Introdução à Ecologia: Níveis de Organização Biológica e Impacto Humano, Trabalhos de Ecologia

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ECOLOGIA

Ronei Tiago Stein

Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:

„ Reconhecer a área de estudo da ecologia. „ Caracterizar os níveis de organização biológica na escala de abran- gência da ecologia. „ Relacionar a área de ecologia com acontecimentos atuais.

Introdução

A ecologia é a parte da biologia que aborda as relações estabelecidas entre os seres vivos e o meio ambiente em que vivem. Neste texto, você vai ver a área de estudo da ecologia e como ela se relaciona com o nosso dia a dia. Também verá, de forma detalhada, seus níveis de organização biológica.

Ecologia — definições gerais

A ecologia é a ciência que procura entender os organismos e suas relações com o meio ambiente, as populações, as comunidades, os ecossistemas e a biosfera (LOPES, 2006). As raízes da ecologia levam aos estudos ligados àhistória natural, algo que, em essência, é tão antigo quanto o homem. Os egípcios e os babilônios, por exemplo, já aplicavam métodos ecológicos para combater as pragas que assolavam suas culturas de cereais no vale do rio Nilo e na Mesopotâmia (PINTO-COELHO, 2007). A palavra ecologia foi criada há mais de 100 anos pelo biólogo e naturalista alemão Ernst Heinrich Haeckel (1834-1919), que uniu dois termos gregos: oikos , que significa “casa”, e logos , que significa “estudo”. Logo, a ecologia é a ciência que estuda as “casas naturais”, ou seja, os diversos ambientes da natureza, incluindo as relações dos seres vivos entre si e com o ambiente.

o panorama animado ou inanimado onde se desenvolve a vida de um orga- nismo. No meio ambiente, existem vários fatores externos que influenciam os organismos. A ecologia tem como objeto de estudo as relações entre os organismos e o ambiente envolvente. É importante não confundir os termos meio ambiente e ecologia. O meio ambiente é um conjunto de unidades ecológicas que funcionam como um sistema natural, e inclui toda a vegetação, animais, microrganismos, solo, rochas, atmosfera e fenômenos naturais que podem ocorrer em seus limites. Também compreende recursos e fenômenos físicos, como, por exemplo, ar, água e clima, assim como energia, radiação, descarga elétrica e magnetismo. De acordo com Pinto-Coelho (2007), os enfoques da ecologia moderna são dois:

„ Enfoque descritivo (história natural): consiste em levantamentos da fauna e da flora. „ Enfoque experimental: baseia-se em testes de hipóteses por meio de uma abordagem experimental, que pode conter experimentos tanto de laboratório quanto conduzidos no campo.

A questão central em ecologia é determinar as causas da distribuição e da abundância de organismos. Isso pode ser avaliado em nível da comunidade e em nível das populações, por isso, a ecologia pode também ser dividida segundo seu objeto central de estudo:

„ Autoecologia: ecologia de populações. „ Sinecologia: ecologia de comunidades.

Por razões históricas e metodológicas, bem como por limitação de co- nhecimentos, o estudo ecológico esteve inicialmente restrito ao estudo de associações de plantas ou de animais, como segue:

„ Ecologia vegetal: apresenta o problema da restrição a apenas um nível trófico. „ Ecologia animal: neste caso, os produtores autótrofos não são considerados.

Interações ecológicas

A ecologia estuda os processos, as dinâmicas e as interações entre todos os seres vivos de um ecossistema. As interações ecológicas são caracterizadas pelo benefício de todos os seres vivos (harmônicas) ou pelo prejuízo de um deles (desarmônicas), e podem ocorrer entre seres da mesma espécie (intra- específicas) ou espécies diferentes (interespecíficas).

„ Relações intraespecíficas harmônicas: sociedade (organização de indivíduos da mesma espécie) e colônia (agrupamento de indivíduos da mesma espécie com graus de dependência entre si). „ Relações intraespecíficas desarmônicas: canibalismo e competições intra e interespecíficas (seleção natural). São relações entre espécies iguais, porém há um prejuízo para pelo menos um dos lados. „ Relações interespecíficas harmônicas: mutualismo (ou simbiose), protocooperação, inquilinismo (ou epibiose) e comensalismo. „ Relações interespecíficas desarmônicas: amensalismo (ou anti- biose), herbivorismo, predatismo, parasitismo e esclavagismo intra e interespecífico.

Os elementos que compõem os ecossistemas estão intimamente relacio- nados entre si, de modo que um interfere nas propriedades do outro e cada um é necessário para a manutenção da vida na Terra. Os ecossistemas são, portanto, unidades funcionais básicas em que os componentes bióticos e abióticos interagem e estão inseparavelmente relacionados (LOPES, 2006). Cada espécie pertence a um determinando ecossistema, fazendo parte de uma biocenose ou de uma comunidade, e pode sofrer efeitos distintos, como:

„ Fatores bióticos: interação entre os seres vivos (predação, cadeia alimentar, entre outros). „ Fatores abióticos: interação com o solo, a água, o ar, entre outros.

aumento de complexidade. Assim, teoricamente, uma alteração na organização da estrutura biológica de um nível inferior acarreta alterações na organização das estruturas biológicas superiores — por exemplo, alterações na estrutura de um átomo conduzem, ou podem conduzir, a alterações na organização biológica de níveis superiores, indo da célula para o organismo até a biosfera. Os níveis de organização biológica são uma das melhores formas de deli- mitar a ecologia moderna, segundo Odum e Barrett (2015). Veja uma repre- sentação dos níveis de organização na Figura 2.

Figura 2. Hierarquia dos níveis de organização biológica. Fonte: Adaptada de Odum e Barrett (2015).

Evolução Diversidade Biosfera Integração

Bioma

Paisagem

Ecossistema

Comunidade População Organismo Sistema de órgãos

Órgão Tecido Célula

Desenvolvimento Regulação

Os níveis de organização biológica iniciam pela célula , a qual é definida como a unidade básica, estrutural e funcional da vida. Ela é a menor unidade dos níveis de organização biológica que se classifica como ser vivo. Alguns

seres vivos são constituídos por uma única célula (seres unicelulares como bactérias, fungos, algas, entre outros), e outros são constituídos por conjuntos de células (seres multicelulares, como animais, plantas e o homem), conforme ressalta Nicolau (2017). Os tecidos são formados pela união de células especializadas. Eles estão presentes em apenas alguns organismos multicelulares, como as plantas e os animais. Quando organizados e juntos, os tecidos formam os órgãos , que são formados por vários tipos de tecidos — por exemplo, o coração é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso (nervos). Já os sistemas , por sua vez, são formados pela união de vários órgãos que trabalham em conjunto para desempenhar determinada função corporal — por exemplo, o sistema digestivo, que é formado por vários órgãos como boca, estômago, intestinos, entre outros. O conjunto de órgãos que constituem um ser vivo é denominado organismo. As características principais dos organismos são a capacidade de extrair energia a partir de nutrientes, de se adaptar às mudanças ambientais e de se reproduzir. A ecologia se preocupa de forma ampla, mas não total, com os níveis de sistema além do organismo. O termo população , originalmente cunhado para um grupo de pessoas, foi ampliado para incluir grupos de indivíduos de qualquer tipo de organismo. A população corresponde ao conjunto de indivíduos de uma mesma espécie que ocorrem juntos em uma mesma área geográfica no mesmo intervalo de tempo (LOPES, 2006; ODUM; BARRETT, 2015). Já a comunidade (também denominada biocenose ou biota), inclui todas as populações que ocupam uma certa área. Sobre a comunidade atuam vários fatores físicos, químicos e geológicos do ambiente, como a luz, a umidade, a temperatura, os nutrientes, o solo e a água. Esses são os componentes abióticos, enquanto que os seres vivos são os componentes bióticos. A comunidade e o ambiente não vivo (abiótico) funcionam juntos, que eles correspondem ao ecossistema — também denominado biocenose ou biogeo- cenose em algumas bibliografias. Em relação à paisagem , ela se refere àárea heterogênea composta de um agregado de ecossistemas em integração, que se repetem de maneira similar por toda a sua extensão. Uma bacia hidrográfica é um bom exemplo de unidade de paisagem, porque geralmente tem limites naturais identificáveis.

No Brasil há seis tipos de biomas continentais: Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica, Pantanal e Pampa. Além disso, há também um bioma marinho ou aquático. Juntos, os biomas da Amazônia e da Mata Atlântica ocupam 100% de oito estados brasileiros, mas, devido ao desmatamento, atualmente a Mata Atlântica corresponde a 7% de sua área original. Já o bioma da Amazônia e do Pantanal ocupam juntos mais de metade do Brasil.

A biosfera se refere ao conjunto de todos os ecossistemas da Terra, ou seja, a camada da Terra que contém seres vivos. Parcelas da biosfera de diferentes tamanhos podem ser consideradas ecossistemas, desde que haja intercâmbio de matéria e de energia entre os elementos abióticos e bióticos. Dessa forma, pode-se considerar ecossistema uma pequena lagoa ou um oceano inteiro. A biosfera toda pode ser vista como um grande ecossistema. Embora a distribuição dos organismos no planeta não seja homogênea, pois depende de fatores abióticos que variam de região para região, em linhas gerais, os limites da biosfera podem ser definidos com base nos regimes extremos de ocorrência de seres vivos: cerca de 7 mil metros de altitude, onde voam algumas aves migratórias, e por volta de 11 mil metros de profundidade nos oceanos, onde se encontram bactérias e alguns animais (LOPES, 2006).

Ecologia e acontecimentos atuais

Até o início do século XIX, o crescimento da população mundial foi relativa- mente lento, resultado do equilíbrio que existia entre as taxas de natalidade e de mortalidade, pois ambas se apresentavam bastante lentas. Isso acontecia porque era muito comum a ocorrência de grandes catástrofes sociais, como fome e pestes, que ocasionavam a morte de um grande número de pessoas. Porém, o relativo equilíbrio entre as taxas de natalidade e mortalidade foi rompido (primeiro nos países desenvolvidos e posteriormente nos países subdesenvolvidos) no final do século XIX, principalmente devido ao resul- tado das transformações provocadas pela industrialização e pelo avanço da medicina (ALMEIDA, 2007).

Esses benefícios para o homem vêm resultando em uma série de malefícios para o meio ambiente. Entre eles, a geração de resíduos sólidos, a poluição (da água, do solo e da atmosfera), o aumento do efeito estufa, o aquecimento global, as mudanças climáticas, entre outras. Além desses fatores já interferem no meio ambiente, o homem ainda faz uso da caça, pesca, desmatamento e queimadas para beneficiamento próprio, o que coloca uma enorme lista de animais e plantas em risco de extinção.

O estudo da ecologia ganhou importância no cenário mundial atual em grande parte pelas ameaças destrutivas do homem à biosfera. Ecossistemas inteiros estão sendo ameaçados pelas mais diversas atividades humanas, muitas vezes de forma pouco racional.

Gases de efeito estufa

Embora o clima tenha sempre variado de modo natural, pesquisas e simulações sofisticadas vêm sinalizando um processo gradual de aumento das temperaturas médias. Somando-se ao processo natural, as atividades do homem, também denominadas atividades antrópicas , estão contribuindo para a produção de gases de efeito estufa , acentuando a concentração desses gases na atmosfera e, consequentemente, ampliando a capacidade de absorção de energia que naturalmente já possuem. As emissões antrópicas de dióxido de carbono, o gás que mais contribui para a intensificação do efeito estufa “antrópico”, decorrem principalmente da queima de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás natural (Figura 4), e de processos de modificação do uso do solo (desmatamento e queimadas), conforme menciona Almeida (2007).

Queimadas e desmatamento

As queimadas e o desmatamento ilegais são outros vilões que ocasionam em uma enorme perda de biodiversidade. Eles respondem por mais de 75% das emissões de gás carbônico, sendo responsáveis por colocar o Brasil entre os dez maiores emissores de gases de efeito estufa. As queimadas, mesmo sendo irregulares, são comuns no país, para a renovação de pastagens e o preparo de novas áreas para agropecuária. Veja um exemplo na Figura 5.

Figura 5. Desmatamento e queimadas geram uma enorme perda de biodiversidade. Fonte: Adaptada de Fedorov Oleksiy e Vladimir Melnikov/Shuttestock.com.

O desmatamento ocorre em todo o planeta. Para você ter uma ideia da situação, há 10 mil anos, 55% do planeta Terra era coberto por florestas. Isso equivale a cerca de 70 milhões de quilômetros quadrados; entretanto, restam atualmente apenas 20 milhões de quilômetros quadrados de florestas. A situação mais grave é a da Mata Atlântica, que já tem cerca de 93% da sua cobertura original desmatada. Além disso, cerca de 30% do Cerrado e 15% da Floresta Amazônica estão irremediavelmente perdidos (SITUAÇÃO..., [2013?]). As florestas tropicais são as que mais sofrem na questão do desmatamento, pois são o alvo predileto das queimadas e também da extração de madeira. Um dado alarmante é que entre 1960 e 1990 cerca de 1/5 das matas tropicais foi destruído, uma velocidade realmente assustadora (SITUAÇÃO..., [2013?]).

Outro grande problema ambiental que o país vem sofrendo é o tráfico de animais silvestres, um dos principais comércios ilegais do mundo, perdendo apenas para as drogas e as armas. Somente no Brasil, são 38 milhões de animais silvestres retirados de seus ecossistemas todo ano para abastecer o mercado negro (SITE..., 2016).

Todos esses problemas ambientais são responsáveis por uma enorme perda de biodiversidade. Somente no Brasil, no final de 2016, tínhamos 3.286 espé- cies ameaçadas de fauna e flora, das quais 698 eram de espécies de animais terrestres e, dessas, 165 estavam na categoria “criticamente em perigo”, a mais grave de todas, com altíssimo risco de extinção. Isso representa cerca de 27% de todas as espécies analisadas. Além disso, tínhamos 475 espécies ameaçadas de animais aquáticos e marinhos (153 delas “criticamente em perigo”) e 2.113 espécies ameaçadas de plantas (467 delas “criticamente em perigo”), conforme o WWF (2016). A missão dos ambientalistas é estudar e compreender as consequências que a poluição e a perda de espécies pode ocasionar no planeta Terra.

ABIKO, A.; MORAES, O. B. Desenvolvimento urbano sustentável: texto técnico. São Paulo: Escola Politécnica da USP, Departamento de Engenharia de Construção Civil,

2009. Disponível em: http://www.pcc.usp.br/files/text/publications/TT_00029.pdf. Acesso em: 19 jun. 2018. ALMEIDA, D. H. C. Mudanças climáticas: premissas e situação futura. São Paulo: LCTE,

BARSANO, P. R.; BARBOSA, R. P. Meio ambiente: guia prático e didático. 2. ed. São Paulo: Érica, 2013.