ESTUDO DOS ECOSSISTEMAS

O termo Ecologia foi empregado pela primeira vez pelo biólogo alemão Ernest Haeckel, em 1869, em seu livro “Morfologia geral dos organismos”. Deriva da palavra grega oikos, que significa casa, e logos, que significa estudo. É, portanto a ciência que estuda o ambiente, com todos os seus habitantes, bem como as diversas interações e ligações existentes entre eles.
A ecologia sempre acompanhou a humanidade, desde os primórdios de seu desenvolvimento. O objeto de estudo da ecologia tem como unidade o indivíduo, a partir do qual vários níveis de organização se seguem. Indivíduos formam populações, que constituem comunidades, que formam biocenoses. Biocenoses podem compor os biomas, os quais constituem a Biosfera. Dentro deste amplo contexto, o ecólogo tem liberdade para investigar desde detalhes sobre uma população específica, (por exemplo, seus hábitos alimentares, taxas de crescimento, mortalidade, estratégias reprodutivas, defesa de território, etc.) até aspectos complexos dos ecossistemas, como suas características funcionais (produtividade primária, respiração, exportação de matéria, etc.) e estruturais (diversidade, densidade, dominância, entre outros). Esta última representa um ramo avançado da ecologia denominado de Ecologia de Sistemas.
A ecologia é uma ciência essencialmente interdisciplinar, ou seja, necessita de informações integradas das mais diversas áreas das ciências, como matemática, física, química, estatística, zoologia, botânica, bioquímica, entre outras.
Atualmente novos ramos da ecologia estão surgindo como a dinâmica de populações, ecologia humana, ecologia social, ecologia comportamental, ecologia matemática, entre outras. A abordagem política da ecologia tem crescido muito na última década, principalmente devido ao fato de que esta ciência é a que possibilita o entendimento das transformações causadas pelo homem no ambiente, e das suas conseqüências para a humanidade. O congresso mundial de meio ambiente, a ECO-92, a AGENDA 21, são exemplos de transformações políticas impulsionadas pela ecologia e pelas ciências ambientais.

Biosfera
É o termo dado ao espaço ocupado por todos os seres vivos existentes no planeta, tanto na água, como na terra e no ar. Na realidade este termo engloba todos os ecossistemas do planeta, podendo ser traduzido como a sua parte viva. Assim, a Biosfera engloba tanto os seres vivos presentes nas mais altas montanhas da Terra, como a fauna vivente nas fossas abissais marinhas, há mais de 11.000 metros de profundidade. Consideram tanto os organismos microscópicos presentes em uma gota d’água, como os maiores animais terrestres e marinhos.
A Biosfera, como é vistas hoje, é na verdade fruto de 3,5 bilhões de anos de evolução biológica na Terra, a qual surgiu no mar com os primeiros organismos unicelulares, no mar. Suas características, ou seja, as espécies que a compõem, mudam constantemente ao longo do tempo geológico, com a extinção e aparecimento de novas espécies. Na realidade atualmente não se conhece a biosfera na sua totalidade, uma vez que centenas de novas espécies ainda não foram identificadas, presentes principalmente nas regiões mais inóspitas e inacessíveis.
Todos os anos centenas de cientistas em todo o mundo reúnem-se em grandes congressos e convenções internacionais, nas quais discutem novos aspectos e descobertas sobre a Biosfera de nosso mundo. Uma das mais importantes reuniões científicas já realizadas sobre este tema foi o Simpósio Internacional sobre a Biosfera de Miami, realizado durante a primeira Assembléia Geral do Conselho Mundial da Biosfera (1994).
Biocenose
A biocenose representa a parte viva do ecossistema, ou seja, os organismos que vivem em um ambiente específico, interagindo entre si e também com a parte não viva deste (biótipo). Na realidade as biocenoses são grupos e associações de espécies mais ou menos típicas, as quais, em conjunto, contribuem para a formação da Biosfera.
Dentro deste contexto, as biocenoses, podem ser classificadas de acordo com a extensão do ambiente considerado. Assim, as maiores biocenoses são definidas como as comunidades terrestres, de água doce e marinha. A biocenose, em sua função mais elementar é aplicada a ecossistemas individualizados, como por exemplo, as espécies animais e vegetais presentes em um lago.
As biocenoses apresentam vários parâmetros capazes de determinar as suas dimensões e características básicas.

As principais são:

Riqueza – número de espécies presentes
Composição de espécies – quais as espécies que habitam o ecossistema;
Abundância – quantidade de indivíduos presentes por uma determinada área ou volume;
Freqüência – porcentagem de indivíduos de uma espécie em relação ao total de indivíduos da comunidade;
Dominância ou equitabilidade – significa a forma com que todos os indivíduos presentes em uma comunidade se distribuem nas espécies presentes.

Esta distribuição pode ser mais ou menos homogênea. No entanto, comumente as biocenoses naturais tem elevada dominância, com muitos indivíduos pertencentes a poucas espécies dominantes, acompanhadas por várias espécies raras ou pouco freqüentes.

Biótopo
Entende-se como Biótopo o espaço ocupado por um grupo de espécies constituintes de um ecossistema. Segundo definições propostas por diversos ecólogos, o biótopo pode ser considerado como uma área geográfica de superfície e volume variáveis, submetida a características ambientais homogêneas, e capaz de oferecer as condições mínimas para o desenvolvimento de uma comunidade biológica a ele associada.
Parâmetros importantes dos Biótopos são quantidade de oxigênio, luz, matéria orgânica, salinidade, umidade relativa, tipo de substrato (arenoso, argila, silte, rocha), temperatura, entre outros. Ecólogos desenvolveram equipamentos e metodologias específicos para medir muitos dos parâmetros dos Biótipos, a fim de entender melhor a sua influência na distribuição e comportamento das espécies.
Habitat e Nicho Ecológico
O habitat de um organismo é o lugar onde ele vive, o ambiente ocupado por ele. O habitat representa então o espaço físico mais provável de se encontrar determinada espécie. Assim, o habitat dos macacos são as árvores da floresta; dos cupins é o interior da madeira; dos corais são as águas claras, rasas e quentes dos trópicos; das cracas são os costões rochosos, e assim por diante.
O conceito de nicho ecológico é mais abrangente que o de habitat, pois considera não apenas o espaço utilizado pela espécie (habitat), mas também a sua posição na teia trófica da comunidade (nicho trófico) e a sua relação com os fatores ambientais, ou seja, a área ideal para a ocorrência da espécie dentro do gradiente ambiental de temperatura, umidade, luminosidade, etc. (hipervolume). O nicho ecológico é, portanto o local onde vive o organismo, suas exigências ambientais e sua relação com seus predadores e presas. É considerado, portanto a identidade ecológica da espécie, como ela é e tudo o que ela faz.
A especialização gera uma redução no nicho ecológico das espécies, mas por outro lado propicia a continuidade da sua sobrevivência no ecossistema. Os efeitos negativos e indesejáveis da competição entre espécies ecologicamente similares são evitados a todo o custo.

Ecossistema
Um ecossistema é representado por um conjunto de organismos vivendo e interagindo em uma área definida, com características ambientais típicas. Portanto, um ecossistema é uma unidade ecológica composta por uma fração viva, denominada biocenose, e uma fração não viva, o ambiente propriamente dito, denominada biótopo.
Internamente o ecossistema é controlado por três grandes componentes fundamentais; a comunidade biológica presente, que se desenvolve e mantém através do fluxo de energia através dos diferentes níveis tróficos. A ciclagem de nutrientes proporciona a reposição dos minerais utilizados pela comunidade, através da decomposição.
Por outro lado, a abundância de espécies também é controlada pelos parâmetros ambientais como disponibilidade de nutrientes, oxigênio, luz, etc.
Atividades humanas destrutivas como a poluição, desmatamento, caça predatória, exploração industrial e comercial tem causado perturbações graves nos ecossistemas em todo o planeta. Uma vez que todos os compartimentos de um ecossistema estão interligados, qualquer perturbação em um deles afetará muitos outros. Isto significa que perturbações aparentemente pequenas podem ter conseqüências desastrosas e imprevisíveis para o ecossistema.
Campos, praias, manguezais, costões rochosos, cavernas, regiões abissais, rios, lagos, estuários, bosques, florestas, desertos, recifes de coral e pântanos, são alguns exemplos de ecossistemas.

Cadeia Alimentar e Teia Trófica
Este termo ecológico representa o vínculo existente entre um grupo de organismos presentes em um ecossistema, os quais são regulados pela relação predador-presa. É através da cadeia alimentar, ou cadeia trófica, que é possível a transferência de energia entre os seres vivos. É a unidade fundamental da teia trófica. A cadeia alimentar é constituída pelos seguintes níveis:

PRODUTORES
São os organismos capazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese de matéria orgânica não é luz, mas a energia liberada nas reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo, em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias terrestres e aquáticas.

CONSUMIDORES PRIMÁRIOS
São os animais que se alimentam dos produtores, ou seja, são as espécies herbívoras. Milhares de espécies presentes em terra ou na água, se adaptaram para consumir vegetais, sem dúvida a maior fonte de alimento do planeta. Os consumidores primários podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados bentônicos (de fundo) pastadores, até grandes mamíferos terrestres como a girafa e o elefante.

CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS
São os animais que se alimentam dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros.

CONSUMIDORES TERCIÁRIOS
São os grandes predadores como os tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo considerados os predadores de topo de cadeia. Tem como característica, normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais.

BIOREDUTORES
São os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores, representados pelas bactérias e fungos, são o último elo da cadeia trófica, fechando o ciclo. A seqüência de organismos relacionados pela predação constitui uma cadeia alimentar, cuja estrutura é simples, unidirecional e não ramificada, por exemplo:

Pirâmides Ecológicas
Uma forma útil de se visualizar a estrutura de um ecossistema em termos de transferência de energia, densidade das populações e quantidade de matéria viva ao longo dos níveis tróficos é através das pirâmides ecológicas.