CEFET-RJCEFET-RJCoordenação de Coordenação de

BiologiaBiologia

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Ecologia IVEcologia IVProfessor MSc Maicon AzevedoProfessor MSc Maicon Azevedo

Centro Federal de Educação Centro Federal de Educação Tecnológica - RJ. Tecnológica - RJ.

Av.Maracanã 229 - Maracanã - 20271-Av.Maracanã 229 - Maracanã - 20271-110 Rio de Janeiro - RJ - Brasil 110 Rio de Janeiro - RJ - Brasil

021 2566-3147 021 2566-3147 maiconbio@gmail.commaiconbio@gmail.com

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Ciclos BiogeoquímicosCiclos Biogeoquímicos

É a permuta cíclica de elementos químicos É a permuta cíclica de elementos químicos que ocorre entre os seres vivos e o que ocorre entre os seres vivos e o ambiente. O nome Bio (seres vivos) Geo ambiente. O nome Bio (seres vivos) Geo (solo)(solo) Químico Químico (elementos químicos) é, na (elementos químicos) é, na verdade, uma referência ao “caminho” verdade, uma referência ao “caminho” percorrido pelos elementos ao longo de um percorrido pelos elementos ao longo de um ecossistema.ecossistema.

Todos os elementos químicos apresentam Todos os elementos químicos apresentam um um movimento dinâmico movimento dinâmico nos ecossistemas, nos ecossistemas, transitando constantemente entre o meio transitando constantemente entre o meio físico e os seres vivos.físico e os seres vivos.

Elementos essenciais aos Elementos essenciais aos seres vivosseres vivos

Os principais ciclos são:Os principais ciclos são:

Ciclo da Água.Ciclo da Água. Ciclo do OxigênioCiclo do Oxigênio.. Ciclo do FósforoCiclo do Fósforo.. Ciclo do Carbono.Ciclo do Carbono. Ciclo do Nitrogênio.Ciclo do Nitrogênio.

Ciclo da ÁguaCiclo da Água O ciclo da água é o mais evidente no sistema Terra. A maior O ciclo da água é o mais evidente no sistema Terra. A maior

parte da superfície do planeta está coberta por água e esta parte da superfície do planeta está coberta por água e esta substância é o maior constituinte das células.substância é o maior constituinte das células.

O ciclo da água é movimentado pela energia do Sol, pois é o seu O ciclo da água é movimentado pela energia do Sol, pois é o seu calor que faz evaporar a água, principalmente da superfície dos calor que faz evaporar a água, principalmente da superfície dos oceanos, rios, lagos e também da transpiração dos seres vivos.oceanos, rios, lagos e também da transpiração dos seres vivos.

O ciclo das águas pode ser considerado sob dois aspectos: o O ciclo das águas pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo e o grande ciclo.pequeno ciclo e o grande ciclo.

Distribuição na TerraDistribuição na Terra Na Terra há cerca de 1 360 000 000 km³ de água que se Na Terra há cerca de 1 360 000 000 km³ de água que se

distribuem da seguinte forma:distribuem da seguinte forma:1 320 000 000 km³ (97%) são água do mar. 1 320 000 000 km³ (97%) são água do mar. 40 000 000 km³ (3%) são água doce. 40 000 000 km³ (3%) são água doce. 25 000 000 km³ (1,8%) como gelo. 25 000 000 km³ (1,8%) como gelo. 13 000 000 km³ (0,96%) como água subterrânea. 13 000 000 km³ (0,96%) como água subterrânea. 250 000 km³ (0,02%) em lagos e rios. 250 000 km³ (0,02%) em lagos e rios. 13 000 km³ (0,001%) como vapor de água.13 000 km³ (0,001%) como vapor de água.

Pequeno cicloPequeno ciclo

Neste caso, a água dos rios, mares, Neste caso, a água dos rios, mares, oceanos e também aquela embebida oceanos e também aquela embebida no solo, sofre evaporação pela ação no solo, sofre evaporação pela ação do calor do ambiente. Vejamos:do calor do ambiente. Vejamos:

Grande cicloGrande ciclo

Neste caso, a água é absorvida pela Neste caso, a água é absorvida pela seres vivos, participando do seres vivos, participando do metabolismo e posteriormente, metabolismo e posteriormente, sendo devolvida ao ambiente.sendo devolvida ao ambiente.

Poluição das ÁguasPoluição das Águas

Pode ocorrer por

Despejo de efluentes urbanos

Despejo de efluentes

agrícolas ou industriais

Trazendo excesso de nutrientes (normalmente fósforo, potássio e nitrogênio). e gerando o fenômeno

conhecido como

Eutrofização

Ciclo do OxigênioCiclo do Oxigênio Entende-se por Entende-se por Ciclo do oxigênioCiclo do oxigênio o o

movimento do movimento do oxigêniooxigênio entre os seus três entre os seus três reservatórios principais: a atmosfera (os gases reservatórios principais: a atmosfera (os gases que rodeiam a superfície da terra), a biosfera que rodeiam a superfície da terra), a biosfera (os organismos vivos e o seu ambiente (os organismos vivos e o seu ambiente próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior da terra). da terra).

oxigênio molecular (O2) compõe cerca de 21% oxigênio molecular (O2) compõe cerca de 21% da atmosfera terrestre. Este oxigênio satisfaz da atmosfera terrestre. Este oxigênio satisfaz as necessidades de todos os organismos as necessidades de todos os organismos terrestres que o respiram no seu metabolismo.terrestres que o respiram no seu metabolismo.

O principal fator na produção de oxigênio é a O principal fator na produção de oxigênio é a fotossíntese, que regula a relação fotossíntese, que regula a relação gás gás carbônicocarbônico/gás oxigênio na atmosfera./gás oxigênio na atmosfera.

Ciclo do FósforoCiclo do Fósforo O O fósforofósforo (grego (grego φωσφόροςφωσφόρος [phosphorus], portador de [phosphorus], portador de

luz).luz). Se encontra na natureza combinado, formando fosfatos Se encontra na natureza combinado, formando fosfatos

inorgânicos, inclusive nos seres vivos. inorgânicos, inclusive nos seres vivos. O fósforo é o único macronutriente que não existe na O fósforo é o único macronutriente que não existe na

atmosfera, se não unicamente em forma sólida nas rochas. atmosfera, se não unicamente em forma sólida nas rochas. Ao mineralizar-se, é captado pelas raízes das plantas e se Ao mineralizar-se, é captado pelas raízes das plantas e se incorpora a cadeia trófica dos consumidores, devolvendo incorpora a cadeia trófica dos consumidores, devolvendo ao solo, nos excrementos ou através da morte. ao solo, nos excrementos ou através da morte.

Os compostos de fósforo intervêm em funções vitais para Os compostos de fósforo intervêm em funções vitais para os seres vivos, sendo considerado um elemento químico os seres vivos, sendo considerado um elemento químico essencial. O fósforo tem relevante papel na formação essencial. O fósforo tem relevante papel na formação molecular do molecular do ADNADN e do e do ARNARN, bem como do ATP, , bem como do ATP, adenosina tri-fosfatoadenosina tri-fosfato. As células utilizam-no para . As células utilizam-no para armazenar e transportar a energia na forma de armazenar e transportar a energia na forma de fosfato fosfato de adenosinade adenosina. Além disso, funciona como íons tampões, . Além disso, funciona como íons tampões, impedindo a acidificação ou alcalinização do protoplasma.impedindo a acidificação ou alcalinização do protoplasma.

Ciclo do CarbonoCiclo do Carbono No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da

terra e do seu interior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode terra e do seu interior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo “lento” ou geológico, e o ciclo “rápido” ser dividido em dois tipos: o ciclo “lento” ou geológico, e o ciclo “rápido” ou biológico.ou biológico.

O O ciclo biológico ciclo biológico do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos.renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos.

Na ausência da influência Na ausência da influência antropogénicaantropogénica (causada pelo homem), no ciclo (causada pelo homem), no ciclo biológico existem três reservatórios ou “biológico existem três reservatórios ou “stocksstocks”: terrestre , atmosfera, ”: terrestre , atmosfera, oceanos. Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de oceanos. Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono entre os diversos stocks, através dos processos da fotossíntese e carbono entre os diversos stocks, através dos processos da fotossíntese e da respiração.da respiração.

Influências humanasInfluências humanas O armazenamento de carbono em depósitos O armazenamento de carbono em depósitos fósseisfósseis supõe, na prática, supõe, na prática,

uma diminuição dos níveis atmosféricos de dióxido de carbono. Estes uma diminuição dos níveis atmosféricos de dióxido de carbono. Estes depósitos estão estimados entre 4.000 e 10.000 Gt, e não figuram no ciclo depósitos estão estimados entre 4.000 e 10.000 Gt, e não figuram no ciclo rápido do carbono. No entanto as atividades antropogênicas (humanas), rápido do carbono. No entanto as atividades antropogênicas (humanas), principalmente a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento têm principalmente a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento têm vindo a incorporar fluxos de carbono novos no ciclo biológico provenientes vindo a incorporar fluxos de carbono novos no ciclo biológico provenientes destes depósitos, com significativa influência no ciclo global do carbono.destes depósitos, com significativa influência no ciclo global do carbono.

O aumento do carbono atmosférico está diretamente relacionado com o O aumento do carbono atmosférico está diretamente relacionado com o aquecimento globalaquecimento global..

Efeito estufa.Efeito estufa. É o processo que ocorre quando uma parte É o processo que ocorre quando uma parte

da radiação solar refletida pela superfície da radiação solar refletida pela superfície terrestre é absorvida por determinados gases terrestre é absorvida por determinados gases presentes na atmosfera. Como conseqüência presentes na atmosfera. Como conseqüência disso, o calor fica retido, não sendo liberado disso, o calor fica retido, não sendo liberado ao espaço. ao espaço.

O efeito estufa dentro de uma determinada O efeito estufa dentro de uma determinada faixa é de vital importância pois, sem ele, a faixa é de vital importância pois, sem ele, a vida como a conhecemos não poderia existir. vida como a conhecemos não poderia existir.

Dióxido de carbono (CO2), o Metano (CH4), o Dióxido de carbono (CO2), o Metano (CH4), o Óxido nitroso (N2O), Perfluorcarbonetos Óxido nitroso (N2O), Perfluorcarbonetos (PFC's ) e também o (PFC's ) e também o Vapor d’águaVapor d’água. .

Ciclo do NitrogênioCiclo do Nitrogênio O processo pelo qual o O processo pelo qual o nitrogênionitrogênio ou ou azotoazoto circula circula

através das plantas e do solo pela ação de organismos através das plantas e do solo pela ação de organismos vivos é conhecido como vivos é conhecido como ciclo do nitrogêniociclo do nitrogênio ou ou ciclo ciclo

do azotodo azoto.. O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera

(78% desta é composta por nitrogênio) onde se (78% desta é composta por nitrogênio) onde se encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios consistem em matéria orgânica nos solos e oceanos. consistem em matéria orgânica nos solos e oceanos.

Apesar de extremamente abundante na atmosfera o Apesar de extremamente abundante na atmosfera o nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do

crescimento das plantas. Isto acontece porque as crescimento das plantas. Isto acontece porque as plantas apenas conseguem usar o nitrogênio sob duas plantas apenas conseguem usar o nitrogênio sob duas

formas sólidas: formas sólidas: íon de amônioíon de amônio (NH4+) e (NH4+) e íon de íon de nitratonitrato (NO3-), cuja existência não é tão abundante. (NO3-), cuja existência não é tão abundante.

Estes compostos são obtidos através de vários Estes compostos são obtidos através de vários processos tais como a fixação e nitrificação. processos tais como a fixação e nitrificação.