Ecologia
Textos - Equilíbrio Ecológico
Prof. Germano Schüür


CIÊNCIAS DO AMBIENTE - ECOLOGIA

Unidade II - Equilíbrio da Biosfera

2.1 - Conceito e Evolução da Biosfera

2.1.1 - Conceito

É a região do planeta que encerra os seres vivos e na qual a vida é possível de uma maneira permanente.

Entretanto, considerando-se a totalidade do globo terrestre, esta região não excede a uma fina camada de alguns poucos quilômetros, englobando parte da litosfera, parte da hidrosfera e parte da atmosfera.

OBS.: São chamadas de regiões parabiosféricas aquelas nas quais a vida não é permanente, mas sim esporádica. Ex.: regiões polares e, a partir de 1969, a lua.

A biosfera, por apresentar componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (seres inanimados) trocando matéria e energia, pode ser considerada um enorme ecossistema. A rigor, a biosfera deve ser encarada como tal, mas, devido as suas proporções gigantescas, costuma ser dividida em ecossistemas menores, conforme a situação que ocupam em relação aos três grandes substratos de nosso planeta. Assim, a litosfera é o substrato sólido do epinociclo (biociclo do meio terrestre) e a hidrosfera o substrato líquido de dois biociclos importantes; o talassociclo (meio marinho) e o limnociclo (meio dulcícola). A atmosfera interfere diretamente no epinociclo e indiretamente, pela difusão dos gases nela existentes, no talassociclo e no limnociclo.

2.1.2 - Evolução da Biosfera

A biosfera formou-se no curso de uma longa evolução, sendo seqüência de longos processos de adaptação entre as espécies e o meio ambiente. Como ecossistema, a biosfera é um conjunto altamente dinâmico que tende auto-regulação e capaz de resistir, pelo menos dentro de certos limites, às modificações do meio ambiente e às bruscas variações de densidade das populações causadas por agentes naturais. Considerando-se a evolução da biosfera, podemos considerá-la como resultado da ação de dois grupos de agentes: os físicos e os biológicos.

São dois os principais agentes físicos que interferem na evolução da biosfera: a água e a luz. A água por ser condição essencial para existência da vida, a luz por ser a fonte primária de energia de todos os componentes bióticos.

É sabido que a ação dos agentes biológicos sobre a biosfera depende das condições gerais (físicas, químicas, etc.) impostas pelo meio ambiente. Assim, por seleção natural, os componentes bióticos da biosfera vão se adaptando às condições determinadas pelos agentes abióticos somadas às exigências impostas pela comunidade da qual fazem parte.


2.2 - Subdivisões da Biosfera Quanto ao Substrato

Podemos descrever fisicamente nosso planeta, como uma bola rochosa (a litosfera), parcialmente recoberta de águas (a hidrosfera), dentro de uma capa gasosa (a atmosfera).

2.2.1 - Litosfera

É a camada sólida externa da Terra. É formada por uma grande variedade de rochas e a sua superfície está geralmente coberta por uma camada de solo e outros depósitos de sedimentação. A profundidade em média é de 50 Km de profundidade.

2.2.2 - Hidrosfera

Abrange todas as águas naturais da Terra. Os oceanos, mares, lagos e rios cobrem, aproximadamente, 3/4 de sua superfície. Abaixo do solo, em profundidade que varia de poucos a milhares de metros, encontramos água subterrânea (lençóis freáticos). Assim, existe um manto de água, quase contínuo, ao redor da Terra. Se ela fosse distribuída uniformemente sobre a superfície de nosso planeta, a qual consideraríamos plana, formaria um único oceano com, em torno de, 2.700 m de profundidade.

2.2.3 - Atmosfera

É a capa de gases e vapor d’água que envolve a Terra. Está constituída essencialmente por uma mistura de nitrogênio (78%) e oxigênio (21%), com quantidades menores de gás carbônico (0,03%), gases nobres (argônio = 0,93%; outros gases = 0,04%) e vapor d’água.

OBS.: Alguns dados numéricos sobre o nosso planeta:

Dimensões Km Diâmetro equatorial....................... 12.757 Diâmetro polar............................ 12.714 Circunferência equad. .................... 40.077 Circunferência do meridiano............... 40.000 Superfície Milhões em Km2 Fundo oceânico (70,78%)................... 361 Terras emersas (29,22%)................... 149 Superfície total da Terra................. 510

Relevo

Maior altura conhecida (Monte Everest) .... 8.840 m sobre o nível/mar
Altura média da Terra .....................   825 m sobre o nível/mar
Nível médio da superfície (terra e mar) ...   250 m sobre o nível/mar
Nível médio da litosfera .................. 2.450 m abaixo do nível/mar
Profundidade média do mar ................. 3.800 m abaixo do nível/mar

segundo Arthur Holmes (1951)


2.3 - Biociclos

A biosfera é o resultado da soma dos chamados biociclos: o talassociclo, limnociclo e epinociclo que são, respectivamente, o meio marinho, o meio das águas doces e o meio terrestre. Cada biociclo representa um ecossistema em equilíbrio e, por este fato, necessita-se saber os fatores que condicionam o mesmo.

2.3.1 - Talassociclo (meio marinho)

O oceano é, não só o berço da vida, como o maior reservatório, que da própria vida, quer dos elementos que lhe são essenciais. O mar é assim a maior força para moldar as condições de vida, tanto na terra como na água doce.

As características do mar que apresentam maior interesse ecológico podem ser apontadas como segue:

    • o mar é grande; cobre 70 por cento da superfície da terra (361 milhões de Km2).
    • o mar é fundo e a vida estende-se a todas as suas profundidades.
    • o mar é contínuo; não está separado, ao contrário do que se verifica com os "habitats" da terra e das águas doces.

Todos os oceanos se comunicam entre si. A temperatura, a salinidade e a profundidade são as principais barreiras que se opõem à livre deslocação dos organismos marítimos. Mas com pouca importância se comparadas com as barreiras do outros dois biociclos.

    • o mar está em contínua circulação; as diferenças de temperatura do ar entre os pólos e o equador provocam ventos fortes, como os alísios (que sopram constantemente na mesma direção durante o ano), os quais, combinados com a rotação da Terra, originam correntes definidas.
    • O mar é dominado por ondas de vários tipos e marés causadas pela atração da Lua e do Sol. As marés são especialmente importantes nas zonas costeiras, onde a vida marítima costuma ser particularmente variada e densa.
    • O mar é salgado. A salinidade, ou o teor em sais, é em média 35 partes de sais, em peso, por 1000 partes de H2O ou seja, 3,5 por cento. Cerca de 2,7% é de cloreto de sódio e o restante é constituído principalmente por sais de magnésio, cálcio e potássio.

2.3.1.1 - Fatores Abióticos

Os principais são:

    • A pressão hidrostática aumenta aproximadamente de 1 atmosfera a cada 10 metros de profundidade. As variações de pressão são, pois, bem mais importantes no meio marinho que no meio terrestre.
    • A iluminação diminui muito rapidamente, o que permite diferenciar uma zona eufótica (até 100 m), uma zona disfótica (até 200m) e uma zona afótica ( de 200 m).
    • A temperatura é caracterizada pela estratificação térmica, com existência de um termoclínio estacional na superfície e de um termoclínio permanente na profundidade (a 4 graus a temperatura da água tem maior densidade e menor volume).
    • O teor da água em sais dissolvidos, oxigênio e em gás carbônico constitui um fator ecológico muito importante.

2.3.1.2 - Principais Grupos Ecológicos Marinhos

    • O bênton: compreende organismos fixados no fundo (bênton séssil) e organismos móveis (bênton vagante) que só se desloca nas vizinhanças imediatas. O bênton séssil é constituído por vegetais (algas principalmente) e por animais muito diversos, tais como os cnidários, briozoários e protocordados. O bênton vagante contém crustáceos, peixes, equinodermas. Incluem-se também no bênton os animais escavadores que se instalam no lodo.
    • O plâncton: compreende o conjunto dos organismo flutuantes que se deixam transportar pelas correntes às quais são incapazes de resistir. O fitoplâncton compreende vegetais (algas) e o zooplâncon os animais. Entre estes distingue-se o plâncton temporário ou meroplâncton, constituído pelos ovos e as larvas de espécies bênticas ou nectônicas (larvas de poliquetas, de moluscos, de equinodermas) e o plâncton permanente ou holoplâncton rico em foraminíferos, celenterados, rotíferos, crustáceos, etc.
    • O nécton: é o conjunto das espécies capazes de viver em plena água e de se deslocar ativamente contra as correntes marinhas. Compreende a maioria dos peixes pelágicos, os mamíferos marinhos, ou cefalópodos e diversos crustáceos.

2.3.1.3 - As Grandes Subdivisões do Meio Marinho

Deve-se distinguir primeiramente o domínio pelágico de águas plenas e o domínio bêntico. Cada um destes domínios subdivide-se no sentido vertical, conforme a profundidade, em diversas zonas. No que se refere ao relevo do fundo dos mares, distingue-se:

    • Plataforma Continental (0 - 200 m)
    • Talude Continental (200 - 2.000 m)
    • Planície Abissal (2.000 - 6.000 m)
    • Zona Hadal ou Ultra-abissal (mais de 6.000 m)


2.3.2 - Limnociclo (meio dulcícola)

Os habitantes de água doce podem considerar-se convenientemente divididos em duas séries, como segue:

    • Habitats de água parada, ou lênticos: lago - lagoa - charco ou pântano.
    • Habitats de água corrente, ou lóticos: nascente - curto de água (regato - ribeiro) - rio.

Os "habitats" aquáticos transformam-se por vezes muito rapidamente, como no caso duma lagoa repleta de vegetação transformando-se num pântano. Por outro lado, os grandes lagos e os cursos de água sofrem alterações mais lentas, e podem apresentar-se relativamente estáveis ao longo de várias gerações humanas.

Os fatores limitantes, que são provavelmente de especial importância na água doce e que por isso conviria medir em qualquer estudo minucioso dum ecossistema aquático, são os seguintes: temperatura; transparência; corrente, concentração de gases respiratório; concentração de sais bio-gênicos.

2.3.2.1 - Classificação Ecológica dos Organismos de Água Doce

Primeiro, os organismo podem ser classificados quanto aos principais nichos, relativamente à sua posição na cadeia alimentar ou energética do seguinte modo: produtores, consumidores e decompositores.

Em segundo lugar, os organismo aquáticos podem ser classificados com base no seu tipo fisionômico ou nos seus hábitos de vida, de acordo com o modo de vida que possuam, da seguinte maneira: Bênton: organismos que permanecem fixados ou que vivem nos sedimentos do fundo; Plâncton: organismos flutuantes cujos movimentos estão mais ou menos dependentes das correntes; Nécton: organismos capazes de nadar e de navegar livremente; Nêuston: organismos capazes de permanecer ou nadar à superfície.

 

2.5.3 - Epinociclo (Meio Terrestre)

É o biociclo onde as influências do meio físico ou fatores ecológicos, luz, temperatura e umidade, variam intensamente, impondo assim maiores variações climáticas, influenciando a dispersão dos organismos de modo mais acentuado e característico.

Considerando a biomassa, a flora predomina sobre a fauna.

A variedade de formas é enorme e superior dos dois outros biociclos.

Os biótipos, ou seja, os indivíduos de uma população homogênea e de mesmo equipamento hereditário, caracterizam áreas restritas de dispersão, como nas comunidades das ilhas, florestas, montanhas, etc.

Ao comparar-se o "habitat" terrestre com o aquático, deve se ter em conta os seguintes pontos:

    • A umidade constitui um fator limitante principal na terra. Os organismos terrestres tem de se defrontar constantemente com o problema da desidratação.
    • Sem o lençol de água moderador, as variações térmicas e as temperaturas extremas no meio aéreo são pronunciadas.
    • Por outro lado, da rápida circulação de ar sobre o globo resulta uma fácil mistura do oxigênio e anidrido carbônico, bem como uma concentração notavelmente constante desses gases.
    • Embora o solo ofereça um suporte sólido, o ar não o oferece. Tanto nas plantas como nos animais terrestres desenvolveram-se esqueletos fortes, e também meios especiais de locomoção.
    • A terra, ao contrário do oceano, não é contínua; existem barreiras geográficas importantes que se opõem à deslocação livre.
    • A natureza do substrato, embora seja importante na água, é particularmente vital em meios ambientes terrestres.

O solo, e não o ar, é a fonte de nutrientes muito variados (nitratos, fosfatos, etc.); constitui também por si só um ecossistema altamente desenvolvido.

2.3.3.1 - O Biota Terrestre

A evolução no meio terrestre fez sobressair o desenvolvimento das categorias taxonômicas superiores, tanto no reino animal como vegetal. Deste modo, os organismo mais complexos e especializados, notadamente as plantas superiores, os insetos e os vertebrados de sangue quente, são presentemente os dominantes na terra. Os últimos incluem uma população humana crescente que, de ano para ano, exerce maior influência no funcionamento dos ecossistemas. Isto não quer dizer que muitas formas mais pequenas estejam ausentes ou tenham pouca importância; as bactérias, por exemplo, desempenham funções vitais nos ecossistemas terrestres.

Embora o homem e seus associados mais próximos apresentem uma vasta distribuição por todo o globo, cada área continental tende a possuir a sua flora e fauna próprias.

As ilhas diferem muitas vezes grandemente do continente.


2.4 - Situação de Equilíbrio atualmente alcançado pela Biosfera

A biosfera alcançou, através do tempo, um equilíbrio dinâmico que se caracteriza por uma elevada funcionalidade e uma grande estabilidade. Como resultado verifica-se um perfeito equilíbrio, tanto no n0 de indivíduos como no n0 de espécies. A manutenção desse equilíbrio de numerosos fatores dentre os quais citamos: - densidade populacional; competição intraespecífica e interespecífica; - mortalidade devido ao predatismo e outras doenças; - valor adaptativo das populações (fundo genético); - modificações do meio ambiente; - etc.

As populações que integram as comunidades da biosfera, no início de seu desenvolvimento, possuem uma taxa de natalidade maior que a taxa de mortalidade e crescem quase em progressão geométrica. Entretanto, este crescimento retarda, quando a população, ao atingir um determinado tamanho, começa a sentir as influências dos fatores limitantes. A partir desse momento, o seu tamanho passa a oscilar, aumentando ou diminuindo, mas sempre flutuando ao redor de um valor médio. Neste caso, a população atingiu um equilíbrio que é mantido pela equivalência de suas taxas de natalidade e mortalidade. Se um dos fatores limitantes aumentar de intensidade, ele poderá tirar a população de seu equilíbrio. Supondo-se, por exemplo, que sobrevenha sobre a população uma grave doença epidêmica, tornando a taxa da mortalidade maior que a de natalidade.

Esta doença terá um caráter seletivo; no caso da população apresentar uma variabilidade genética capaz de resistir a esta pressão seletiva, a população poderá se recuperar e, depois de algum tempo, voltar ao seu equilíbrio. A sobrevivência da população será mantida, porque os indivíduos com o genótipo que confere a resistência à doença vão continuar a se reproduzir e garantir a natalidade; seus filhos herdarão a resistência e poderão, também, se reproduzir e, assim, a população se manterá.

A instabilidade ambiental apresenta desafios aos indivíduos de uma espécie, a uma comunidade ou mesmo ao ecossistema todo. Para se manterem em harmonia com um ambiente em processo de mudança (provocada por agentes bióticos ou abióticos), os organismos não só precisam ser adaptados, mas adaptáveis. As espécies, além de possuírem variabilidade genética, apresentam também a capacidade de produzir variedades genéticas por mutação. Alguns variantes genéticos podem tornar-se menos freqüentes ou serem eliminados; outros podem tornar-se mais freqüentes e serem fixados como uma nova norma para a [população de uma espécie que, por sua vez, provocará uma reação em cadeia nas comunidades das quais venha a participar, selecionando aqueles mais adaptados e conferindo ao ecossistema e a biosfera um novo equilíbrio dinâmico (climax).

Concluindo, podemos dizer que as populações naturais, através de suas múltiplas interações com outras populações e com as condições físicas do ambiente, mantêm-se estáveis e, consequentemente, a biosfera também.

Gráfico das flutuações na população de Linces e Lebres do Canadá, conforme os registros de peles tratadas pela Hudson's Bay Company (baseado no BSCS; Versão Verde).


Germano SCHÜÜR/João Carlos SELBACH, Unisinos
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