Teoria sobre Biodiversidade e Mudanças Climáticas

Ciências do Ambiente e Bioclimatologia Material Teórico Responsável pelo Conteúdo Profa Esp Valéria Leite Aranha Revisão Textual Prof Ms Claudio Brites Biodiversidade Introdução Conceitos e Importância Qual e o Valor da Biodiversidade Como a Vida na Terra Muda ao Longo do Tempo Mudanças Climáticas e a Evolução da Biodiversidade Clima e Biodiversidade Diversidade de Espe cies Manutenção da Biodiversidade Síntese da Unidade Aprender sobre o que é biodiversidade sua importância e como as mudanças climáticas afetam a sua evolução OBJETIVO DE APRENDIZADO Biodiversidade Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional siga algumas recomendações básicas Assim Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina Por exemplo você poderá determinar um dia e horário fixos como o seu momento do estudo Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo No material de cada Unidade há leituras indicadas Entre elas artigos científicos livros vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade Alem disso você tambem encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados Após o contato com o conteúdo proposto participe dos debates mediados em fóruns de discussão pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento alem de propiciar o contato com seus colegas e tutores o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Mantenha o foco Evite se distrair com as redes sociais Determine um horário fixo para estudar Aproveite as indicações de Material Complementar Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar lembrese de que uma Não se esqueça de se alimentar e se manter hidratado Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias Isso amplia a aprendizagem Seja original Nunca plagie trabalhos UNIDADE Biodiversidade Introdução Há grandiosidade nesta visão da vida que enquanto este planeta tem orbitado infinitas formas as mais belas e mais maravilhosas evoluíram e estão evoluindo Charles Darwin Para Townsend et al 2011 o termo biodiversidade está frequentemente presente tanto na mídia popular quanto na literatura científica o que entretanto muitas vezes ocorre sem uma definição inequívoca do seu significado Na sua forma mais simples o termo e usado para expressar a riqueza de especies ou seja o número de especies presentes em uma unidade geográfica definida No entanto a biodiversidade pode ser analisada em uma escala menor ou maior do que a especie Por exemplo podemos incluir a diversidade genetica de uma especie talvez procurando conservar subpopulações geneticamente distintas e subespecies Acima do nível de especie podemos desejar assegurar que as especies que não possuam parentes próximos vivos na atualidade recebam proteção especial a fim de garantir a manutenção da maior variedade possível de linhagens evolutivas da biota mundial Em uma escala ainda maior a biodiversidade pode incluir o conjunto de tipos de comunidades presentes em uma região pântanos desertos estágios iniciais e finais da sucessão de uma floresta e assim por diante Assim o termo biodiversidade pode ter significados diferentes Conceitos e Importância Diversidade biológica ou biodiversidade e a variedade de especies da Terra ou as variações de formas de vida os genes que elas contêm os ecossistemas em que vivem e os processos ecossistêmicos de fluxo de energia e ciclagem de nutrientes que sustentam toda a vida MILLER Jr 2012 Para Miller Jr 2012 espécie e um conjunto de indivíduos que podem se acasalar e produzir descendentes ferteis Cada organismo e um membro de determinada especie com certas características distintivas Por exemplo todos os seres humanos são membros da especie Homo sapiens sapiens Ate agora os biólogos identificaram cerca de 19 milhões de especies existentes na Terra Os cientistas acreditam que a maioria das especies não identificadas vivem nas florestas tropicais do planeta e nas grandes áreas inexploradas dos oceanos A diversidade de especies e o componente mais óbvio mas não o único da biodiversidade Outro componente importante e a diversidade genetica A variedade de especies da Terra contem uma diversidade ainda maior de genes Essa diversidade genetica permite que a vida na Terra se adapte e sobreviva a dramáticas mudanças ambientais Diversidade de ecossistemas a variedade de desertos pastagens florestas montanhas oceanos lagos rios e zonas úmidas da Terra e outro componente 8 9 importante da biodiversidade Cada um desses ecossistemas e um armazem de diversidade genetica e de especies Os biólogos classificaram a parte terrestre da biosfera em biomas grandes regiões tais como florestas desertos e pradarias com climas distintos e certas especies principalmente de vegetação a elas adaptadas Outro componente importante da biodiversidade e a diversidade funcional a variedade de processos como o fluxo de energia e a ciclagem de materia que ocorrem dentro dos ecossistemas Na Figura 1 a representação dos principais componentes da biodiversida de terrestre Calor Energia Solar Diversidade Funcional Processos biológicos e químicos tais como fuxo de energia e reciclagem de matéria necessária para a sobrevivência das espécies das comunidades e dos ecossistemas Diversidade Ecológica Variedade de ecossistemas terrestres e aquáticos encontrados em uma área ou na Terra Calor Calor Calor Nutrientes químicos dióxido de carbono oxigênio nitrogênio minerais Consumidores comedores de plantas e de animais Calor Decompositores bactérias fungos Produtores plantas Diversidade de Espécies Número e abundância de espécies presentes em diferentes comunidades Diversidade Genética Variedade de material genético em uma espécie ou uma população CAPITAL NATURAL Figura 1 Ilustração dos principais componentes da biodiversidade terrestre um dos mais importantes recursos renováveis da terra e componente essencial do capital natural do planeta Fonte Adaptado de Miller Jr 2012 p 83 Qual e o Valor da Biodiversidade Para a maioria das pessoas não há dúvidas quanto ao valor da diversidade biológica mas apenas esse reconhecimento nem sempre leva a valoração econômica sobre a qual as decisões políticas são geralmente baseadas Assim os custos do esgotamento e dos danos causados aos recursos naturais têm sido frequentemente desconsiderados 9 UNIDADE Biodiversidade Um dos principais desafios e o desenvolvimento de uma nova economia ecológica como nos traz Costanza et al 1997 na qual os valores das especies comunidades e ecossistemas possam ser quantificados monetariamente a fim de comparálos com os ganhos decorrentes de projetos industriais e outros projetos que possam danificálos Como vimos na Unidade I o valor da biodiversidade pode ser medido em termos dos serviços ecossistêmicos grátis que a mesma fornece Muitas especies têm um valor direto e muitas outras provavelmente têm um valor potencial que permanece desconhecido Por exemplo a carne de animais selvagens carne de caça os peixes e as plantas continuam sendo recursos vitais em muitas partes do mundo enquanto a maior parte do alimento mundial vem de plantas origi nalmente selvagens que foram domesticadas em regiões tropicais e semiáridas No futuro linhagens selvagens dessas especies poderão ser exploradas devido a sua diversidade genetica e especies bem diferentes de plantas e animais poderão ser domesticadas Em segundo lugar os benefícios potenciais que poderiam advir dos inimigos naturais de especiespraga seriam enormes se eles fossem usados como agentes de controle biológico a maior parte dos inimigos naturais da maioria das pragas permanece sem ser estudada e e frequentemente desconhecida Finalmente cerca de 40 dos medicamentos prescritos e não prescritos em todo o mundo têm princípios ativos extraídos de plantas e animais A aspirina provavelmente o medicamento mais usado no mundo teve origem nas folhas do salgueirobranco tropical Salix alba O tatugalinha Dasypus novemcinctus tem sido utilizado no estudo da hanseníase e na preparação de uma vacina contra a doença o peixeboidaflórida Trichechus manatus um mamífero ameaçado de extinção está sendo usado para entender a hemofilia a especie vegetal rose periwinkle Catharanthus roseus de Madagascar tem produzido dois potentes medicamentos no tratamento da leucemia Em todos esses casos as especies podem ser vistas como representando serviços ecossistêmicos provedores Outras especies têm valor econômico indireto Por exemplo uma grande quantidade de especies de insetos selvagens e responsável pela polinização de plantas agrícolas esse e um outro serviço provedor Em contexto diferente o valor monetário do ecoturismo o qual depende da biodiversidade está se tornando cada vez mais importante Em uma escala menor uma grande quantidade de filmes livros e programas educativos sobre história natural e consumida anualmente sem prejudicar as especies selvagens nos quais estão baseados Nesses contextos a biodiversidade fornece serviços ecossistêmicos culturais E necessário mais engenhosidade para desenvolver mecanismos para medir os benefícios econômicos indiretos advindos da biodiversidade por exemplo as comunidades biológicas podem ter uma importância vital na manutenção da qualidade química dos reservatórios de água na proteção dos ecossistemas contra enchentes e secas na proteção e manutenção do solo na regulação do clima local e ate mesmo global e na decomposição ou imobilização de resíduos orgânicos e inorgânicos Todos esses são serviços ecossistêmicos reguladores 10 11 Deve ser observado que muitas pessoas apontam para as bases eticas da conservação argumentando que cada especie tem o seu próprio valor um valor que existiria mesmo que o homem não estivesse aqui para apreciá la ou explorá la A partir dessa perspectiva mesmo as especies sem um valor econômico concebível necessitariam de proteção Seria errado no entanto enxergar as coisas apenas do ponto de vista da conservação não que existam argumentos reais contra a conservação mas existem argumentos a favor das atividades humanas que tornam a conservação necessária agricultura derrubada de árvores exploração de populações de animais selvagens exploração de minerais queima de combustíveis fósseis irrigação disposição de resíduos assim por diante Para serem efetivos os argumentos dos conservacionistas devem ser organizados em termos de uma análise custobenefício pois os governos sempre determinam suas políticas em decorrência de seus orçamentos e das prioridades de seus eleitores TOWNSEND et al 2011 Figura 2 Qual o valor da biodiversidade Fonte Adaptado de Townsend e Collin 2011 p 520 Importante O Brasil abriga dois quintos das espécies de plantas e animais da Terra O desaparecimento maciço de espécies indica que o equilíbrio ecológico do planeta foi profundamente alterado Estão ameaçados de extinção 34 dos peixes 25 dos répteis 25 dos mamíferos 21 dos anfíbios e 12 das aves Pense nisso Você Sabia 11 UNIDADE Biodiversidade Como a Vida na Terra Muda ao Longo do Tempo A teoria científica da evolução explica como a vida na terra muda ao longo do tempo por meio de alterações nos genes das populações As populações evoluem quando seus genes sofrem mutações conferindo a alguns indivíduos características geneticas que aumentam suas habilidades de sobreviver e produzir descendentes com essas mesmas características seleção natural Segundo Miller Jr 2012 a história da vida na terra e colorida profunda e complexa A maior parte do que sabemos dessa história vem de fósseis replicas mineralizadas ou petrificadas de esqueletos ossos dentes conchas folhas e se mentes ou impressões de tais itens encontradas em rochas Os cientistas tambem perfuram amostras de núcleos de gelo dos glaciares nos polos da Terra e no topo de montanhas e examinam os sinais de vida antiga encontrados em diferentes camadas nesses núcleos Todo o conjunto de evidências recolhidas por esses me todos chamado registro fóssil e desigual e incompleto Algumas formas de vida não deixaram fósseis ou esses foram decompostos Fósseis encontrados ate agora provavelmente representam apenas 1 de todas as especies que já viveram Como conseguimos ter essa variedade surpreendente de especies A resposta científica envolve a evolução biológica ou simplesmente evolução processo pelo qual ocorreram as mudanças de vida na Terra ao longo do tempo e por meio de alterações nas características geneticas das populações De acordo com a teoria da evolução todas as especies descendem de especies anteriores ou ancestrais em outras palavras a vida vem da vida A ideia de que organismos mudam ao longo do tempo e são descendentes de um único ancestral comum tem existido de uma forma ou de outra desde os primeiros filósofos gregos No entanto ninguem tinha desenvolvido uma explicação convincente de como isso teria acontecido ate 1858 quando os naturalistas Charles Darwin 1809 1882 e Alfred Russel Wallace 1823 1913 propuseram independentemente o conceito de seleção natural como um mecanismo de evolução biológica Foi Darwin quem meticulosamente reuniu evidências para apoiar essa ideia e publicou em 1859 seu livro A origem das espécies por meio da seleção na tural Darwin e Wallace observaram que os organismos individuais devem lutar constantemente para obter comida água e outros recursos suficientes de modo a evitar serem comidos e para se reproduzirem Tambem observaram que os indiví duos em uma população com uma vantagem específica sobre outros nessa mesma população tinham maior probabilidade de sobreviver e de produzir descendentes portadores da mesma vantagem Essa vantagem era devida a uma característica ou traço possuído por esses indivíduos mas não por outros de sua especie 12 13 Com base nessas observações Darwin e Wallace descreveram um processo chamado seleção natural pelo qual indivíduos com certos traços são mais propensos a sobreviver e se reproduzir em um determinado conjunto de condições ambientais do que aqueles sem os traços Os cientistas concluíram que esses traços que conferem sobrevivência se tornam mais prevalentes nas populações futuras da especie conforme os indivíduos seus portadores tornamse cada vez mais numerosos e passam suas características aos descendentes Um enorme conjunto de evidências tem apoiado essa ideia Como resultado a evolução biológica pela seleção natural tornouse uma importante teoria científica que explica de maneira geral como a vida tem mudado ao longo dos últimos 35 bilhões de anos e por que a vida e tão diversa hoje em dia 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 Cenozoico Eubactéria Arquibactéria Procariotas Eucariotas Protistas Plantas Fungos Animais Primeiros Seres Humanos Mesozoico Extinção dos Dinossauros Paleozoico PréCambriano As plantas colonizam a terra Origem dos organismos multicelulares Os mais antigos fósseis eucariotas Acúmulo de O2 na atmosfera a partir de cianobactérias fotossintéticas Os mais antigos fósseis procariotas Origem da Terra A terra esfria o sufciente para a crosta se solidifcar Figura 3 Este diagrama fornece uma visão geral da evolução da vida na Terra em seis grandes reinos de espécies como resultado da seleção natural Fonte Adaptado de Miller Jr 2012 p S21 13 UNIDADE Biodiversidade Mudanças Climáticas e a Evolução da Biodiversidade Como Processos Geológicos e Mudanças Climáticas Afetam a Evolução Movimentos de placas tectônicas erupções vulcânicas terremotos e mudanças climáticas alteraram os habitats da vida silvestre eliminaram um grande número de animais e criaram oportunidades para a evolução de novas especies A superfície da Terra mudou dramaticamente durante sua longa história Os cien tistas descobriram que enormes fluxos de rocha fundida no seu interior quebram sua superfície em uma serie de gigantescas placas solidas chamadas placas tectônicas Por centenas de milhões de anos elas se afastaram lentamente no manto do plane ta Esse fato de que placas tectônicas se afastam tiveram dois efeitos importantes so bre a evolução e a distribuição da vida na Terra Primeiro as localizações latitudes dos continentes e bacias oceânicas têm grande influência sobre o clima da Terra e assim ajudam a determinar onde as plantas e os animais podem viver Segundo o movimento dos continentes permite que as especies se movam adaptemse a novos ambientes e formem novas especies por meio da seleção natural Quando os continentes se juntam as populações podem se dispersar para novas áreas e se adaptar as novas condições ambientais Quando se separam e ilhas são formadas as populações devem evoluir em condições isoladas ou se tornam extintas Placas tectônicas adjacentes que estão se movendo lentamente próximas umas das outras por vezes se movem rapidamente Tais movimentos bruscos podem causar terremotos que por sua vez tambem podem afetar a evolução biológica provocando fissuras na crosta terrestre que eventualmente causam a separação e o isolamento de populações de especies Durante longos períodos de tempo esse ciclo pode levar a for mação de novas especies a medida que cada população isolada muda geneticamente em resposta as novas condições ambientais As erupções vulcânicas tambem ocorrem ao longo dos limites das placas tectônicas e podem afetar a evolução biológica ao destruir habitats e diminuir ou eliminar as populações das especies MILLER Jr 2012 Alterações Climáticas e Catástrofes Afetam a Seleção Natural Durante sua longa história o clima da Terra mudou drasticamente Por vezes es friou e cobriu boa parte da terra com gelo glacial Em outras aqueceuse derretendo o gelo e fazendo subir drasticamente o nível do mar o que aumentou a área total coberta por oceanos e diminuiu a da terra Tais períodos alternados de resfriamento 14 15 e aquecimento levaram ao avanço e recuo das camadas de gelo em altas latitudes em grande parte do hemisferio norte mais recentemente cerca de 18 mil anos atrás Essas mudanças climáticas de longo prazo têm um efeito importante sobre a evolução biológica pela determinação dos locais onde plantas e animais podem sobreviver e prosperar e pela mudança da localização de diferentes tipos de ecossistemas tais como desertos pradarias e florestas Algumas especies foram extintas porque o clima mudou muito rapidamente para que se adaptassem e sobrevivessem e novas especies evoluíram para preencher suas funções ecológicas Outra força que afeta a seleção natural são os eventos catastróficos tais como colisões entre a Terra e asteroides de grandes dimensões Provavelmente hou ve muitas dessas colisões durante os 35 bilhões de anos de vida na Terra Tais impactos causaram grande destruição de ecossistemas e eliminaram um grande número de especies No entanto tambem causaram mudanças nas localizações dos ecossistemas e criaram oportunidades para a evolução de novas especies MILLER Jr 2012 Conforme as condições ambientais mudam o equilíbrio entre a formação de novas espécies e a extinção das existentes determina a biodiversidade da Terra Atividades humanas estão diminuindo a biodiversidade causando a extinção de muitas espécies e destruindo ou degradando habitats necessários para o desenvolvimento de novas espécies Clima e Biodiversidade Introdução A primeira etapa para entender as questões relacionadas ao clima e como ele afeta a biodiversidade terrestre e conhecer a diferença entre condições meteoroló gicas e clima As condições meteorológicas são um conjunto de condições físicas da atmosfera inferior como temperatura precipitação umidade velocidade do vento camada de nuvens e outros fatores em determinada área por um período de horas ou dias O clima e um padrão geral da área de condições atmosfericas em períodos que variam de no mínimo três decadas a centenas de anos Em outras palavras o clima e a condição meteorológica em media durante um longo período de tempo O clima varia em partes diferentes da Terra principalmente em razão dos longos períodos de tempo dos padrões de circulação do ar e das correntes oceânicas globais que distribuem calor e precipitação de forma desigual entre os trópicos e outras partes do mundo SPOOLMAN 2016 15 UNIDADE Biodiversidade Os Principais Fatores que Influenciam o Clima de uma Área Entrada de energia solar rotação da Terra padrões globais do movimento da água e do ar gases na atmosfera e recursos da superfície terrestre Figura 4 Este mapa generalizado das zonas climáticas atuais da Terra também mostra as correntes oceânicas principais e as áreas de afloramento onde as correntes trazem nutrientes do fundo do oceano para a superfície Fonte miniluacom Energia Solar A maior incidência de energia solar é no Equador O ar úmido sobre esfria e libera umidade como chuva O ar resfria e desce em latitudes inferiores O ar quente sobe e se move para os polos O ar resfria e descem em latitudes inferiores Circulação do ar global Conforme o ar sobre o Equador é aquecido ele se eleva e se move para os polos à esquerda A rotação da Terra desvia esse movimento do ar sobre diferentes partes do planeta Esse processo cria padrões globais de ventos predominantes que ajudam a distribuir o calor e a umidade na atmosfera o que leva à variedade de forestas pradarias e desertos do planeta à direita Equador 0º 30º N 30º S 60º N Calota Polar Ventos Oeste Alísios do Nordeste Alísios do Sudeste Ventos Oeste Desertos Frios Desertos Frios Floresta de coníferas Floresta tropical decídua Floresta tropical decídua Floresta tropical chuvosa Floresta tropical decídua e pradaria Floresta tropical decídua e pradaria Deserto quente Deserto quente Calota Polar 60º S O ar úmido sobre esfria e libera umidade como chuva Desertos Frios Desertos Frios Floresta de coníferas Floresta tropical decídua Floresta tropical decídua Floresta tropical chuvosa Floresta tropical decídua e pradaria Floresta tropical decídua e pradaria Deserto quente Deserto quente Figura 5 Circulação do ar global Fonte Adaptado de Spoolman 2016 p 111 16 17 Aquecimento desigual da superfície da Terra pelo Sol o ar e muito mais aquecido no Equador onde os raios solares incidem diretamente do que nos polos onde os raios solares incidem em um ângulo menor e se espalham sobre uma área muito maior As diferenças na entrada de energia solar na atmosfera ajudam a explicar o motivo das regiões tropicais próximas do Equador serem quentes as regiões polares frias e as regiões temperadas entre elas geralmente apresentarem temperaturas medias intermediárias A intensa incidência de radiação solar nas regiões tropicais leva a uma evaporação muito grande de umidade de florestas pradarias e corpos de água Como resultado as regiões tropicais normalmente apresentam maior precipitação do que as outras áreas da Terra Rotação da Terra em seu eixo conforme a Terra gira em torno de seu eixo a linha do Equador gira mais rápido do que as regiões para o norte e sul Consequentemente as massas de ar que se elevam acima da Terra e se movem na direção nortesul para as áreas mais frescas são desviadas para diferentes partes da superfície do planeta A atmosfera sobre essas diferentes áreas e dividida em grandes regiões chamadas celulas diferenciadas pela direção do movimento do ar As diferentes direções de movimento do ar são chamadas ventos predominantes ventos de superfície grandes que sopram quase que continuamente e ajudam a distribuir o calor e a umidade sobre a superfície da Terra e conduzem as correntes oceânicas Propriedades do ar da água e da terra o calor do Sol evapora a água do oceano e transfere calor desse para a atmosfera especialmente próximo ao Equador quente Essa evaporação de água cria celulas de convecção cíclicas gigantes que circulam ar calor e umidade verticalmente e de lugar a lugar na atmosfera Os ventos predominantes que sopram sobre os oceanos produzem movimentos em massa da água de superfície chamada correntes oceânicas Conduzidas por ventos predominantes e pela rotação da Terra as principais correntes ajudam a redistribuir o calor do Sol de forma que influenciam o clima e a vegetação especialmente nas áreas costeiras Esse calor e as diferenças na densidade da água massas por volume de unidade criam correntes oceânicas quentes e frias Os ventos predominantes e os continentes interrompem de forma irregular essas correntes e as levam em seguida a fluir em padrões mais ou menos circulares entre os continentes no sentido horário no Hemisferio Norte e sentido antihorário no Hemisferio Sul A água tambem se move verticalmente nos oceanos conforme a água mais densa afunda enquanto a água menos densa sobe Isso cria um círculo conectado de correntes oceânicas profundas e rasas Esse círculo funciona como uma esteira transportadora gigante que move o calor para e do mar profundo e transfere água quente e fria entre os trópicos e os polos O oceano e a atmosfera estão fortemente ligados de duas formas as correntes oceânicas são afetadas por ventos na atmosfera e o calor do oceano afeta a circulação atmosferica Um exemplo de interações entre o oceano e a atmosfera e a oscilação sul do El Niñ o Esse fenômeno meteorológico em grande escala ocorre a cada poucos anos 17 UNIDADE Biodiversidade quando os ventos predominantes no Oceano Pacifico enfraquecem e mudam a direção O aquecimento acima da media resultante das águas do Pacifico altera as condições meteorológicas de dois terços da Terra por um ou dois anos Os padrões de circulação de ar da Terra os ventos predominantes e a configuração de continentes e oceanos são fatores na formação de seis celulas de convecção três delas ao sul do Equador e três ao norte dele Essas celulas levam a uma distribuição irregular dos climas o que resulta em desertos pradarias e florestas Diversidade de Especies A diversidade de especies e um componente importante da biodiversida de que tende a aumentar a sustentabilidade de alguns ecossistemas Uma característica importante de uma comunidade e do ecossistema a que pertence e sua diversidade de especies ou o número e a variedade de especies que ela contem A diversidade de especies das comunidades varia de acordo com a sua localização geográfica Para a maioria das plantas e animais terrestres a diversidade de especies principalmente a riqueza delas e maior nos trópicos e vai diminuindo a medida que nos afastamos do equador em direção aos polos Os ambientes mais ricos em especies são florestas e grandes lagos tropicais recifes de coral e a zona do fundo do oceano Que Efeitos a Riqueza de Especies tem em um Ecossistema Quanto maior a riqueza de especies e sua correspondente teia alimentar e de interações bióticas em um ecossistema maior sua sustentabilidade ou sua capacidade de resistir as perturbações ambientais tais como seca ou infestações de insetos Em um ecossistema rico em especies cada uma delas pode explorar uma parte diferente dos recursos disponíveis por exemplo algumas plantas florescerão precocemente e outras mais tarde algumas têm raízes superficiais para absorver água e nutrientes no solo outras mais longas para atingir solos mais profundos A riqueza de especies parece aumentar a produtividade e estabilidade ou a sustentabilidade de um ecossistema Que Papel Desempenham as Especies em um Ecossistema Cada especie desempenha um papel ecológico especifico chamado nicho Qual quer especie pode desempenhar uma ou mais das cinco funções importantes na tiva introduzida indicadora chave ou engenheira em um ecossistema especifico Espécies generalistas têm nichos amplos Podem viver em muitos lugares diferentes comer uma variedade de alimentos e muitas vezes tolerar uma 18 19 ampla gama de condiç õ es ambientais como exemplo citamos moscas baratas camundongos ratos guaxinins e seres humanos Espécies especialistas ocupam nichos estreitos e podem ser capazes de viver em apenas um tipo de habitat utilizar apenas um tipo ou alguns poucos tipos de alimentos ou tolerar uma faixa estreita de clima e outras condiç õ es ambientais Por exemplo algumas aves marinhas ocupam nichos especializados alimentandose de crustáceos insetos e outros organismos encontrados em praias e áreas alagadas costeiras vizinhas Por causa de seus nichos estreitos essas especies são mais propensas a extinção quando as condiç õ es ambientais mudam Por exemplo o panda gigante da China está seriamente ameaçado em razão de uma combinação de perda de habitat baixa taxa de natalidade e dieta especializada que consiste principalmente de bambu Espécies nativas são aquelas que normalmente vivem e prosperam em um ecossistema especifico Espécies introduzidas invasoras ou exóticas especies imigrantes deliberada ou acidentalmente introduzidas em um ecossistema Espécies indicadoras especies que fornecem avisos precoces de danos a uma comunidade ou um ecossistema Os pássaros são excelentes indicadores biológicos porque encontrados em quase toda parte e afetados rapidamente por mudanças ambientais tais como a perda ou a fragmentação de seus habitats e a introdução de pesticidas químicos As populações de muitas especies de aves estão em declínio Estudo de Casos Estudo de Caso nº 1 Baratas as últimas sobreviventes da natureza As baratas insetos que muitas pessoas amam odiar têm existido por cerca de 350 milhões anos sobrevivendo ate mesmo aos dinossauros Uma das mais bemsucedidas histórias da evolução elas prosperaram porque são generalistas As 3500 especies de baratas da Terra podem comer quase tudo incluindo algas insetos mortos restos de unha sais depositados pelo suor no tênis cabos eletricos papel cola e sabão Tambem podem viver e se reproduzir em quase todos os lugares exceto nas regiões polares Algumas especies podem passar um mês sem comer sobreviver por semanas com apenas uma gota de água e resistir a doses maciças de radiação Uma especie pode sobreviver congelada por 48 horas As baratas geralmente conseguem escapar de seus predadores e de um pe humano em sua perseguição porque a maioria das especies tem antenas que podem detectar pequenos movimentos de ar Tambem têm sensores de vibração em suas articulações no joelho e podem responder mais rápido do que você consegue piscar o olho Algumas têm ate asas Elas têm olhos compostos que lhes permitem ver em quase todas as direções ao mesmo tempo Cada olho tem cerca de 2 mil lentes contra apenas uma em cada um dos seus olhos E talvez o mais significativo elas têm altas taxas de reprodução Em apenas 19 UNIDADE Biodiversidade um ano uma única barata asiática e seus descendentes podem adicionar cerca de 10 milhões de novas baratas no mundo Sua alta taxa reprodutiva tambem ajuda a desenvolver rapidamente a resistência genetica a quase qualquer tipo de veneno que jogamos contra elas A maioria das baratas experimenta os alimentos antes que entrem em suas bocas e aprendem a evitar os venenos de gosto ruim Limpamse comendo seus próprios mortos e se o alimento for escasso o suficiente comem tambem os vivos Cerca de 25 especies de baratas vivem em casas e podem conter vírus e bacterias que causam doenças Por outro lado elas desempenham um papel importante nas teias alimentares da natureza porque são uma saborosa refeição para aves e lagartos MILLER Jr 2012 O que você achou desse estudo de caso Não dá para negar que as baratas estão entre as espécies mais adaptáveis e prolíficas do planeta certo Explor Estudo de Caso nº 2 Por que os anfíbios estão desaparecendo Anfíbios sapos rãs e salamandras vivem parte de sua vida na água e parte em terra As populações de alguns anfíbios tambem consideradas especies indicadoras estão em declínio em todo o mundo Eles foram os primeiros vertebrados a pôr os pes na terra Historicamente têm sido melhores na adaptação as mudanças ambientais por meio da evolução do que muitas outras especies Algumas especies de anfíbios não estão em peri go mas muitas outras enfrentam dificuldades para se adaptar a algumas das rápidas mudanças ambientais que ocorreram no ar na água e na terra durante as últimas decadas mudanças estas resultantes na maior parte das vezes de atividades humanas Desde 1980 as populações de centenas das quase 6 mil especies de anfíbios do mundo foram desaparecendo ou diminuindo em quase todo o planeta mesmo em reservas naturais protegidas e parques De acordo com uma avaliação de 2008 conduzida pela União Internacional para Conservação da Natureza e dos Recursos Naturais International Union for Conservation of Nature IUCN cerca de 32 das especies conhecidas de anfíbios e mais de 80 daquelas no Caribe estão ameaçadas de extinção e as populações de outras 43 das especies em declínio As rãs são especialmente sensíveis e vulneráveis a perturbações ambientais em vários pontos do seu ciclo de vida Enquanto girinos vivem na água e comem plantas já adultas vivem principalmente na terra e se alimentam de insetos que podem expôlas a pesticidas Os ovos das rãs não têm carapaças proteto ras para bloquear a radiação UV ou a poluição Como adultas elas absorvem água e ar por meio de suas finas e permeáveis peles podendo facilmente absorver poluentes da água do ar ou do solo E não têm pelos penas ou es camas para protegêlas 20 UNIDADE Biodiversidade Segundo anfíbios adultos desempenham papeis ecológicos importantes nas comunidades biologicas Por exemplo eles comem mais insetos incluindo mosquitos do que os pássaros Em alguns habitats a extinção de determinadas especies de anfíbios pode levar a extinção de outras especies como repteis aves insetos aquáticos peixes mamíferos anfíbios e outros que se alimentam deles ou de suas larvas Terceiro os anfíbios são um armazem genetico de produtos farmacêuticos esperando ser descobertos Por exemplo compostos de secreções da pele de anfíbios têm sido isolados e utilizados como analgesicos e antibióticos e em tratamentos para queimaduras e doenças cardíacas Muitos cientistas acreditam que as chances cada vez maiores da extinção global de uma variedade de especies de anfíbios são um alerta sobre os efeitos nocivos de uma serie de ameaças ambientais para a biodiversidade principalmente resultantes da atividade humana MILLER Jr 2012 Você poderia imaginar que um sapinho como os dendrobatídeos encontrados nas florestas tropicais do Brasil fossem tão impor tantes Veja ao lado um espécime Dendrobates azureus Explor Manutenção da Biodiversidade O gerenciamento da biodiversidade pode sustentar a riqueza biológica e ao mesmo tempo fornecer oportunidades econômicas Cada Nação tem três formas de riqueza material cultural e biológica Sua riqueza biológica a biodiversidade pode ser uma fonte de alimentos remedios e outros produtos Entretanto a proteção da riqueza biológica frequentemente e uma proposta arriscada Ate mesmo em países desenvolvidos as pessoas frequentemente se opõem a proteções ambientais porque temem que tais medidas tenham consequências econômicas adversas no entanto cuidar do meio ambiente pode fazer muito sentido economicamente as pessoas podem preservar e lucrar com sua riqueza biológica Algumas Histórias de Sucesso da Utilização Sustentável da Riqueza Biológica Uso da diversidade genética um universitário mexicano especialmente ob servador descobriu o Zea diploperennis um milho selvagem que se acreditava estar extinto há muito tempo Ele havia desaparecido da maior parte de sua distribuição original mas uma população restante se agarrou a vida em uma re gião de 364 hectares de terreno montanhoso perto de Jalisco Diferentemente Fonte iStockGetty Images 22 23 do milho domesticado o Z diploperennis e perene e resistente a maioria dos vírus As transferências de genes dessa especie selvagem para plantas cultiva das podem aumentar a produção de milho no Mexico e em outros lugares Em reconhecimento ao potencial valor da especie Z diploperennis o governo me xicano isolou seu habitat montanhoso como uma reserva biológica a primeira já criada para proteger um parente selvagem de uma lavoura importante Descoberta de substâncias químicas úteis muitas especies fazem compos tos químicos que podem servir de remedios ou outros produtos comerciais A maioria dos países em desenvolvimento não tem laboratórios para testar especies quanto a possíveis produtos mas grandes indústrias farmacêuticas em outros países sim O Instituto Nacional de Biodiversidade da Costa Rica coleta e identifica especies que parecem promissoras e envia extratos delas para análi ses químicas Se um produto de uma dessas especies e comercializado a Costa Rica recebe parte dos lucros que são destinados a programas de conservação Ecoturismo o estabelecimento de reservas ricas em especies e o estímulo a turistas a visitá las podem ter benefí cios biológicos e econômicos Por exemplo nos anos 1970 George Powell estudava aves na floresta nublada de Monteverde na Costa Rica Essa floresta estava sendo desmatada rapidamente e Powell teve a ideia de comprar parte dela como um santuário natural Seus esforços inspiraram pessoas e grupos de conservação a doar fundos e uma boa parte da floresta está protegida agora como uma reserva natural particular As plantas e os animais da reserva incluem mais de 100 especies de mamíferos 400 de aves e 120 de anfíbios e repteis A reserva e um dos poucos habitats restantes para jaguar onçapintada puma e seus parentes Mais de 50 mil turistas agora visitam a reserva florestal Monteverde todos os anos O ecoturismo centrado nessa reserva fornece emprego aos habitantes locais e tem outros efeitos beneficos por exemplo uma escola sem fins lucrativos montada dentro da reserva ajuda a educar as crianças da área Tais exemplos mostram como podemos colocar nossos conhecimentos sobre princípios biológicos em uso A saúde de nosso planeta depende de nossa capacidade de reconhecer que os princípios de fluxo de energia e de limitação de recursos que regem a sobrevivência de todos os sistemas vivos não mudam E nosso imperativo biológico e cultural aceitar esses princípios e nos fazer a seguinte pergunta qual será nosso efeito em longo prazo sobre o mundo da vida Importante Como atendemos às necessidades humanas e sustentamos a biodiversidade Como vimos Qualquer nação tem riqueza biológica que as pessoas tenderão a proteger se recon hecerem seu valor Práticas sustentáveis permitem que pessoas se benefi ciem economicamente de recursos biológicos sem destruílos Importante 23 UNIDADE Biodiversidade Síntese da Unidade O que e Biodiversidade e por que e Importante A biodiversidade encontrada em genes especies ecossistemas e seus processos e vital para a manutenção da vida na terra Biodiversidade e a variedade de especies da Terra ou as variações de formas de vida os genes que elas contêm os ecossistemas em que vivem e os processos ecossistêmicos de fluxo de energia e ciclagem de nutrientes que sustentam toda a vida Como a Vida na Terra muda ao Longo do Tempo A teoria científica da evolução explica como a vida na terra muda ao longo do tempo por meio de alterações nos genes das populações As populações evoluem quando seus genes sofrem mutações conferindo a alguns indivíduos características geneticas que aumentam suas habilidades de sobreviver e produzir descendentes com essas mesmas características seleção natural Como Processos Geológicos e Mudanças Climáticas Afetam a Evolução Movimentos de placas tectônicas erupções vulcânicas terremotos e mudanças climáticas alteraram os habitats da vida silvestre eliminaram um grande número de animais e criaram oportunidades para a evolução de novas especies Como as Atividades Humanas Afetam a Biodiversidade Atividades humanas estão diminuindo a biodiversidade causando a extinção de muitas especies e destruindo ou degradando habitats necessários para o desenvol vimento de novas especies O que e a Diversidade de Especies e por que e Importante A diversidade de especies e um componente importante da biodiversidade que tende a aumentar a sustentabilidade de alguns ecossistemas Cada especie desempenha um papel ecológico especifico chamado nicho Qualquer especie pode desempenhar um ou mais entre cinco papeis importantes nativa introduzida indicadora chave ou engenheira em um ecossistema especifico Como Atendemos às Necessidades Humanas e Sustentamos a Biodiversidade As pessoas tendem a preservar a riqueza biológica quando reconhecem e se beneficiam economicamente de sua existência 24 25 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade Livros Recursos Naturais e Biodiversidade Preservação e Conservação dos Ecossistemas BARBOSA Rildo Pereira VIANA Viviane Japiassú Recursos naturais e biodiversi dade preservação e conservação dos ecossistemas São Paulo Erica 2014 Ecologia CAIN Michael L BOWMAN William D HACKER Sally D Ecologia Porto Alegre Artmed 2011 Vídeos ICMBio Biodiversidade Brasileira httpsyoutubeSEFwGcJYbbg Leitura O que e Biodiversidade httpsgooglXmMwQY 25 UNIDADE Biodiversidade Referências MILLER G T Jr Ecologia e sustentabilidade São Paulo Cengage Learning Editores 2012 SPOOLMAN G Tyler Miller Ciência Ambiental São Paulo Cengage Learning Editores 2016 STARR Cecie Starr et al Biologia Unidade e diversidade da vida São Paulo Cengage Learning Editores 2012 TOWNSEND Colin R BEGON Michael HARPER L Fundamentos em ecologia 3 ed Porto Alegre Artmed 2011 26