Ecologia

• A energia do Sol passa pelos ecossistemas; ciclo do carbono e da água entre o mundo vivo e não vivo.
• Comunidades competem e dependem umas das outras; adaptações ajustam os organismos às suas condições.
• A atividade humana — resíduos, uso do solo, desmatamento, aquecimento global — ameaça a biodiversidade, e a biologia dos níveis tróficos (bio apenas) explica por que as cadeias alimentares são curtas.

Um ecossistema é a interação de uma comunidade de organismos vivos (biótico) com as partes não vivas (fatores abióticos) de seu ambiente. Níveis de organização: indivíduo → população → comunidade → ecossistema.

Competição: plantas competem por luz, espaço, água e íons minerais; animais competem por alimento, parceiros reprodutivos e território. Interdependência: cada espécie depende de outras para alimento, abrigo, polinização e dispersão de sementes — remover uma espécie pode afetar toda a comunidade.

Fatores abióticos afetando uma comunidade: intensidade da luz, temperatura, níveis de umidade, pH e conteúdo mineral do solo, intensidade e direção do vento, níveis de dióxido de carbono (plantas), níveis de oxigênio (animais aquáticos). Fatores bióticos: disponibilidade de alimento, chegada de novos predadores, novos patógenos, uma espécie superando outra até que os números caiam demais para se reproduzirem. Explique o efeito de uma mudança em qualquer um desses a partir de dados fornecidos.

Adaptações — características que permitem a sobrevivência em condições normais — são estruturais (forma/corpo), comportamentais (ações) ou funcionais (processos, ex.: química de camuflagem, veneno). Extremófilos vivem em ambientes extremos — alta temperatura, pressão ou sal — ex.: bactérias em chaminés hidrotermais.

Organismos fotossintéticos são os produtores de biomassa para a vida na Terra. Cadeias alimentares: produtor (planta verde/alga produzindo glicose por fotossíntese) → consumidores primários → consumidores secundários → consumidores terciários.

Predadores matam e comem presas; em uma comunidade estável seus números sobem e descem em ciclos — interprete o gráfico clássico de predador-presa (presa sobe primeiro, predador segue).

Amostragem (RP9): transectos e quadrantes medem a distribuição e abundância de espécies; calcule média, moda e mediana da abundância; plotar gráficos com escalas adequadas.

Ciclo do carbono: retorna carbono dos organismos à atmosfera como dióxido de carbono para a fotossíntese — respiração (plantas, animais, decompositores), decomposição, combustão. Ciclo da água: evaporação e precipitação fornecem água doce antes de drenar para o mar. Micro-organismos reciclam materiais — retornando carbono à atmosfera como CO₂ e íons minerais ao solo. O ciclo do nitrogênio NÃO é exigido.

(Bio) Decomposição (RP10): temperatura, água e oxigênio afetam a taxa de decomposição. Jardineiros e agricultores proporcionam condições ideais para rápida decomposição de resíduos em composto — um fertilizante natural. Decomposição anaeróbica produz metano — geradores de biogás. RP10: efeito da temperatura na taxa de decomposição de leite fresco medindo a mudança no pH.

(HT Bio) Mudança ambiental: temperatura, disponibilidade de água, composição gasosa atmosférica — mudanças podem ser sazonais, geográficas ou causadas pelo homem — alteram a distribuição de espécies.

Biodiversidade é a variedade de todas as diferentes espécies na Terra ou dentro de um ecossistema; ela estabiliza ecossistemas reduzindo a dependência de uma espécie sobre outra, e nosso próprio futuro depende de mantê-la.

• Gestão de resíduos: crescimento populacional e nível de vida aumentam o uso de recursos e resíduos → poluição na água (esgoto, fertilizantes, produtos químicos tóxicos), ar (fumaça, gases ácidos) e terra (aterro sanitário, produtos químicos tóxicos) — matando plantas e animais.
• Uso do solo: construção, extração, agricultura e disposição de resíduos reduzem a terra para outras espécies; destruir turfeiras para composto de jardim destrói habitat e biodiversidade, e turfa decomposta ou queimada libera CO₂.
• Desmatamento em áreas tropicais: terra para criação de gado e arrozais, culturas para biocombustíveis.
• Aquecimento global: o aumento de CO₂ e metano na atmosfera contribui para o aquecimento global; descreva as consequências biológicas (mudanças de distribuição, alterações na migração, perda de biodiversidade).

Manutenção da biodiversidade — programas que reduzem os efeitos negativos humanos: programas de reprodução para espécies ameaçadas; proteção e regeneração de habitats raros; reintrodução de margens de campo e sebes em áreas de monocultura; redução do desmatamento e das emissões de CO₂; reciclagem em vez de aterros sanitários.

Níveis tróficos: 1 produtores (plantas, algas); 2 consumidores primários (herbívoros); 3 consumidores secundários (carnívoros que se alimentam de herbívoros); 4 consumidores terciários (carnívoros que se alimentam de outros carnívoros). Predadores de topo não possuem predadores. Decompositores secretam enzimas sobre material morto e absorvem pequenas moléculas solúveis de alimento.

Pirâmides de biomassa: nível trófico 1 na base; construídas a partir de dados. Transferência de biomassa: os produtores transferem ~1% da energia luminosa incidente em biomassa; apenas ~10% da biomassa passa de um nível para o próximo — perdas por fezes egestas (nem todo material ingerido é absorvido) e resíduos (CO₂ e água da respiração, água e ureia na urina); glicose usada na respiração. Calcule a eficiência em porcentagem ou fração de massa.

Segurança alimentar — ter comida suficiente para a população — está ameaçada pelo: aumento da taxa de natalidade; mudança nas dietas em países desenvolvidos; novos pragas e patógenos; alterações ambientais (fome quando as chuvas falham); o custo dos insumos agrícolas; conflitos que afetam a disponibilidade de água ou alimentos.

Técnicas de cultivo melhoram a eficiência ao restringir a transferência de energia de animais para o ambiente — limitando o movimento e controlando a temperatura; rações ricas em proteínas aumentam o crescimento. Pense nesses fatores contra objeções éticas à pecuária intensiva.

Pesca sustentável: manter estoques de peixes onde há reprodução — controlar o tamanho da rede e as cotas de pesca.

Papel da biotecnologia: cultura de microrganismos para alimentação — fungo Fusarium cultivado em xarope de glicose em condições aeróbias produz micoproteína (rica em proteína, vegetariana); bactérias GM produzem insulina; culturas GM como o arroz dourado adicionam valor alimentar ou nutricional aos alimentos.

• Cadeia de definições: ecossistema, comunidade, fatores abióticos/bióticos com exemplos.
• Competição entre plantas e animais; consequências da interdependência; três tipos de adaptações + extremófilos.
• Vocabulário de cadeia alimentar; ciclo predador-presa lido em gráfico; amostragem RP9 com média/moda/mediana.
• Ciclos do carbono e da água com o papel dos decompositores; fatores de (bio)decomposição + biogás + RP10.
• Quatro ameaças humanas + cinco programas de biodiversidade nomeados.
• (Bio) Níveis tróficos, forma da pirâmide, regra de 10% com cálculo de eficiência.
• (Bio) Seis ameaças à segurança alimentar; agricultura eficiente, tamanho da rede e quotas, micoproteína, arroz dourado.