido frequentemente utilizadas nos estudos de ecossistemas. Assim sendo, responda: 

a) Qual a diferença entre produtividade primária bruta e produtividade primária líquida? 

b) A qual das duas taxas o percentual de 45% mencionado se refere?