ecologia.dinâmica populações, Notas de estudo de Ecologia

Baixe ecologia.dinâmica populações e outras Notas de estudo em PDF para Ecologia, somente na Docsity! III.b. REGULAÇÃO NATURAL DAS POPULAÇÕES Conforme foi estudado anteriormente, as populações podem sofrer flutuações irregulares no seu tamanho em resposta a diversos fatores ambientais. Essas oscilações, quando extremas, podem levar a população a ser extinta ou - por outro lado - crescer tanto ao ponto de devastar o seu ambiente. O conhecimento deste fato e dos vários exemplos apontados, poderia induzir o pensamento de que esta seja uma situação corriqueira no mundo natural. A realidade, no entanto, observada pelos ecólogos, não é bem assim. Ainda que as populações, no seu ambiente natural, variem em número de geração a geração, elas tendem a manter - ao longo do tempo - um nível de abundância característico, de forma que pode-se dizer que uma espécie é "comum", "rara" ou "muito abundante" em determinado habitat, enquanto este mantiver suas características essenciais. A constatação de que as populações tem o seu tamanho naturalmente regulado levanta algumas questões. Que fatores regulam as populações? Como eles atuam?. Na busca de respostas, os pesquisadores tem chegado a conclusões diferentes, que refletem pontos de vista divergentes a respeito do que consiste a resistência ambiental, que limita o crescimento exponencial das populações e as mantêm em equilíbrio. De acordo com o fator ou mecanismo responsável por tal regulação, as posições desses pesquisadores podem ser - a grosso modo - reunida em quatro tipo de teorias ou "escolas"; apresentadas - a seguir - em ordem aproximadamente cronológica. Escola biótica Ela propõem que para haver o equilíbrio no tamanho da população é necessária a intervenção de fatores bióticos como predação, parasitismo e - principalmente - a competição. Estas idéias foram inicialmente formuladas, em 1911, pelos entomólogos (estudiosos de insetos) norte-americanos L. O. Howards e W. F. Fisk, do Departamento de Agricultura, preocupados com o controle de insetos-praga. Eles observaram que eram os parasitas os principais responsáveis pela regulação da população de insetos, não descartando uma menor importância para fatores catastróficos, como tempestades e altas temperaturas. Posteriormente, em 1933, o entomólogo australiano A. J. Nicholson e o matemático V. Balley aprimoraram essa teoria dando- lhe uma fundamentação matemática e ressaltando a importância da ação da competição intraespecífica. H. F. Smith enfatizou as idéias de Nicholson e classificou os fatores de mortalidade em dependentes e independentes da densidade da população; classificação esta analisada no capítulo anterior. Além disso, ele afirmou que os fatores independentes de densidade não permitem que a população tenha um equilíbrio. Escola climática Segundo este ponto de vista, os fatores abióticos, principalmente os climáticos (classificados como independentes de densidade) tem um forte efeito sobre as populações de insetos e estão diretamente correlacionadas com a explosão populacional. Parte-se, além disso, do pressuposto de que as populações naturais dificilmente são estáveis. O primeiro a propor estas idéias foi o entomólogo alemão F. S. Bodenheimer, em 1928, impressionado com o efeito da temperatura sobre o número de ovos produzidos pelos insetos e a velocidade do seu desenvolvimento; bem como com a alta taxa de mortalidade (85 a 90%) devida a fatores climáticos. No atol das Rocas, conjunto de pequenas ilhotas no meio do Atlântico, não existem predadores para as aves marinhas que ali fazem seus ninhos, como atobás e andorinhas do mar. Suas populações são controladas pelas marés que, em alguns anos é mais rigorosa, inundando as partes baixas das ilhotas, afogando centenas de filhotes. Escola compreensiva A escola compreensiva, também chamada de empirismo ecológico, recebeu esse nome porque reconhece que as idéias das duas outras escolas são válidas, mas para diferentes tipos de ambiente e situações. É empírica por salientar a importância da comprovação experimental das teorias usando populações naturais de outras espécies além de insetos, como vinha sendo feito anteriormente por interesse econômico de aplicação na agricultura. A insistência na necessidade da realização de experiências foi uma das grandes contribuições dessa escola à Ecologia; já que, as escolas anteriores, formulavam suas idéias com base apenas em fatos já ocorridos ou em estudos de laboratório. Foi fundada pelos zoólogos australianos Andrewartha e Birch (1954) que rejeitaram a distinção entre fatores abióticos e bióticos; bem como a classificação do ambiente baseada nos fatores dependentes e independentes da densidade. Sugeriram, então, que o ambiente seria dividido em quatro componentes: clima, alimento, outros animais e patógenos (causadores de doenças) e local onde viver. Ressaltaram que, na natureza, os animais vivem em agregados (ou bandos) e que este deve ser o componente básico com o qual pesquisar, e não a população como um todo. Segundo eles, as chances de uma população sobreviver ou multiplicar depende não de um só fator, mas da ação combinada dos quatro componentes, sendo que - conforme a situação - um deles pode ter um efeito mais preponderante. No caso de insetos, cuja tempo de existência é menor que o de uma estação do ano, a mudança climática torna-o instável e, portanto, desfavorável. Para as populações de pássaros - extensamente estudadas pelo ornitólogo (estudiosos de aves) inglês David Lack - o fator regulador é a carência de alimentos (competição) que é classificado por Smith como dependente de densidade. A simples mudança de condições climáticas durante o ano não representa para os pássaros uma instabilidade ambiental, pois - por terem tempo de vida mais longos - estão adaptados a isso. A escola compreensiva representa, em síntese, a combinação e a conciliação das idéias das escolas biótica e climática. Escola auto-reguladora As três escolas anteriormente estudadas tem, em comum, a visão de que o controle das populações é realizado por fatores extrínsecos (alimento, clima, inimigos naturais) e que os indivíduos (componentes da população) são idênticos entre si. Contrapondo a este ponto de vista surgiu a escola auto-reguladora, afirmando que a população regula-a si mesmo, independente da ação de fatores externos. Ela enfatiza a importância de fatores intrínsecos da população, isto é, a qualidade (comportamental, fisiológica e genética) dos indivíduos. Segundo a escola auto-reguladora, é a qualidade que regula o tamanho populacional; sendo que, quando a população aumenta, há uma deterioração na qualidade, que, por sua vez, faz a população diminuir. A posição defendida por esta escola está fundamentada nos estudos do geneticista inglês E. B. Ford realizados em 1931. Ele sugeriu que mecanismos genéticos, combinados com a seleção natural regulariam as populações. Assim, quando a seleção natural é relaxada (as condições ambientais tornam-se muito favoráveis), a população cresce e a variabilidade genética aumenta, produzindo indivíduos de baixa qualidade que conseguem sobreviver. Quando a situação retorna ao normal, esses indivíduos inferiores são eliminados pela seleção natural mais rigorosa. Deste modo, a população e a variabilidade genética diminuem. Sob este ponto de vista, a auto-regulação seria uma conseqüência do processo evolutivo, atuando sobre a população; tornando- a mais adaptada para explorar o habitat onde vive. Um exemplo deste fenômeno ocorreu na Austrália onde, na década de 1940, a superpopulação de coelhos (que ameaçava as pastagens por competir com o gado) foi contida com a introdução do vírus da mixomatose no inicio dos anos 1950. Atualmente, o vírus possui uma linhagem não tão virulenta e mortal como a original, ao passo que os coelhos são mais resistentes à doença. A população atual de coelhos na Austrália é entretanto, bem menor do que quando a doença foi introduzida. Neste caso concreto observou-se uma co-evolução de parasita e hospedeiro resultando numa adaptação e regulação de ambas populações. O ecologista inglês V. C. Wynne-Edwards apresentou, em 1962, uma abordagem nova para a auto-regulação das populações naturais. Baseando-se em estudos de comportamento de pássaros, ele postulou que é a organização social - principalmente através da territorialidade - que regula a densidade das populações. Assim, as populações estariam programadas (através de comportamento herdados geneticamente) a terem mecanismos sociais que controlariam o tamanho da população. A agressividade e a competição intraespecífica seriam uma conseqüência desse fato. Como foi visto, várias teorias procuram explicar a regulação natural das populações - que é uma das áreas críticas da teoria ecológica -, atribuindo maior importância a um ou outro aspecto. Não são mutuamente exclusivas e, inclusive, a síntese das várias abordagens pode ser muito útil para se ter uma visão mais realista da complexidade da natureza e para oferecer resposta a uma série de problemas práticos; tais como o controle de pragas. Controle biológico e integrado Desde que o ser humano começou a praticar a agricultura, um dos seus maiores inimigos tem sido as pragas. São animais (principalmente insetos) e fungos que causam danos as plantas, diminuição da produção agrícola e muitas vezes - quando ocorre uma explosão populacional da praga - a perda total das plantações. Na tentativa de contornar estas dificuldades e aumentar a produção, desenvolveu-se - a partir dos anos 1940 - uma série de substâncias químicas tóxicas que eliminavam as pragas. Eram os chamados "defensivos agrícolas, pesticidas ou agrotóxicos"; sendo o DDT o mais conhecido e usado deles. De início, o efeito fulminante dessas substâncias sobre as pragas e o seu baixo custo, pareciam indicar que seriam a solução definitiva para o problema e o seu uso espalhou-se por todo o mundo. Mas a ilusão durou pouco tempo. Depois de 20 anos de uso, os efeitos negativos dos agrotóxicos fizeram-se notar. Eles, por serem substâncias venenosas, mataram outras espécies de animais além da praga, causando desequilíbrio ecológico, intoxicaram o próprio homem e o pior, atuavam como agente seletivo, produzindo linhagens da praga cada vez mais resistentes a eles. Em algumas circunstâncias, o uso do DDT provocava o surgimento de explosões populacionais de pragas pois seus predadores e parasitas naturais eram eliminados pelo agrotóxico. Era o feitiço voltando contra o feiticeiro... Como solução alternativa começou-se a pesquisar e empregar o "controle biológico". Consiste na introdução de parasitas, predadores ou patógenos (agente causador de doenças) que controlem a população da praga para que os danos causados à agricultura permaneçam em níveis aceitáveis (abaixo de 5% de perda da produção). O controle biológico é um meio natural de controlar as pragas, usando os seus inimigos naturais, sem os inconvenientes causados pelos agrotóxicos. Ele não elimina totalmente a população da praga, como faziam os pesticidas no início de seu emprego, e exige profundos estudos antes de ser empregado; para que a sua introdução na plantação não cause um desequilíbrio ecológico. Para que um agente (parasita, por exemplo) de controle biológico obtenha sucesso, é importante que ele se adapte ao ambiente, tenha grande capacidade de busca da praga e maior taxa de crescimento; capacidade de dispersar-se pela plantação e reaja rapidamente a mudanças no tamanho da população de praga. Há muitos exemplos de sucesso no emprego do controle biológico. O primeiro conta quase com dois séculos. No dia 30 de novembro de 1888, 129 joaninhas australianas foram soltas na Califórnia para combater o pulgão branco, cuja excreção fecal produziu mofo nas árvores cítricas da região. Era o primeiro tiro na "guerra biológica" contra as pragas. Em menos de um ano as joaninhas predadoras acabaram com o problema. No Brasil, muitas pesquisas sobre controle biológico têm-se desenvolvido e chegado a resultados positivos. O Centro Nacional de Pesquisa do Milho e Soja, por exemplo, criou o primeiro inseticida biológico (bioinseticida) contra a lagarta-do-cartucho, a praga mais nociva para o milho, capaz de provocar a queda de 34% numa colheita. O bioinseticida é feito com o vírus da poliedrose nuclear, do gênero baculovirus, que elimina a lagarta - sem afetar nenhum outro animal - em uma semana pela metade do preço do agrotóxico. A malária, doença transmitida na região Norte pelo mosquito Anopheles, poderá ser erradicado do Brasil com o uso da bactéria Baccilus sphaericus, inimigo natural do agente transmissor. No Rio Grande do Sul, o Centro Nacional de Pesquisas do Trigo O caso citado de enchova não é o único. Muitas espécies, não são só marinhas, de notável importância econômica já desapareceram ou estão em vias de extinguirem-se em conseqüência do afã desmedido de lucros imediatos. Para evitar isso, organizações internacionais tem firmado acordos estabelecendo cotas de produção, para limitar a exploração irracional. Isso foi feito principalmente para o caso das baleias e das focas, espécies que por produzirem pequenas proles são mais sujeitas à extinção. No âmbito nacional, órgãos governamentais (IBAMA no Brasil) estabelecem leis que limitam a caça e a pesca. Como exemplo, a captura do pirarucu (um dos maiores peixes de água doce do mundo) é proibida entre outubro e março, pois trata-se do período da desova. A aplicação dos conceitos teóricos de ecologia e dinâmica populacional não se restringe apenas à exploração econômica de animais e plantas. Extende-se, também, à proteção de espécies em risco de extinção - cuja lista cada ano é maior -, bem como a determinação de critérios a serem adotados em programas de repovoamento de áreas por espécies nativas que haviam sido eliminadas e restritas a zoológicos. Para isso é importante saber-se o tamanho mínimo que a população pode ter para manter-se estavelmente, no ambiente onde será reintroduzida. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx V.b. FLUXO DE ENERGIA: A ENERGIA EM MOVIMENTO 1. Características gerais Todo fluxo de energia obedece as duas primeiras leis da Termodinâmica (parte da Física que estuda os fenômenos de transferência de energia). A partir delas podem-se deduzir algumas características do fluxo energético que ocorre no ecossistema. A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece que "num sistema fechado a energia não se perde, mas transforma-se de uma forma para outra". Conseqüentemente, a energia que entra num ecossistema é a mesma que dele sai. Para a maior parte dos ecossistemas, a principal fonte de energia é o Sol; sem o qual não poderia haver vida neste planeta. Não se deve esquecer que outra fonte de energia são as reações de oxidação, realizadas pelas bactérias quimiossintetizantes. Entretanto, a quantidade de energia obtida por este processo não é suficiente para sustentar grandes ecossistemas. Estima-se que da energia solar que incide sobre as camadas superiores da atmosfera, 47% chegue sobre a superfície terrestre e apenas de 1 a 2% é utilizada na fotossíntese e passa a entrar nos ecossistemas. A energia solar refletida é responsável pela luminosidade da Terra, para quem a vê do espaço. A energia absorvida, principalmente sob a forma de calor, promove o aquecimento e a circulação da atmosfera, gerando os ventos, frente frias e outros fenômenos atmosféricos e climáticos. A Segunda Lei da Termodinâmica afirma que "em todas transformações de energia, sempre há uma perda sob a forma de calor". No ecossistema, a energia entra em cada nível trófico na forma de alimento e é utilizada - em sua grande parte - pelos organismos para se manterem vivos. Isso supõe várias atividades (divisão celular, movimento, reações químicas, reprodução) que exigem a transformação de energias química do alimento em outras formas (por exemplo mecânica, no movimento) que é realizada através da respiração. Com isso, uma parcela significativa de energia é "perdida" para o ambiente na forma de calor, que nas aves e mamíferos é usado também para manter a temperatura corporal. Diz-se que essa energia é "perdida", porque os seres vivos não tem capacidade de aproveitar o calor ambiental como fonte de energia. E como o alimento nunca retorna ao nível trófico anterior, fica claro que a energia, já utilizada, não pode ser reaproveitada. E por isso, o fluxo de energia só pode ser unidirecional, isto é, com uma única direção, indo do produtor ao decompositor. Conseqüentemente, o montante de energia disponível (armazenado no corpo dos organismos na forma de alimento) é cada vez menor nos níveis tróficos sucessivos de uma cadeia alimentar. Os ecólogos perceberam que, de modo geral, cada nível trófico, de uma cadeia alimentar, recebe apenas 10% da energia que o nível trófico anterior recebeu. Uma decorrência imediata desse fato é a de que o nível trófico que acumula mais energia é, sempre, o produtor. Isso justifica a prática, comum nos países pobres, de se priorizar a produção e consumo de alimentos vegetais (arroz e trigo), em vez de alimentos de origem animal. A título de exemplo, é interessante notar que uma área de 40.000 m2 pode produzir uma quantidade de arroz (produtor) suficiente para alimentar 24 pessoas (consumidor primário) durante um ano. Se nessa mesma área fosse colocado pasto e criado gado (consumidor primário), a quantidade de carne produzida poderia alimentar, durante um ano, apenas uma pessoa (consumidor secundário). A diferença de energia, correspondente à alimentação dos outros vinte e três indivíduos, foi perdida na passagem por um nível trófico a mais (o gado). Por esta razão, existe na natureza uma regra básica de que uma cadeia alimentar não pode ter mais do que cinco níveis tróficos. 1.1. Características principais do fluxo de energia no ecossistema Sol é a principal fonte de energia. Em cada passagem de nível trófico há uma perda de energia, sob a forma de calor. Produtores acumulam mais energia. Nos níveis tróficos superiores a quantidade de energia disponível é sempre menor. A energia nunca é reaproveitada. O fluxo de energia é unidirecional. 2. Biomassa Para o ecólogo é importante quantificar o fluxo de energia num ecossistema, para conhecer os seus processos internos de funcionamento (sua dinâmica) e para obter informações que orientem importantes decisões de ordem econômica sobre qual ecossistema, época do ano ou nível trófico pode fornecer mais alimentos (energia); que tipo de cultivo deve ser privilegiado de modo a se obter mais lucro energético. A quantidade de energia existente num ecossistema, ou num nível trófico, pode ser medida diretamente ou indiretamente. A combustão da matéria orgânica presente produz uma determinada quantidade de calor, que corresponde à energia acumulada nela. Nesse procedimento usam-se aparelhos chamados de calorímetros e que fornecem uma medida direta da energia acumulada. A Física utiliza, como unidade de energia, a Kcal (lê-se quilocaloria) que corresponde à quantidade de energia necessária para aumentar a temperatura de 1,0 Kg de água, em 1oC. A medida indireta da energia acumulada pode ser feita através da biomassa. Biomassa é a quantidade total da matéria orgânica, incluindo todas as partes do corpo do organismo, bem como os seus restos (folhas secas, excrementos) e a matéria de decomposição (cadáveres, frutos podres). Ela pode ser expressa em termos de peso seco, gramas ou Kg - ao que alguns ecólogos chamam de "produto em pé" (standing crop, no inglês) - ou em termos de peso/área (gramas/m2 ou Kg/m2), o que facilita as comparações. Avaliações da biomassa dos vários níveis tróficos, permitem ter uma visão da quantidade de energia que está armazenada (na forma de alimentos, matéria orgânica que pode produzir energia) no ecossistema, num determinado instante. 3. Produtividade do ecossistema Quando o ecólogo pretende referir-se à velocidade do processo de produção ou transferência de energia entre níveis tróficos usa, então, o conceito de produtividade. Consiste na quantidade de energia (ou biomassa) que flui (produzida ou transferida) em função do tempo. Pode ser expressa de várias maneiras: Kcal/m2/ano (referindo-se a energia); gramas/m2/ano, Kg/m2/ano ou gC/m2/ano (referindo-se a biomassa). A unidade gC/m2/ano indica a quantidade do elemento químico carbono (em gramas) que foi incorporado à moléculas orgânicas por m2 a cada ano. A produtividade pode ser classificada em primária ou secundária; e em bruta ou líquida. Produtividade primária é a realizada pelos produtores. A secundária é a realizada nos outros níveis tróficos. Produtividade bruta refere-se ao ganho total de energia ou biomassa. A liquida é o "lucro" energético do serviço; isto é, a energia ou biomassa que sobra da produtividade bruta, depois de descontados os gastos com a respiração (que inclui todas as atividades voltadas à manutenção da vida e reprodução). Corresponde, portanto, ao total de energia ou biomassa disponível para o nível trófico seguinte. Assim, combinando os dois tipos de classificações para a produtividade tem-se: Produtividade Primária Bruta (PPB): energia ou biomassa fixada pelos produtores, com a fotossíntese. Produtividade Primária Líquida (PPL): energia ou biomassa dos produtores, disponível para os consumidores primários (herbívoros). Produtividade Secundária Bruta (PSB): energia ou biomassa que o consumidor assimila do nível trófico anterior. Produtividade Secundária Líquida (PSL): energia ou biomassa do consumidor, disponível para o nível trófico seguinte. Expressando, matematicamente, as relações entre essas produtividades e tomando-se R como respiração, tem-se: PPL = PPB - R e se o consumidor primário digere totalmente o produtor, então: PSB = PPL e PSL = PSB - R Pode-se notar que - para cada nível trófico - a PL é igual à PB menos a respiração (R) e que a biomassa disponível (PL) diminui a cada nível trófico que se avança. Outra observação interessante é a de que o total de biomassa anual perdida para o ambiente, se somada à produtividade líquida do último nível trófico é igual à biomassa que entrou no ecossistema ao longo de um ano, o que confirma a Primeira Lei da Termodinâmica. Além disso, a produtividade líquida de um nível trófico é igual à produtividade bruta do nível trófico seguinte. 4. Produtividade primária no mundo Tendo em vista a exploração econômica de ecossistemas naturais, era importante o conhecimento de suas produtividade primária líquida e biomassa. Com essa motivação, vários pesquisadores fizeram o levantamento desses dados para vários tipos de ecossistemas existentes no mundo, o que redundou numa visão global de razoável precisão. A análise dessas informações revela fatos interessantes. A produtividade primária líquida é maior nas regiões tropicais - onde estão as florestas, pântanos e recifes de coral - e decresce progressivamente em direção aos pólos; sua média é baixa no mar aberto mas, como ocupa 71% da superfície terrestre, a produtividade em termos mundiais é significativa. No ambiente marinho, os ecossistemas altamente produtores estão em pontos restritos: recifes de coral e estuários, que exigem maiores cuidados na sua preservação. Prioridade para o cultivo de soja (rica em proteínas) e de outras culturas mais produtivas e eficientes na conversão da energia solar. Plantar árvores de rápido crescimento (pinheiros, eucaliptos), aproveitados num esquema de curta rotação (cortadas rentes e replantadas em dez anos ou menos) - as chamadas "florestas combustíveis". Aproveitar - como combustível - galhos e outras partes das árvores, inadequadas para construção ou papel, que, hoje, são deixados nas florestas para se decomporem. Reduzir a necessidade de papel novo, reciclando-o e utilizando a madeira, que teria esse fim, para aquecimento doméstico e geração de eletricidade. Aumentar o aproveitamento dos recursos hídricos na geração de energia, substituindo, na medida do possível, a madeira. Usar dejetos vegetais e animais (esterco), provenientes da agropecuária, para produzir gás metano ou álcool. Pesquisar e desenvolver fontes alternativas de energia "limpa": solar, eólica (ventos) ou fusão nuclear. Plantar culturas como cana-de-açúcar e milho especificamente para a produção de álcool para uso em motores a combustão. Outra forma de contribuição da Ecologia Energética está na cálculo do balanço energético de diversas culturas. Envolve a contabilização dos gastos energéticos (input) e dos respectivos ganhos (output) para cada tipo de produto agrícola, numa mesma região. Deste modo, pode-se determinar qual cultura fornece melhor eficiência energética (relação Kcal output/Kcal input). No caso do Rio Grande do Sul, a cultura mais eficiente é a mandioca; mas a que produz mais proteína é a cana-de-açúcar, seguida pela soja, ao contrário do observado em outras partes do mundo. Este tipo de abordagem possui, no entanto, uma séria limitação. Geralmente, ela não considera os ganhos sociais ou políticos, pois uma cultura mais eficiente pode empregar menos mão-de-obra ou favorecer o estabelecimento de uma forte concentração de renda ou de uma prática política coronelista. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx V.d. OS GRANDES ECOSSISTEMAS DO MUNDO 1. Biosfera A camada da terra ocupada por seres vivos é chamada biosfera, abrangendo desde as fossas submarinas (11 mil metros de profundidade) até o topo das montanhas mais altas (8 mil metros de altitude). Inclui, logicamente, o conjunto de todos os ecossistemas naturais do nosso planeta. Comparada com o diâmetro da Terra (14.000 km), a biosfera é uma simples e delgada casquinha, mas com excepcional propriedade de reunir as condições necessárias para o surgimento e manutenção da vida. Essas condições são determinadas por três componentes básicos: o calor, que promove as reações químicas das células, características do metabolismo dos seres vivos; a água, principal constituinte das células; a luz, fonte de energia para os produtores e para o movimento dos ciclos biogeoquímicos. 2. Hipótese Gaia Alguns cientistas encaram a biosfera como um único e enorme ecossistema onde não só o biótopo (fatores abióticos) influencia e atua sobre a biocenose (comunidade dos seres vivos), como também, a biocenose exerce uma manipulação biológica, em escala planetária e global, sobre o biótopo. Isto é, a biosfera é vista como uma rede complexa de interações onde os materiais inertes da biosfera estão sempre sendo mudados pelos organismos; para melhorarem as suas condições de existência. Esta visão sobre a biosfera forma o eixo da chamada Hipótese Gaia (nome grego da deusa da Terra) formulada na década de 1960 pelo físico, engenheiro e inventor James Lovelock. Segundo ele, os organismos, principalmente os unicelulares, evoluíram junto com o ambiente físico, alterando-o numa sucessão ecológica em grande escala - de modo a permitir o surgimento, na Terra, de formas mais complexas de vida. Assim, as primeiras cianofíceas, surgidas a mais de um bilhão de anos, modificaram a atmosfera, fabricando oxigênio e, deste modo puderam surgir os animais. Um exemplo da ação dos seres vivos, moldando o ambiente, é encontrado nos recifes de coral onde, a partir de sais dissolvidos na água do mar, os corais e algas constroem ilhas inteiras. Outro exemplo, mais gritante e trágico, que reforça a hipótese é fornecida pelo próprio homem, cuja a ação chega a colocar em risco a existência da vida na Terra. Numa abordagem mais radical desta hipótese, alguns postulam que Gaia (a Terra) atua com um super-organismo que reage às agressões ao meio ambiente, por meio de vários mecanismos, procurando manter as condições de existência da vida, mesmo que seja em prejuízo de uma espécie mais incomoda, como a humana. Deste modo, animais e plantas agiriam em uníssono sobre o clima terrestre, tornando-a mais confortável para si próprios. Assim, por exemplo, a um calor excessivo no planeta - produzido pelo efeito estufa -, Gaia reagiria aumentando a quantidade de algas que produzem sulfídio dimetil (SDM). Este, ao difundir-se na atmosfera, agiria como um núcleo de condensação das nuvens, iniciando o resfriamento da atmosfera e da Terra, graças às chuvas. 3. Poluição Espacial A poluição não é um fenômeno restrito à biosfera. O poder degenerador da atuação humana já consegue extrapolar os estreitos limites da superfície terrestre. Agora já alcança a órbita planetária que começa a tornar-se um depósito de lixo, fruto da desenfreada corrida espacial. Esse "lixão" espacial contém satélites desativados, pedaços de instalações e mecanismos, restos de foguetes, lascas de tinta, totalizando 8.000 objetos (com mais de 10 cm de tamanho) já mapeados que circulam na órbita terrestre. A inexistência de decompositores no espaço torna esse lixo eterno, a não ser que, atraído pela gravidade terrestre, caiam na superfície do planeta significando um grande risco - quando o objeto tem uma razoável massa - para quem está em baixo; como ocorreu na queda da estação espacial Skylab, em 1979, que se atingisse uma cidade provocaria uma tragédia. Por sorte atingiu uma área deserta na Austrália. Mas o perigo desse lixo espacial não ameaça apenas a população terrestre. As primeiras vítimas são os próprios responsáveis pela "sujeira". Circulando no espaço com alta velocidade (10 km/seg.) adquirem uma energia cinética muito elevada, de modo a criar um impacto de alta potência destrutiva, proporcional a massa do fragmento do lixo. Por exemplo, o impacto de um fragmento de 80 gramas é equivalente ao poder explosivo de um quilo de TNT. Assim, o lixo espacial pode causar danos graves e até irreparáveis a pessoas e equipamentos. O maior perigo que os astronautas correm quando saem das naves para rápidas atividades externas no espaço é o de sofrer um impacto violento que fure o macacão e os deixe sem ar. Uma lasquinha da pintura do foguete Delta - de apenas 0,2 mm de diâmetro -, furou uma janela do ônibus espacial Challenger, em 1983. Estima-se que existam em órbita de 30.000 a 70.000 objetos tão pequenos como essa lasquinha. O problema não dá mostras de solucionar-se rapidamente, pois a cada dia aumenta o volume de lixo espacial, pois a cada ano 240 novos satélites são lançados e - desde 1975 - cinco satélites se perdem ou despedaçam por ano. Os EUA, principal responsável pelo lixo espacial, recusa-se a adotar qualquer medida preventiva. Limita-se a recomendar o aperfeiçoamento de técnicas do monitoramento, para acompanhar melhor a situação do entulho espacial. Uma proposta de solução, apresentada pelo engenheiro aeroespacial indiano Kumar Ramohalli, sugere a criação e o lançamento de um "satélite lixeiro" capaz de "varrer" os fragmentos maiores que 10 cm com a ajuda de um braço mecânico e câmeras de TV computadorizadas. O preço de sua construção seria de US$ 10 milhões, uma soma modesta se comparada ao preço dos satélites modernos (centenas de milhões de dólares). 4. Biociclos A distribuição e o efeito dos fatores abióticos é diferentes em distintas partes da biosfera, configurando-lhes aspectos biológicos e ecológicos diversos. Isso condiciona, a grosso modo, três modos de vida na Terra, cada um relacionado a um diferente ambiente da biosfera, denominada biociclo. São três os biociclos: Epinociclo: que envolve o ambiente terrestre. Limnociclo: que envolve o ambiente de água doce. Talassociclo: que envolve o ambiente marinho. Cada biociclo, por sua vez, pode ser subdividido em parcelas menores com características nitidamente particulares e distintas, principalmente - para o epinociclo - o tipo de vegetação dominante. Essas subdivisões são chamadas biócoros. Assim, no biociclo terrestre, podem ser distinguidos três biócoros: floresta (com árvores, como cobertura vegetal), campos (com predominância de arbustos e gramíneas) e deserto (sem cobertura vegetal contínua). Dentro da biócoro é possível, ainda, descriminar-se parcelas menores, chamadas biomas. São definidos pela combinação de um determinado clima com uma certa vegetação. Correspondem a grandes ecossistemas com aspecto homogêneo, principalmente no ambiente terrestre. Para o biociclo floresta tem-se os biomas: floresta tropical, floresta temperada e floresta de coníferas (taiga). 5. Epinociclo No ambiente terrestre, o tipo de cobertura vegetal - que determina a fauna existente - sofre forte influencia do clima, manifestado em dois aspectos principais: temperatura e precipitação. Uma maneira de representar graficamente esses dois fatores limitantes, que regulam o desenvolvimento da vegetação, é através de climatograma, muito empregado pelos meteorologistas. Nele, as barras verticais indicam o índice pluviométrico médio mensal e a curva apresenta os valores médios mensais de temperatura. Deste modo, com um rápido bater de olhos, pode-se ter uma clara idéia de como se distribuem as chuvas durante o ano e se a temperatura sofre grandes variações ou se são altas. Podem-se distinguir seis biomas naturais bem diferenciados e dois artificiais: Tundra Encontrado apenas na região do Círculo Polar Ártico e ausente no Hemisfério Sul. Seu clima polar caracteriza-se por possuir apenas duas estações. Um inverno muito longo e frio, com noites contínuas e um verão curto e pouco quente. Por estar situado em grandes latitudes (entre 60 e 80o), recebe pouca energia solar, o que representa uma séria limitação à vegetação. Por estar situado em regiões muito frias, o subsolo permanece congelado permanentemente - ao que se denomina permafrost -, de modo a impossibilitar o crescimento de raízes profundas. As chuvas são poucas (precipitação inferior a 10 cm por ano) e concentradas no curto verão (três meses), quando a camada superficial do solo descongela-se, ficando encharcada e permitindo o crescimento da vegetação. A vegetação é de pequeno porte - gramíneas, poucos arbustos, grandes camadas de líquenes e musgos - que conseguem crescer rapidamente nos poucos meses de verão. Uma exceção são os salgueiros e bétulas, que não ultrapassam um metro de altura. Na fauna há uma clara predominância de aves e mamíferos que conseguem manter elevada a temperatura corporal. É comum a mudança na coloração da pelagem e penugem, tornando-se branca no inverno, como uma forma de mimetismo. Poucos animais permanecem o ano inteiro - como a rena, o caribu, os lemingues. A maioria é migrante, chegando aí durante o verão. Entre estes contam os ursos, esquilos, martas, arminhos e marmotas. A tundra é um ecossistema particularmente frágil, por ter uma fina camada de solo fértil, facilmente destruída e que demora a se recuperar. Por se encontrar numa região inóspita ao ser humano, esteve até recentemente imune aos impactos humanos. Mas a crescente exploração mineral - principalmente petróleo - supõe uma grande ameaça. A construção de um oleoduto no Alasca demonstrou a fragilidade desse ecossistema. Taiga Recebe também, os nomes de: floresta de coníferas, floresta aciculifoliada, floresta boreal. É encontrada abaixo do Círculo Polar Ártico, entre os paralelos 60 e 45o Norte; não existindo correspondente no Hemisfério Sul, ainda que alguns considerem a Mata de Araucária como sendo um exemplo similar. Também apresenta duas estações bem distintas, sendo que o inverno predomina sobre o verão. Estando em alta latitude recebe pouca energia radiante, porém um pouco mais do que a tundra. As chuvas são escassas (menos de 30 cm/ano), mas bem distribuídas ao longo do ano, permitindo a permanência de lagos e lagoas que alimentam as aves aquáticas. O solo descongela-se totalmente no verão e não possui permafrost, o que permite o crescimento de raízes profundas. A vegetação dominante é formada por coníferas (plantas gimnospermas, sem frutos) como os abetos, pinheiros e cedros. Está sujeita à falta de água (seca fisiológica) - por falta de chuvas e por se congelar no inverno - e isto determina algumas adaptações como folhas com forma de agulha e pequena área (para diminuir as perdas com a transpiração) e cortiça espessa (que também atua como isolante térmico no inverno). Existe pouca vegetação rasteira pois a camada da copa das coníferas impede a chegada de luz suficiente ao solo. Além disso, é comum a ocorrência de alelopatia para eliminar a competição por água no solo. Na fauna há uma predominância de aves e mamíferos, ainda que sejam encontrados bastante insetos - muito mais do que na taiga. A periodicidade sazonal (das estações) é muito pronunciada, o que determina um comportamento cíclico dos animais - no inverno as aves migram; alguns mamíferos (ursos, esquilos) e insetos hibernam - e surgem oscilações nas populações, como acontece com a lebre e o seu predador, o lince. São animais típicos da taiga: o alce, o urso, a raposa, o lobo, o tentilhão. Como a produtividade primária é significativa e as coníferas apresentam rápido crescimento, sua madeira é muito explorada para a produção de celulose ou material de construção. Essa é a maior ameaça de devastação que pesa sobre esse ecossistema. Além disso, em alguns locais específicos, como na Suécia, a taiga tem sido destruída e descaracterizada pela grande incidência de chuva ácida. Floresta Temperada Recebe, também, as denominações de floresta decídua caducifólia; pois suas folhas caducam durante o outono. Espalham-se entre os paralelos 30 e 60o, principalmente no Hemisfério Norte, sendo pouco encontradas no Hemisfério Sul (apenas em áreas restritas da Austrália e do sul da América do Sul). O clima é temperado e caracteriza-se pela ocorrência de quatro estações bem definidas que regulam e sincronizam as atividades dos seres vivos. No inverno pode nevar muito, mas a neve derrete rapidamente e raramente cobre o solo durante toda a estação. Mas o frio cria condições de "seca fisiológica" que provoca a perda das folhas pelas árvores - comportamento típico da vegetação desse ecossistema. No verão o calor e a umidade são elevados. A energia radiante atinge níveis maiores que nos biomas vistos anteriormente, já permitindo uma apreciável produtividade primária. As chuvas são suficientes (atinge 100 cm/ano) e bem distribuídas durante o ano. A vegetação é densa, organizada em até 3 estratos (camadas de copas): dois arbóreos e um arbustivo. Predominam as dicotiledôneas como a faia, nogueira e carvalho. Lixo: A poluição nossa de cada dia Se há uma forma de poluição que esteja ao alcance de todos e, na qual cada um pode participar de forma efetiva em eliminá-la, essa é o lixo. O ser humano é, intrinsecamente, e assim até poderia ser classificado, um produtor de lixo. Não há na Terra animal que mais claramente tenha deixado sinais de sua passagem, na forma de acúmulo de lixo, do que o homem. Inclusive, muito do que conhecemos sobre o homem primitivo, seus hábitos alimentares, seus costumes sociais, o descobrimos através do lixo que deixou. Tal é o caso dos sambaquis, montes de restos de conchas e outros resíduos de povos que viveram a beira-mar há milhares de anos. Nos biomas naturais, o solo possui uma dinâmica pela qual os restos orgânicos dos seres vivos, o seu lixo, são reciclados e reaproveitados nos ciclos biogeoquímicos. Nas cidades, ao contrário, isso não acontece. A ausência de reciclagem produz o acúmulo do lixo criando graves problemas ecológicos e de saúde publica. Do ponto de vista ecológico, a não reciclagem dos resíduos leva ao empobrecimento do solo do meio rural que fornece à cidade água e nutrientes, na forma de alimentos e matéria prima para as indústrias. A água, por exemplo, que é retirada do solo (lençol freático), não retorna a ele, mas é lançada com o esgoto, nos oceanos. O acúmulo de lixo na forma inadequada (os conhecidos lixões) cria problemas de saúde pública pois favorece o surgimento e multiplicação de animais vetores de doenças, como os ratos (transmissores de leptospirose e peste bubônica) e moscas (que carregam em suas patas milhares de bactérias nocivas), e a proliferação de fungos e bactérias perigosas à saúde. Durante o verão, apenas 28 litros de lixo podem produzir 70 mil moscas. Além do mais, estando sobre o solo, restos do lixo dissolvidos na água, infiltram-se no subsolo e contaminam lençóis freáticos. Quando se trata de lixo tóxico, despejo sólido de indústrias químicas, a situação agrava-se ainda mais pelo seu potencial de envenenamento. Esse tipo de lixo industrial não deve ser misturado com o lixo de origem doméstica (rico em matéria orgânica) e necessita ter um tratamento especial (neutralização química ou incineração cuidadosa). Em alguns casos deve ser armazenado em locais seguros, do mesmo modo que o lixo atômico. Setores industriais que mais produzem lixo industrial na Grande São Paulo. São quase 500 indústrias produzindo cem toneladas/hora de lixo, equivalente a 2,5 milhões de toneladas anuais, dos quais 190 mil toneladas são potencialmente tóxicos. Nas cidades, grande parte do lixo - em São Paulo são 9600 das 12.000 toneladas produzidas a cada dia - provém dos domicílios, sendo ricos em matéria orgânica e produtos recicláveis. Esse lixo possui quatro alternativas de tratamento: disposição em aterro sanitário, incineração, compostagem e reciclagem. O aterro sanitário não é, realmente, um processo de tratamento, mas uma disposição do lixo no solo, em camadas sucessivas de espessura pré-determinada, depois coberta por uma camada de solo argiloso, para posterior compactação. Várias dessas camadas podem se sobrepor, formando um "sanduíche" de lixo enterrado, que será decomposto por processos naturais. A definição do local do aterro sanitário deve ser feita com muito critério para se evitar a contaminação da água subterrânea, que alimenta rios, lagos e poços artesianos. Depois de terminada a montagem do aterro, podem ser instalados sobre ele parques e jardins. Ecologicamente não é a melhor solução, por não realizar a desejada reciclagem de lixo. Mas tem a vantagem de ser uma alternativa econômica, em termos de custo de transporte e mecanização do processo. Com a incineração, o lixo é queimado em câmaras especiais, sofrendo uma redução de 85 a 95% do seu volume. Exige cuidados de pré-secagem do lixo (com alguns custos) e filtragem dos gases produzidos para evitar o poluição atmosférica. Seu custo é o dobro da compostagem e as cinzas, pelo seu conteúdo mineral, pode ser utilizada em indústrias de fertilizantes. E a energia gerada pela combustão pode ser utilizada para a produção de eletricidade. Na compostagem, a parte orgânica do lixo é submetida a um tratamento biológico do qual resulta o composto, material rico em nutrientes, de aspecto turfoso e escuro, semelhante à "terra vegetal"; muito útil para a fertilização do solo. A instalação de uma usina de compostagem envolve alto custo de investimento, dependendo do seu grau de mecanização, bem como pessoal treinado. Quando mal operada, produz mau cheiro e por isso não pode ser instalada em área residencial. Esse tratamento exige a separação prévia das partes não orgânicas (vidros, metais, plásticos) do lixo. A reciclagem é a melhor solução para o problema do lixo. Envolve uma etapa prévia de coleta seletiva do lixo. Seu custo é baixo, mas exige uma campanha educativa para orientar as pessoas a separarem as várias frações do lixo - usando sacos plásticos diferentes - que são: lixo orgânico (sobras de comida), papel, vidros, plásticos e metais (latas). A fração orgânica pode ser encaminhada para a compostagem. As demais são recicladas (reaproveitadas) em indústrias específicas. Com os papéis do lixo, por exemplo, pode-se fazer papelão, jornal e papel de embrulho. Cada tonelada de papel reciclado, substitui dezenove árvores que poderiam ser derrubadas para produzi-lo. Daí se entende a grande relevância ecológica e econômica deste processo. O Japão, extremamente dependente de matérias-primas importadas, já entendeu isso, a ponto de que 50% do papel, 55% das garrafas de vidro e 66% das latas de bebidas são recicladas. A polêmica do lixo é uma questão ecológica cuja solução está ao alcance de todos. Para isso, comece por procurar produzir menos lixo, aproveitando melhor as coisas e comidas. Pense, antes de amassar o papel e jogá-lo fora, se ele não pode ser aproveitado como rascunho. Para publicar as edições de domingo do O Estado de São Paulo - um dos jornais de maior tiragem do país - são necessárias 344 mil árvores. Por isso, não jogue no lixo o jornal velho, ele pode ser reciclado para fazer novos jornais. Basta vendê-lo aos compradores que passam pelas ruas com suas carrocinhas. Finalmente, não crie o seu próprio "lixão", jogando papéis nas ruas e lixo nos terrenos baldios. Repare que a praia fica muito mais bonita sem latinhas e restos de comida na areia. Fazendo isso você estará preservando o ambiente e defendendo sua saúde. Poluição sonora e saúde mental Onde aglomeram-se pessoas, inevitavelmente, o barulho aumenta, trazendo graves conseqüências: redução na capacidade auditiva e de aprendizado, distúrbios comportamentais, stress e insônia. Além de ser, por natureza, um produtor de lixo, o homem pode ser definido como um ser barulhento e amante do barulho. Uma das características que distinguem as cidades do meio rural e do ambiente natural é, justamente, o nível de ruído. Com o desenvolvimento tecnológico e industrial, a capacidade humana de produzir ruídos aumentou drasticamente, a ponto de poder-se falar hoje de poluição sonora. Este é um dos principais fatores responsáveis pela ocorrência do stress entre os moradores das grandes cidades. O stress é um desgaste físico, psicológico e emocional que afeta profundamente o comportamento humano, levando à deterioração da personalidade (o meio ambiente interior). É uma porta de entrada para os problemas mentais mais graves como a neurose, a esquizofrenia, a loucura. O uso abusivo de walk-man e o hábito de ouvir música um volume alto - talvez como uma forma de compensar algum vazio interior - estão criando uma geração com problemas auditivos e limitada capacidade intelectual e de memória. O índice de ruído é medido em decibéis (dB), cuja escala corresponde ao logaritmo da intensidade física (potência/área) do som. Sabe-se que a exposição prolongada a níveis de ruído superiores a 85 dB ocasiona dano permanente no ouvido. Existem tabelas com limites de ruídos permitido em cada tipo de ambiente fechado, variando de acordo com o tipo de atividade desenvolvida no local. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) estabeleceu, em 1986, os limites aceitáveis de ruídos para vários ambientes fechados. Local Nível máximo aceitável (decibéis) Diurno Noturno Escritórios 40 30 Hospitais e maternidades 55 35 Escolas e residências 45 35 Centros de computação 60 45 Restaurantes 60 50 Indústrias 85 85 Para controlar a poluição sonora, o IBAMA lançou em 1990 o "Programa Silêncio", que planeja implantar em cada eletrodoméstico um "selo de ruído", indicando ao consumidor o nível de ruído emitido pelo aparelho. Uma furadeira elétrica, por exemplo, só poderá ser vendida se não produzir mais que 81 decibéis e uma geladeira, 35. Esse programa pretende aplicar a Lei do Silêncio (de 1974), que proíbe os barulhos depois das 22 horas. A solução para o problema da poluição sonora é fundamentalmente educacional. As pessoas precisam aprender o valor da quietude e do silêncio, como condições para a reflexão e contemplação, enriquecedoras da interioridade e, a atuarem de modo menos barulhento. Isso significa equilibrar o volume em aparelhos de som e televisores, respeitando o direito ao descanso alheio, bem como regular os motores dos automóveis e consertar avarias do cano do escapamento e conter o impulso de usar a buzina de maneira desmedida; não permitir a instalação de pontos comerciais barulhentos (lojas de som, bares noturnos) em áreas residenciais. Certamente, se cada um procurar produzir menos ruído, a vida na cidade será mais agradável e saudável, podendo-se, inclusive, desenvolver a sensibilidade de perceber a poesia que há no murmúrio produzido pelo farfalhar do vento nas folhas das árvores. Meio rural Como o meio urbano, o rural (também chamado de agroecossistema) encontra-se espalhado por muitos pontos da Terra, ocupando quase um terço da superfície continental não recoberta por água ou gelo, submetido a climas muito variados, o que impede uma caracterização geral. Trata-se, também, de um ecossistema artificial, profundamente determinado e controlado pelo homem. Os agroecossistemas - que inclui campos agrícolas e pastagens - possuem três características em comum: a) O Sol não é a única fonte de energia, sendo que o homem lhe fornece uma carga suplementar de energia na forma de mão-de-obra, fertilizantes, maquinário agrícola, água de irrigação. b) A diversidade é muito reduzida para maximizar a produção de uma determinada espécie. O homem atua constantemente procurando suprimir as espécies consideradas "nocivas". c) As espécies dominantes sofrem seleção artificial - potencializadas, agora, com o emprego de técnicas de Engenharia Genética - e não a seleção natural. Enfim, esse bioma é projetado e gerenciado com a finalidade de obter-se a máxima conversão de energia solar em alimentos e matérias-primas para a indústria. A flora do meio rural é definida e implantada pelo homem em função de critérios econômicos (preço mínimo, por exemplo) e de adaptação ao clima reinante. Há ocorrência, esporádica e indesejável, de várias espécies de gramíneas e ervas-daninhas atuando como invasores e oportunistas. Sua grande capacidade de competição e crescimento supõem um sério obstáculo a uma maior produtividade da plantação, o que exige o emprego de herbicidas. O padrão de ciclagem de nutrientes no bioma anterior à implantação do meio rural, deve ser avaliado ao se estabelecer um plano de utilização agrícola do terreno. Nas florestas tropicais, uma grande parte da matéria orgânica e dos nutrientes permanece na biomassa, de modo que seu fluxo pelo solo é muito rápido e dependente da vegetação nativa. Se esta é retirada e substituída por reflorestamento em espécies estranhas ou por monoculturas de plantas anuais - estratégias adequadas para as regiões temperadas, onde o padrão de ciclagem de nutrientes é exatamente o oposto - o ciclo de nutrientes é rompido e a produtividade diminui rapidamente. A distribuição do nitrogênio (g/m2) nas diversas partes da planta do ecossistema é muito diferente entre biomas distintos. Esse fato influencia na produtividade do meio rural que substitui os biomas naturais. Floresta temperada Floresta tropical Folhas 12,4 52,6 Madeira acima do solo 18,5 41,2 Raízes 18,4 28,2 Serapilheiras 40,9 3,9 Solo 730,8 85,3 % de N na biomassa 6,0 57,8 Disso conclui-se que a tecnologia e modelos agrícolas desenvolvidos em climas temperados não podem ser transferidos para regiões tropicais, sem prévios estudos e adaptações. A fauna predominante nos agroecossistemas é pobre e formada por animais domésticos, muitos insetos herbívoros (severamente combatidos) e aves que vêm em busca de semente e frutos. Os principais problemas ambientais desse bioma são causados pelo seu gerenciamento irracional e inadequado. A aplicação abusiva de adubos sintéticos (superfosfatos) - possuidores de pequenas quantidades de metais tóxicos que acumulam-se no solo - podem esterilizar o solo e quando o nitrogênio e o fosfato são lixiviados e descarregados nos rios e lagos provocam a eutrofização, eliminando a fauna aquática. O descuido com a proteção e cobertura do solo favorece a erosão, seu empobrecimento e, finalmente, a desertificação. Mas o problema mais grave é representado pelo uso intensivo e descontrolado de agrotóxicos. Poluição por Agrotóxicos Por agrotóxicos entende-se aquelas substâncias químicas - a maioria sintetizada em laboratório - usadas na agricultura para o combate de insetos, ácaros, fungos e vermes nematóides (praguicidas) ou de ervas-daninhas (herbicidas). Os praguicidas podem ser inorgânicos ou orgânicos. Estes últimos podem ter origem biológica - quando retirados de plantas, como crisântemos (piretrina) - ou sintética, se criados laboratório. Entre os inseticidas (praguicidas para o combate a insetos) há dois grupos químicos sintéticos mais empregados: organoclorados e organofosforados. Os organoclorados são moléculas orgânicas cíclicas que possuem átomos de cloro. Mantêm o seu efeito por longo tempo depois de aplicados (alta persistência) e, em geral, são pouco tóxicos para os seres humanos, mas não são extremamente específicos para os insetos, matando muitos peixes, mesmo estando em pequenas concentrações. Os organofosforados são moléculas orgânicas cíclicas que possuem átomos de fósforo. Tem efeito de menor duração, são muito tóxicos se ingeridos diretamente pelas pessoas, exigindo cuidados na aplicação. Costumam ter ação sistêmica, isto é, são incorporados pelos vegetais e matam apenas os insetos que se alimentam de suas partes. Os herbicidas tem diversas formas de ação, pelas quais são classificados. Os desacopladores interrompem as reações químicas de respiração celular, isolando-as e impedindo a produção de ATP. Por isso, são perigosos para quaisquer formas de vida. Há outros agentes que bloqueiam a fotossíntese inibindo as enzimas responsáveis e, por isso, são absolutamente inofensivos para os animais. Os simuladores de auxinas são compostos que agem como o hormônio vegetal auxina, provocando crescimento exagerado e deformado, que acaba matando a planta. A criação e desenvolvimento dos agrotóxicos está intimamente associado com as pesquisas sobre armas químicas, que começaram a ser empregadas na Primeira Guerra Mundial. O gás de nervos (capaz de matar em pouco tempo) tem como princípio ativo o paration, largamente utilizado na agricultura para combater lagartas de besouros. É tudo, apenas, uma questão de dosagem, de concentração. Ainda hoje, os processos industriais de produção de armas químicas e agrotóxicos são praticamente os mesmos. A tecnologia desenvolvida para a fabricação de um deles pode ser facilmente aplicada no outro. O primeiro inseticida de grande sucesso comercial, o DDT, foi descoberto na Suíça em 1925 e logo aplicado - durante a Segunda Guerra Mundial - pelas tropas aliadas no combate aos piolhos transmissores do tifo exantemático, doença que causava muitas baixas. Seu uso logo se espalhou, depois de acabada a guerra, pelas plantações de todo o mundo, revelando-se extremamente eficaz no combate de várias espécies de insetos. Entretanto, a euforia durou pouco. Já na década de 1950, notou-se que o poder fulminante de DDT começara a decrescer, o que exigia doses cada vez maiores. Descobriu-se então, que este inseticida agia como um agente de seleção, produzindo linhagens de insetos cada vez mais resistentes. A solução imediatista foi desenvolver e aplicar agrotóxicos novos e mais venenosos, inclusive ao próprio homem (os organoclorados e os organofosforados). O uso intensivo de DDT e outros agrotóxicos levou a descoberta de outras propriedades indesejáveis, além de incremento da resistência nas pragas. Uma delas é a persistência (ou efeito residual) que consiste na capacidade de permanecer inalterado e ativo por muito tempo no solo, água ou nos alimentos. Essa propriedade decorre do fato de serem substâncias artificiais e não biodegradáveis, isto é, os decompositores não conseguem atuar sobre eles. Como as algas são ricas em proteínas, podem ser empregadas como alimento com a vantagem de que sua produtividade é muito maior do que as plantas cultivadas e contínua, enquanto as plantas estão restritas a uma ou duas safras anuais. Águas Lóticas São também chamadas águas correntes e compreende os rios, riachos e córregos. Esses ambientes, como tem correnteza, possuem uma água muito oxigenada e rica em nutrientes importados (pela lixiviação) de outros ecossistemas. Mas o fitoplâncton apenas se desenvolve no curso médio dos rios onde aparecem os remansos. Os consumidores primários são os peixes e as larvas de insetos. Mesmo rios pesadamente poluídos, como o Tietê, consegue manter um ecossistema muito pobre, com espécies muito bem adaptadas. Em termos de composição química da água - que atua sobre a fauna aquática - os rios do mundo podem ser classificados em três categorias: a) rios de águas alcalinas ou de carbonato, com mais de 100 ppm (partes por milhão) de sais minerais dissolvidos. Tal é o caso dos rios Amazonas e Tapajós. b) rios de águas ácidas ou de cloretos, com menos de 25 ppm de sais minerais dissolvidos. Poucos são, no Brasil, os rios naturalmente ácidos. Um deles é o rio Maió, na Amazônia. c) rios de águas negras ou húmicos, com altas concentrações de material orgânico dissolvido. Um exemplo clássico é dado pelo rio Negro (AM). Recuperação dos Rios Poluídos Além de algumas formas de poluição já consideradas, os rios podem sofrer ainda, outras espécies de agressões, como descarga de metais pesados, detergentes não biodegradáveis e de calor. São biodegradáveis aquelas substâncias - em geral moléculas orgânicas - suscetíveis de serem degradadas pela ação dos decompositores. Os primeiros detergentes de uso doméstico e industrial eram sintéticos e, portanto, não biodegradáveis. Uma vez lançados na água, ali permanecem por longo tempo formando uma película superficial que impede a oxigenação e leva os peixes à morte. Além disso, eles lavam as gorduras que impermeabilizam as penas das aves aquáticas. As penas, então, embebem-se de água e a ave morre afogada. Ao passar por corredeiras ou represas, o rio rico em detergentes fica coberto por "montanhas de espuma", como costuma acontecer no rio Tietê, na altura de Santana do Parnaíba, atraindo a atenção da imprensa para o fato. Já foi comentado que a solubilidade do oxigênio na água doce depende da temperatura. Quando a indústria - usinas termoelétricas, atômicas, destilarias - utiliza a água dos rios para resfriar suas caldeiras e reatores, devolvendo-a mais quente ao rio, fala-se em poluição térmica. A elevação da temperatura, mesmo que pequena, leva à perda de muito oxigênio e a morte de muitos peixes; a começar pelas trutas e salmões. Todas essas formas de degradação do ecossistema de águas lóticas leva, inevitavelmente - por possuir uma estrutura frágil -, à sua destruição e à perda dos organismos que o compõem. Quando o impacto poluidor não é muito profundo e irreversível, o rio consegue recuperar-se graças à sua capacidade de auto- depuração. Em outras situações é preciso que haja um esforço coletivo envolvendo a comunidade e órgãos públicos, para recuperação de um rio poluído. Um caso espetacularmente bem sucedido é a recuperação do rio Tamisa, que atravessa Londres. Desde a década de 30 até 1963, este rio estava morto, sem oxigênio nem peixes. Em 1964 ficou pronta a segunda estação de tratamento de esgotos e dez anos depois, muitas espécies de peixes voltaram a habitá-lo. Também o Tietê - como outros rios brasileiros muito poluídos - podem ser recuperados, desde que medidas adequadas sejam adotadas. A primeira medida é o tratamento do esgoto, responsável, no caso do Tietê, por quase 70% da poluição. Ele inicia-se com a decantação do esgoto em decantadores primários, tanques que produzem o lodo orgânico. Este é transferido para os digestores e decomposto formando o gás metano, utilizado - pelo seu alto poder calorífico - como combustível e adubo. O líquido resultante da decantação é oxigenado pelos sistemas de filtros biológicos (recipientes cheio de cascalhos) e lodos ativados (grandes tanques com escovas rotativas que agitam a água, para que o oxigênio penetre). Nestes dois sistemas promove-se a ação de decompositores que consomem a matéria orgânica existentes. Posteriormente, a água é passada para as lagoas de estabilização onde desenvolvem-se algas que oxigenam a água e acumulam muitas substâncias nutritivas. O líquido resultante desse processo pode ser usado para irrigação agrícola ou para produção de ração seca para galinhas. Outra medida importante foi a criação, ocorrida em 1982, e aplicação de leis que tornem obrigatória a substituição de detergentes não biodegradáveis por outros que sejam biodegradáveis. Finalmente, não pode ser esquecida uma atenta fiscalização sobre as plantações - para que não utilizem, desnecessariamente e em excesso, agrotóxicos e adubos sintéticos que terminam por ir aos rios -, indústrias - para que reduzam ou eliminem o lançamento de poluentes - e sobre o lançamento de esgotos clandestinos. A aplicação séria e coordenada dessas medidas, acompanhada por um trabalho de concretização de toda a população, pode garantir que a vida volte aos rios que a perderam. 7. Talassociclo É o maior dos três biociclos, ocupando 3/4 da biosfera e abrangendo os oceanos e mares. A profundidade média é de 3.800m, porém a vida concentra-se na superfície e nas bordas (litorais). Caracteriza-se por ser contínuo, ter água em constante movimento - causado pelos ventos e diferenças de densidade - e por apresentar uma grande estabilidade nos fatores abióticos, o que favoreceu o surgimento da vida. No biociclo marinho há representantes de quase todos os grandes grupos animais, exceção feita aos miriápodes (lacraias e centopéias) e anfíbios; sendo exclusivos apenas os foraminíferos, os equinodermos (estrelas, pepinos e ouriços-do-mar) e os protocordados (anfioxo e ascídias). A diversidade das formas e o tamanho das populações costumam ser grandes. Entretanto, o número de espécies de peixes é menor que no biociclo terrestre. Os fatores abióticos mais importantes na determinação da distribuição dos seres vivos no ambiente marinho são: pressão, luz, salinidade e temperatura. Estes já foram analisados no capítulo 3. Interessa agora, considerar alguns aspectos da temperatura e da luminosidade. A temperatura varia mais na superfície, sob influência das estações do ano, e diminui progressivamente com a profundidade; sendo este ritmo maior numa determinada faixa de profundidade (variável conforme a região do globo) denominada termoclina. A partir de 3.000 m, a temperatura torna-se uniforme (4oC). Entre 500 e 700 metros de profundidade encontra-se o termoclina que separa a massa d'água superior (mais quente e menos densa) da inferior (mais fria e densa), impedindo a circulação de nutrientes. A quantidade de luz presente permite distinguir no mar três regiões: Zona eufótica (até 100 m de profundidade), que recebe luz em maior intensidade. Zona disfótica (entre 100 e 300 m), com luz difusa e aproveitada por poucos produtores. Zona afótica (abaixo de 300 m), sem luz. A penetração da luz e a profundidade dessas zonas dependem do ângulo de incidência e, portanto, da latitude. Os comprimentos de onda correspondentes às cores azul e violeta, possuem maior capacidade de penetração e são aproveitadas pelas algas vermelhas, pardas e azuis que vivem nas maiores profundidades que as demais, escapando, assim, da competição. Biomas No talassociclo podem ser distinguidos quatro biomas, claramente diferenciados, cujos organismos possuem adaptações específicas. São os sistemas: litorâneo, nerítico, batial e abissal. Sistema Litorâneo: compreende a orla oceânica, na faixa entre as marés (também chamada região intertidal). Possui muita luz, oxigênio e nutrientes (trazidos pelos rios). É um bioma de difícil adaptação por sofrer, periodicamente, com as marés, mudanças muito bruscas, pois os organismos sésseis ora ficam expostos ao ar, ora cobertos pela água. Por isso, são poucas as espécies que ai vivem: algas pluricelulares (Ulva, Sargassum), crustáceos, moluscos, cracas. Sistema nerítico: compreende a faixa dos primeiros 200 m de profundidade formando, nas bordas dos continentes, as plataformas continentais. É o bioma marítimo mais rico em vida por ter abundância de luz, nutrientes e baixa pressão. Nele encontram-se - onde as águas são limpas e quentes (acima de 20 oC) - os recifes de coral, ecossistemas com grande produtividade primária e diversidade; sendo, por isso, considerados o equivalente ecológico das florestas tropicais. Os principais produtores são as algas pardas (pluricelulares) e os consumidores são muito variados, incluindo até as aves marinhas. Sistema batial: possui profundidades variando entre 200 e 2000m e encontra-se afastado dos continentes, em mar aberto. Suas águas são paradas (a maior parte das correntes são superficiais), frias e escuras. Os principais produtores são as diatomáceas e os dinoflagelados. Os consumidores são, basicamente, os peixes. É um bioma bastante pobre em animais, comparado com os sistemas litoral e nerítico. Sistema abissal: são as águas oceânicas profundas com até 11.000m. As condições extremas que apresenta, de grandes pressões hidrostáticas, ausência de luz, frio, escassez de alimentos, favoreceram a evolução de formas excêntricas de vida, de aparência monstruosa, capaz de excitar a imaginação popular e povoar muitos filmes de ficção científica. Na realidade, entretanto, costumam ser de pequeno tamanho, alguns centímetros. Nos ecossistemas abissais não existem produtores, de modo que estes dependem do fluxo de alimentos (matéria orgânica) vinda da superfície, principalmente cadáveres ou mesmo algas carregadas por correntes que afundam no Equador. O primeiro elo da cadeia alimentar, curta por ser pequena a energia disponível, é ocupado por animais detritívoros (caranguejos, camarões, alguns peixes). Os carnívoros são quase exclusivamente peixes. As adaptações mais notáveis que esses organismos possuem são a bioluminescência obtida pelo mutualismo com bactérias (a luz serve para atrair presas e parceiros sexuais, auxiliar nas fugas e na identificação); bocas, dentes e olhos grandes (para facilitar a localização e a captura de presas com pouca luz); cores escuras; corpo pequeno e com grande pressão interna, para contrabalançar a externa (mil vezes superior a atmosférica). Por este motivo não podem vir a superfície; se tal ocorresse, explodiriam. Em algumas áreas do assoalho abissal ocorrem fontes termais, de água quente, aquecida pela proximidade de lava no subsolo. São os chamados pontos quentes, sendo um verdadeiro oásis em relação ao resto desse bioma. No talassociclo existem três comunidades claramente distintas pelo seu modo de vida: plâncton, nécton e bentos. Plâncton É a comunidade formada pelos organismos que são carregados pelas correntes, já que não tem forças ou capacidade de natação para contrapor-lhes. A grande maioria possui proporções microscópicas. Pode ser subdividida em: Fitoplâncton: são os produtores, em sua maior parte algas diatomáceas e pirrófitas. Zooplâncton: são os consumidores, incluindo protozoários (radiolários), medusas, microcrustáceos (copépodes, cladóceros, "krill") e larvas de vários animais. Zonas de Ressurgência e Pesca Os oceanos são ricos em nutrientes minerais trazidos pelos rios. Mas com a morte dos organismos, grande parte dele afunda sendo, então, reciclados pelos decompositores. A maior parte dos minerais permaneceria no fundo oceânico, fora do alcance dos produtores (que os introduz na cadeia alimentar) se não fossem trazidos à superfície pelas correntes de ressurgência. Essas correntes ocorrem, com maior intensidade em alguns pontos restritos do mundo - as zonas de ressurgência -, junto ao continente onde sopram ventos provenientes de anti-ciclones, massas de ar com alta pressão. Esses ventos afastam fortemente as águas superficiais da plataforma continental (onde é fortemente escarpada), trazendo à superfície águas profundas frias, ricas em nutrientes, fenômeno conhecido como ressurgência. Graças a esse fenômeno, as zonas de ressurgência possuem alta produtividade primária com uma cadeia alimentar mais curta; pois muitos crustáceos e peixes que são carnívoros em outras áreas oceânicas, ai são herbívoros, pois a quantidade de produtores é elevada. Esse conjunto de circunstâncias favorece enormemente a pesca comercial. Por esta razão, muitas nações procuram defender a sua plataforma continental, quando é rica em produtos pesqueiros, definindo um limite de 200 milhas náuticas. Na costa brasileira há uma pequena zona de ressurgência, localizada em Cabo Frio (RJ) e que vem sendo explorada e pesquisada nos últimos anos. Nécton É a comunidade formada pelos organismos que conseguem nadar contra a corrente: mamíferos marinhos, tartarugas, peixes, alguns crustáceos e lulas. Não possui produtores, sendo que os herbívoros desta comunidade alimentam-se do fitoplâncton. Contaminação por Metais Pesados Metais pesados são elementos químicos que ocupam as colunas centrais da Tabela Periódica; como zinco, chumbo, mercúrio, cobre, arsênico. Todos são tóxicos, tanto isolados como combinados em moléculas, ainda que alguns (zinco) sejam necessários ao organismo em pequeníssimas concentrações. Uma das agressões ambientais aos oceanos mais grave é a por metais pesados. Eles atuam como os agrotóxicos, não sendo decompostos e acumulando-se progressivamente mais na cadeia alimentar. Chegam aos mares pela precipitação e - principalmente - pelas descargas dos rios contaminados. Nos continentes, as principais fontes são as indústrias (chumbo, mercúrio, cromo), garimpos (mercúrio) e as lavouras, que aplicam cobre e zinco no combate aos fungos. São extremamente tóxicos, causando morte de peixes mesmo em pequenas concentrações. Tal é o caso do cobre e do zinco, que com concentrações de 0,5 mg/l causam grande mortandade aquática. A imprensa denunciou, no início de 1990, que o Pólo Petroquímico de Camaçari (BA) estava poluindo o rio Jacuipe com cromo, zinco e cobre, que são absorvidas pelas ostras e lambretas (molusco). Esses animais, com concentrações desses metais pesados cem vezes superior ao permitido por lei estão ameaçando - por servirem de alimentos - os 5000 habitantes da Barra do Jacuipe, litoral norte da Bahia. Os efeitos dependem não só da dose, como do tipo de poluente. O chumbo por exemplo, altera a síntese de hemoglobina (proteína do sangue que transporta oxigênio), provocando anemia, insuficiência renal, problemas no sistema nervoso (perda da capacidade motora), cólica intestinal e convulsões. Compostos de níquel, cromo e arsênico, causam câncer pulmonar, quando inspirados. O cádmio provoca uma doença conhecida no Japão como "tai-tai". Manifesta-se pelo amolecimento dos ossos acompanhado por dores agudas e pressão alta. O mercúrio afeta severamente o cérebro provocando sintomas semelhantes à encefalite e à epilepsia. Pessoas que residem próximos a casas de comércio de ouro, que o queimam com o mercúrio para purificá-lo, depois de muito respirarem o ar contaminado por esse metal, sofriam de debilidade mental, tontura, enfraquecimento nas pernas e amolecimento dos dentes. Um exemplo clássico e dramático, das conseqüências da contaminação dos peixes marinhos por mercúrio ocorreu, na década de 50, na baia de Minamata, no Japão. O mercúrio liberado pela indústria Chisso Chemical Corporation foi concentrado pelos peixes que, por sua vez, serviam de alimentos aos pescadores. Houve 111 pessoas gravemente intoxicadas, numa verdadeira "epidemia". No Brasil, os problemas mais graves de poluição por mercúrio ocorrem nos rios amazônicos (notadamente o rio Tapajós, no oeste do Pará) que estão muito deteriorados e envenenados pela atuação descontrolada dos garimpeiros. Uma vez no ambiente, dificilmente os metais pesados podem ser retirados - a não ser que se renovem e destruam os animais que o concentram em seus corpos. Por isso, a única solução viável é a preventiva: fiscalização severa para que não sejam lançados no ar e nas águas. Bentos É a comunidade dos organismos que vivem no fundo do mar, desde as praias até as profundezas abissais. Suas vidas estão ligadas a algum substrato (rochas, areia, lodo), podendo ser sésseis - se estão fixos sobre o substrato - como as algas e as cracas, ou vágeis - caso movimentem-se junto ao substrato - como as estrelas-do-mar, siris, caranguejos e peixes rastejantes. Os produtores são constituídos por algas pluricelulares verdes (clorofíceas), pardas (feofíceas) e vermelhas (rodofíceas). Os principais consumidores são as esponjas, celenterados (corais e anêmonas), vermes poliquetas, crustáceos, moluscos (incluindo o polvo) equinodermos, alguns protocordados e peixes. Os substratos lodosos são muito mais ricos em espécies que os arenosos e rochosos. Cascos de navios, construções litorâneas (portos) e até mesmo a pele das baleias são substratos onde podem viver seres bentônicos (cracas). Derramamento de Petróleo: O Oceano em Agonia Não há coisa que os oceanos mais lamentem do que a descoberta de petróleo pelo ser humano, principalmente estando distante dos centro de consumo, e o seu transporte ocorrido por via marítima. Calcula-se que atualmente, transporta-se pelos mares cerca de um bilhão de toneladas de óleo bruto. Aproximadamente 1% dele é lançado no mar, seja deliberadamente (durante as lavagens dos tanques dos navios) ou acidentalmente (naufrágios, vazamentos em plataformas marinhas ou em tanques de