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Este módulo é propriedade da Universidade Pedagógica de Moçambique, e contém reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste módulo, no seu todo ou em partes, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios tanto electrónicos, mecânico, gravação, fotocópia ou outros, sem permissão expressa de entidade editora Universidade Pedagógica de Moçambique. O não cumprimento desta advertência é passivel a processos judiciais. Elaborado Por: Reinato Andrade Tembo Xavier Licenciado em Ensino de Biologia pela Universidade Pedagógica de Moçambique - Delegação da Beira. É Docente de Biologia na Escola Secundária de Tete e Delegado de Biologia É Docente da Universidade Católica de Moçambique noEnsino à Distância Delegação de Tete e Delegado de Biologia Actualmente Docente na Universidade Pedagógica de Moçambique Delegação de Tete e Coordenador do Curso de Biologia Universidade Pedagógica de Moçambique Delegação de Tete Campus Universitários de Cambinde-Matundo Moçambique-Tete Telefone: 252 20421/2; 82 3074748; EN nº 06 Cel: 82 5579620 Fax: 252 2917 E-mail: [email protected],br Website: www.up.ac.mz
Índice
Quem deveria estudar esta cadeira Este módulo da cadeira de Ecologia Geral e Educação Ambiental foi concebido para todos aqueles que estejam a ingressar para os cursos de licenciatura em ensino de Biologia, dos programas da Universidade Pedagógica de Moçambique, e para aqueles que desejam consolidar seus conhecimentos em Ecologia Geral e Educação Ambiental, para que sejam capazes de compreender melhor as intereções entre o seres vivos e em particular o Homem com o seu meio ambiente ou a natureza. O módulo tem a duração de um semestre. Como está estruturado este Módulo O módulo está estruturado de seguinte maneira: Páginas introdutórias Um índice completo Uma visão geral detalhada da cadeira, resumos de aspectos-chave que precisará de ser completada, recomenda-se que leia esta secção antes de começar o seu estudo. O conteúdo da cadeira A cadeira está estruturada em unidades de aprendizagem. Cada unidade inclui o tema, uma introdução, objectivos da unidade, conteúdo de cada unidade incluindo actividades de aprendizagem, um sumário da unidade e uma ou mais actividades para auto-avaliação. Outras fontes ou recursos Para quem esteja mais interessado em aprender esta cadeira, poderá ler outros recursos como livros, artigos ou sites da internet. As tarefas de avaliação e/ou auto-avaliação As tarefas de avaliação para esta cadeira, encontram-se no final de cada unidade. Comentários e sugestões Encontra-se aberta a secção para comentários e sugestões para apresentarem todos os leitores deste módulo sobre a estrutura e conteúdo da cadeira. Os seus comentários serão úteis para nos ajudar a avaliar e a melhorar este módulo. Ícones de Actividade Ao longo do módulo encontrará uma série de ícones nas margens das folhas que servem para identificar diferentes partes do processo de aprendizagem. Podem indicar uma parcela específica de texto, uma nova actividade ou tarefa, uma mudança de actividade, etc. Os ícones usados neste módulo são símbolos africanos, conhecidos por adrinka, de origem no povo Ashante de África Ocidental, datam do século XVII e ainda usam-se hoje em dia.
Competências e Habilidades de Estudo Caro estudante, ao longo do seu estudo, procure olhar para você em três dimensões nomeadamente: o lado social, o lado professional e o lado estudantil, dai ser importante planificar muito bem o seu tempo de ocupação. Procure reservar no mínimo 2 (duas) horas de estudo por dia e use ao máximo o tempo disponível nos finais de semana. Recorde-se que é necessário elaborar um plano de estudo individual, que inclui, a data, o dia, a hora, o que estudar, como estudar e com quem estudar (sozinho, com colegas, ou outros). Aconselho que evite no máximo o estudo baseado em memorização, pois é cansativo e não produz bons resultados, use métodos mais activos e procure desenvolver suas competências mediante a resolução de problemas específicos, estudos de caso, reflexão, etc. O módulo contêm muita informação, alguma chave, outra complementar, dai ser importante saber filtrar e apresentar a informação mais relevante. Use estas informações para a resolução dos exercícios, problemas e desenvolvimento de actividades. A tomada de notas desenpenha um papel muito importante. Um aspecto muito importante a ter em conta durante a sua formação é a elaboração de um plano de desenvolvimento individual (PDI), onde você reflecte sobre os seus pontos fracos e fortes e perspectivas o seu desenvolvimento. Lembre-se que deve ao longo do estudo terá de interpretar fenómenos e processos ecológicos provenientes da população humana na sua interacção ecossistema com o meio; assim como interpretar modelos de dinâmica e de interacções populacionais. Lembre-se ainda que o seu sucesso académico depende da sua entrega, e você é o responsável pela sua própria aprendizagem e cabe a si planificar, organizar, gerir, controlar e avaliar o seu próprio progresso.
Unidade I Tema: Introdução ao Estudo da Ecologia Geral Introdução Caro estudante, seja bem-vindo ao estudo da ecologia geral. Certamente o estudante, já teve informação sobre a ecologia de um modo geral no ensino secundário. A ecologia geral não se distancia muito da ecologia que já ouviu falar no ensino geral. A principal diferença é o facto deste módulo apresentar de forma cmpreensível e interpretar os efeitos dos resultados do desenvolvimento antropológico. Nesta unidade verás algumas conceituações da ecologia, segundo ecólogos famosos. Segundo Haeckel, “pela palavra ecologia queremos designar o conjunto de conhecimentos relacionados com a economia da natureza – a investigação de todas as relações entre o ser vivo e seu ambiente orgânico e inorgânico, incluindo suas relações, favoráveis ou não com as plantas e animais que tenham com ele contacto directo ou indirecto. Numa palavra, ecologia é o estudo é o estudo das complexas interações chamadas por Darwin de condições de luta pela vida.” Terá a oportunidade de aprender os principais conceitos aplicados em ecologia e a divisão da ecologia. Objectivos do Estudo da Ecologia Ao completar esta unidade ou lição, você será capaz de: Objectivos Definir o conceito Ecologia Aplicar correctamente os conceitos de ecologia. Destinguir as divisões da ecologia. Explicar o objecto de estudo de cada divisão da ecologia. Relacionar as divisões da ecologia umas com as outras. Conhecer a evolução da história da Ecologia Geral Conhecer os cientistas que contribuíram para o surgimento dnto da Ecologia Saber a importância da Ecologia
Ecologia Geral As ideias da Ecologia surgiram no século quando os colonizadoress se expandiam. A ciência tinha acabado de surgir no nicho tradicional a busca de ilustrações e aperfeiçoamento do Homem e adaptação as ideias de que podia alargar-se até onde fosse possível. Hoje não há nada mais importante para a humanidade do que compreender como a natureza funciona. O futuro de nossa sociedade está na dependência de o Homo sapiens sapiens aprender a viver sem danificar a máquina da natureza, a ponto de ela não poder mais sustentar a civilização. Assim sendo, nenhuma ciência, na verdade nem aspecto da cultura humana, é mais importante do que a Ecologia, o estudo das interacções entre os organismos e o ambiente físico. Há partes importantes da ecologia que normalmente não têm aplicação directa a temas ambientais. Mesmo assim, são de grande interesse intelectual e teórico. Para entender a máquina da natureza, você precisa entender não apenas como ela opera hoje, mas como foi construída nesses biliões de anos. O processo de construção chamada evolução biológica, foi de tentativa e erro. A construção foi sendo alterada por diversos tipos de eventos, desde o relactivo sucesso ou insucesso de partes da máquina ecológica até destruições catastróficas de secções inteiras. Em fim, vivemos em um mundo que evoluiu, e no qual a humanidade evoluiu conjuntamente. Alguns ecologistas modernos chamam ao seu campo de estudo Bioeconómico. Em 1962 juntamente ao meio da segunda revolução industrial, foi feita a publicação do livro “ Primavera silenciosa ” de uma escritora e cientísta americana chamada Raquel Carson, que provou uma grande sensação. O autor mostrava como os novos biocidas eram uma ameaça para a humanidade comparada com as armas nucleares. Raquel compartilhava com Jilber White e Henry David Thoreau, naturalistas americanos a mesma situação e ameaçava os cientístas a considerar a natureza. Daí a Ecologia foi considerada como Ciência. O termo Ecologia ( do grego oikos= casa, e logos = ciência), o que significa ecologia originalmente empregado em 1869 pelo zoólogo alemão Ernst Haeckel (1834-1919), designa o estudo das relações entre os seres vivos e o ambiente em que vivem.
Assim, por exemplo, ele relacionou as variações climáticas com as alterações na vegetação e nos hábitos dos animais, o que conduziu ao aparecimento da agricultura. A evolução das sociedades humanas na Terra está intimamente ligada à busca de fontes energéticas pelo homem. A primeira fonte utilizada foi a energia solar (radiante). Com o domínio do fogo, uma nova fonte energética, o homem aprimorou a cerâmica. Passou também a trabalhar com metais e com eles fabricar ferramentas mais eficientes, ampliando o seu domínio sobre a natureza de um modo geral. Com o crescimento populacional e o desenvolvimento da agricultura, o homem passou a viver em sociedades maiores. As cidades foram criadas, a divisão de trabalho aumentou, os transportes terrestres e marítimos se desenvolveram. A necessidade de organizar a produção se fez sentir de modo cada vez mais forte.No século XVIII, foi inventada a máquina a vapor e iniciou-se a Revolução Industrial, o que acelerou muito o processo de produção. Em meados do século XIX, as pesquisas na área da ecologia natural ganharam consistências com os estudos dos sistemas florestais e marinhos, mais tarde desenvolvidas nos cursos de biologia. O biólogo alemão Ernest Haeckel aprofundou as relações que se estabelecem entre a fauna e a flora e o seu ambiente físico. Desenvolvendo diferentes aspectos dessa interação, Haeckel estruturou o conhecimento científico do funcionamento do nicho relacionado com o seu retorno ou da lógica da casa. Ecologia tem uma complexa origem, em grande parte devido a sua natureza multidisciplinar. Os antigos filósofos da Grécia, incluindo Hipócrates e Aristóteles, foram os primeiros a registrar observações sobre história natural. No entanto, os filósofos da Grécia Antiga consideravam a vida como um elemento estático, não existindo a noção de adaptação. Tópicos mais familiares do contexto moderno, incluindo cadeias alimentares, regulação populacional e produtividade, não foram desenvolvidos antes de 1700. Os primeiros trabalhos foram do microscopista Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723) e do botânico Richard Bradley (1688–1732). O biogeógrafo Alexander von Humbolt (1769–1859) foi outro pioneiro do pensamento ecológico, um dos primeiros a reconhecer gradientes ecológicos e fazer alusão às relações entre espécies e área. No início do século XX, a ecologia foi uma forma analítica de história natural. Seguindo a tradição de Aristóteles, a natureza descritiva da história natural examina a interação dos organismos com o seu meio ambiente e suas comunidades. Historiadores naturais, incluindo James Hutton e Jean-Baptiste Lamarck, contribuíram com obras significativas que lançaram as bases das modernas ciências ecológicas. O termo "ecologia" é de origem mais recente e foi escrito pelo biólogo alemão Ernst Haeckel no seu livro
Generelle Morphologie der Organismen (1866). Haeckel foi um zoólogo, artista, escritor e professor de anatomia comparada. Por ecologia entendemos o corpo de conhecimentos sobre a economia da natureza, da investigação das relações totais dos animais com o ambiente inorgânico e orgânico; incluindo, sobretudo, suas relações amigáveis e hostis com aqueles animais e plantas com as quais entram diretamente ou indiretamente em contacto – em uma palavra, ecologia é o estudo de todas as complexas inter-relações referidas por Darwin como as condições da luta pela existência. Os dois fundadores da Ecologia (Haeckel e Warming) Ernst Haeckel Eugenius Warming As opiniões divergem sobre quem foi o fundador da teoria ecológica moderna. Alguns marcam a definição de Haeckel como o início, outros atribuem a Eugenius Warming com a escrita de Oecology of Plants: An Introduction to the Study of Plant Communities (1895). A ecologia pode também ter começado com Carl Linnaeus , principal pesquisador da economia da natureza no início do século XVIII. Ele fundou um ramo de estudo ecológico que chamou de economia da natureza. Os trabalhos de Linnaeus influenciaram Darwin no The Origin of Species onde adota a frase de Linnaues economia ou política da natureza. Linnaeus foi o primeiro a enquadrar o equilíbrio da natureza , como uma hipótese testável. Haeckel, que admirava o trabalho de Darwin , definiu ecologia com base na economia da natureza, o que levou alguns a questionar se a ecologia é sinônimo dos conceitos de Linnaues para a economia da natureza. A síntese moderna da ecologia é uma ciência jovem, que substancial atenção formal no final do século 19 e tornando se ainda mais popular durante os movimento ambientais da década de 1960, embora muitas observações, interpretações e descobertas relacionadas a ecologia estendem-se desde o inicio dos estudos da história natural. Por exemplo, o conceito de balanço ou regulaçãoo da natureza pode ser rastreado até
por Henry Gleason. De acordo com Gleason, comunidades ecológicas se desenvolvem a partir da associação única de organismos individuais. Essa mudança de percepção colocado o foco para as histórias de vida de organismos individuais e como isso se relaciona com o desenvolvimento de comunidades. A teoria de superorganismo de Clements não foi completamente rejeitada, mas alguns sugerem que ela foi uma aplicação além do limite do holismo. Holismo continua a ser uma parte crítica da fundamentação teórica contemporânea em estudos ecológicos. Holismo foi primeiro introduzido em 1926 por uma polarizada figura histórica, um general da África do Sul chamado Jan Christian Smuts. Smuts foi inspirado pela teoria de superorganismo de Clement's e desenvolveu e publicou o conceito de holismo, que contrasta com a visão politica do seu pai sobre o Apartheid. Quase ao mesmo tempo, Charles Elton pioneiro no conceito de cadeiras alimentares no livro "Animal Ecology". Elton definiu relações ecológicas usando conceitos de cadeiras alimentares, ciclos de alimentos, o tamanho de alimentos, e descreveu as relações numéricas entre os diferentes grupos funcionais e suas relativas abundâncias. 'ciclos alimentares' foram substituídos por 'teias tróficas `em posteriores textos ecológicos um texto posterior ecológica. Ecologia desenvolveu-se em muitas nações, incluindo na Rússia com Vladimir Vernadsky que fundou o conceito de biosfera na década de 1920 ou Japão com Kinji Imanishi e seu conceito de harmonia na natureza e segregação de habitat na década de 1950. O reconhecimento científico ou a importância das contribuições para a ecologia de outras culturas é dificultada por barreiras linguísticas e de tradução. Fig. 1 ( Fonte : imágens da internet) O aumento do intersse pela dinâmica das populações recebeu impulso especial no início do século XIX e depois que Thomas Matheus chamou atenção para o conflito entre as populações em expansão e a capacidade da Terra de fornecer alimento. Raymond Pearl (1920), A. J. Lotk (1925), e Vito Volterra (1926) desenvolveram as bases materiais para o estudo das populações, o que levou a experiências sobre a
interacção de predadores e presas, as relações competitivas entre espécies e o control populaconal. O estudo da influência do comportamento sobre as populações foi incentivado pelo reconhecimento, em 1920, da territorialidade dos pássaros. Os conceitos de comportamento instintivo e agressivo foram lançados por Konrad Lorenz e Nikolaas Tinbergen, enquanto V. C. Wynne-Edwards estudava o papel do comportamento social no control das populações. Durante muito tempo desconhecida do grande público e relegada a segundo plano por muitos cientistas, a ecologia surgiu no século XX como um dos mais populares aspectos da biologia. Isto porque tornou-se evidente que a maioria dos problemas que o homem vem enfrentando, como crescimento populacional, poluição ambiental, fome e todos os problemas sociológicos e políticosatuais, são em grande parte ecológicos. Fig. 2 ( Fonte : internet) A ecologia não tem um inicio muito bem delineado. Encontra seus primeiros antecedentes na história natural dos gregos, particularmente em um discípulo de Aristóteles,Teofrasto, que foi o primeiro a descrever as relações dos organismo com os meios das bases posteriores para a ecologia moderna, foram lançadas nos primeiros trabalhos do fisiologista sobre plantas e animais. Conceitos Fundamentais da Ecologia Biótopo: componente do ecossistema caracterizado pelos seus elementos físicos e químicos ou região ambiental em que vive a biocenose.
Exemplo : uma floresta, a faixa superficial ou profunda do mar, o fundo de uma lagoa, um aquário, uma poça de água formada. Em cada exemplo, formam um ecossistema os seres vivos mais o ambiente dado. Ecótono - é a região de transição entre duas comunidades ou entre dois ecossistemas. Na área de transição (ecótono) vamos encontrar grande número de espécies e, por conseguinte, grande número de nichos ecológicos. No ecótono vivem espécies das comunidades limítrofes, além de espécies peculiares da região. Divisão da Ecologia A Ecologia divide-se em três partes que são: a) Autoecologia b) Sinecologia c) Demecologia Auto-ecologia : A auto-ecologia (Schroter, 1896) estuda as relações de uma única espécie com seu meio. Define essencialmente os limites de tolerância e as preferências das espécies em face dos diversos fatores ecológicos e examina a acção do meio sobre a morfologia, a fisiologia e o comportamento. Desprezam-se as interações dessa espécie com as outras, mas freqüentemente ganha-se na precisão das informações. Assim definida, a auto-ecologia tem evidentemente correlacionamentos com a fisiologia e a morfologia. Mas tem também seus próprios problemas. Por exemplo, a determinação das preferências térmicas de uma espécie permitirá explicar (ao menos em parte) sua localização nos diversos meios, sua repartição geográfica, abundância e atividade.representa o organismo ou indivíduo com o ambiente Ecossistema = Biótopo + Biocenose Relacionam-se
Demecologia : A dinâmica das populações (ou Demòkologie dos autores alemães, Schwertfeger, 1963) descreve as variações da abundância das diversas espécies e procura as causas dessas variações. Relação entre indivíduos de uma população com o seu meio ambiente. Sinecologia : A sinecologia (Schroter, 1902) analisa as relações entre os indivíduos pertencentes às diversas espécies de um grupo e seu meio. O termo biocenótica (Gams, 1918) é praticamente um sinônimo. O estudo sinecológico pode adotar dois pontos de vista:
- O ponto de vista estático ( sinecologia descritiva ), que consiste em descrever os grupos de organismos existentes em um meio determinado. Obtém-se assim conhecimentos precisos sobre a composição especifica dos grupos, a abundância, freqüência, constância e distribuição espacial das espécies constitutivas.
- O ponto de vista dinâmico ( sinecologia funcional ), com dois aspectos. Porte-se descrever a evolução dos grupos e examinar as influências que os fazem suceder-se em um lugar determinado. Pode-se também estudar os transportes de matéria e de energia entre os diversos constituintes de um ecossistema, o que conduz às noções de cadeia alimentar, de pirâmides dos números, das biomassas e das energias, de produtividade e de rendimento. Esta última parte constitui o que se chama a sinecologia quantitativa. Outras subdivisões da ecologia levam em consideração a natureza do meio e correspondem aos três grandes conjuntos da biosfera – os biociclos. Estes são ambientes menores dentro da biosfera, que desenvolveremos mais tarde:
- Talassociclo - biociclo marinho.
- Epinociclo - biociclo terrestre.
- Limnociclo - biociclo da água doce. A natureza dos organismos e os métodos de estudo são geralmente muito diferentes nesses três meios, embora em muitos casos os princípios gerais sejam os mesmos. É preciso abandonar a divisão antiga entre ecologia animal e ecologia vegetal , que separava arbitrariamente organismos que guardam entre si estreitas inter-relações. Se um pesquisador se limita ao estudo dos vegetais ou ao dos animais é unicamente por motivo da impossibilidade material que uma só pessoa tem de abordar os dois campos: “Relações entre as populações ou comunidades com o meio ambiente e entre as populações”
biosfera: Talassociclo ou biociclo marinho, Epinociclo ou biociclo terrestre e Limnociclo ou biociclo da água doce. A natureza dos organismos e os métodos de estudo são geralmente muito diferentes nesses três meios, embora em muitos casos os princípios gerais sejam os mesmos. É preciso abandonar a divisão antiga entre ecologia animal e ecologia vegetal, que separava arbitrariamente organismos que guardam entre si estreitas inter-relações. Espécie define-se como sendo um conjunto de indivíduos semelhantes (estruturalmente, funcionalmente e bioquimicamente) que se reproduzem naturalmente, originando descendentes férteis. Habitat é o lugar específico onde uma espécie pode ser encontrada. Nicho Ecológico é o papel que o organismo desempenha no ecossistema (profissão do organismo no ecossistema). Ecotono é a região de transição entre duas comunidades ou entre dois ecossistemas. População é o conjunto de indivíduos da mesma espécie que vivem numa mesma área e num determinado período de tempo. O tamanho de qualquer população é determinado pelas taxas de natalidade e de mortalidade. Comunidade ou Biocenose é o conjunto de populações de diversas espécies que habita uma mesma região num determinado período. Ecossistema ou Sistema Ecológico é o conjunto formado pelo meio ambiente físico ou biotopo (formado por factores abióticos) mais a comunidade (formada por componentes bióticos) que com o meio se relaciona. Biosfera é toda a área habitada por vida na terra e está dividida em biociclos: talassociclo- biociclo marinho que pode ser: plâncton, bênton e nécton; epinociclo-biociclo terrestre e limnociclo-biociclo da água doce. Os níveis tróficos de um ecossistema estão ligados por associações predador-presa. Essas associações exercem papel regulador no tamanho das populações e profundos efeitos evolutivos nas diversas espécies implicadas. Todas essas associações contribuem para determinar o caráter da comunidade e dos organismos que nela vivem.
Auto-avaliação
Exercicios
- Considere a afirmação: “As populações daquele ambiente pertencem a diferentes espécies de animais e vegetais” Que conceitos estão implicitos nessa frase se levarmos em consideração: a) Somente o conjunto de populações? b) O conjunto de populações mais o ambiente abiótico?
- Qual é a diferença entre “habitat” e “nicho ecológico”?
- Qual é o significado dos decompositores num ecossistema?
- Qual e a importância dos factores bióticos e abióticos? a) De que são independentes e dependentes tais factores? b) Como é que as plantas competem umas com as outras?
- Qual das categorias ecológicas abaixo citadas é constituida por indivíduos da mesma espécie? a) Comunidade c) Ecossistema e) Bioma b) População d) Consumidores
- Quando se estuda m os seres vivos, pode-se agrupar os níveis biológicos na seguinte sequência: 1 – célula, 2 – tecido, 3 – órgão, 4 – sistema, 5 – organismo, 6 - população, 7 – comunidade, 8 – ecossistema, 9 – biosfera. a) 2 – 3 – 4 – 5 b) 1 – 3 – 5 – 8 c) 6 – 7 – 8 – 9 d) 3 – 7 – 8 – 9 e) 2 – 6 – 7 – 8
- Das alternativas abaixo, a única que permite um estudo completo de um ecossistema é: a) Examinar as condições físicas e químicas do ambiente. b) Estudar as relações entre as populações nele existentes. c) Relacionar o meio abiótico à comunidade de organismos nele existente d) Estabelecer a densidade das populações nele existente. e) Verificar o tipo de cadeia alimentar existente no sistema.
