Conteúdo principal
Curso: Biologia AP > Unidade 6
Lição 2: Fluxo de energia através dos ecossistemas- Taxa metabólica
- Endotérmicos e ectotérmicos
- Estratégias de controle de temperatura
- Estratégias de história de vida e fecundidade
- Estratégias de história de vida
- Fluxo de energia e matéria através dos ecossistemas
- Cadeias alimentares e teias alimentares
- O impacto de mudanças nas pirâmides tróficas
- Fluxo de energia através dos ecossistemas
© 2024 Khan AcademyTermos de usoPolítica de privacidadeAviso de cookies
Cadeias alimentares e teias alimentares
Google Sala de AulaComo cadeias alimentares e teias alimentares representam o fluxo de energia e matéria. Níveis trófico e eficiência de transferência de energia.
Pontos Principais:
- Produtores, ou autótrofos, produzem suas próprias moléculas orgânicas. Consumidores, ou heterótrofos, obtêm moléculas orgânicas pela ingestão de outros organismos.
- A cadeia alimentar é uma sequência linear de organismos através da qual nutrientes e energia passam conforme um organismo come o outro.
- Em uma cadeia alimentar, cada organismo ocupa um nível trófico diferente, definido pela quantidade de energia que transfere e o separa da entrada básica da cadeia.
- Teias alimentares consistem em muitas cadeias alimentares interligadas e são uma representação mais realista das relações de consumo nos ecossistemas.
- A transferência de energia entre os níveis tróficos é ineficiente—com uma eficiência típica de aproximadamente 10%. Essa ineficiência limita a extensão das cadeias alimentares.
Introdução
Organismos de diferentes espécies podem interagir de muitas maneiras. Ele podem competir, ou podem ser simbiontes—parceiros de longo prazo com uma estreita associação. Ou, com certeza, eles podem fazer o que vemos muitas vezes em programas de natureza: um deles pode comer o outro—nhac! Ou seja, eles podem formar um dos elos em uma cadeia alimentar.
Em ecologia, uma cadeia alimentar é uma série de organismos que comem um ao outro para que aquela energia e nutrientes fluam de um para o outro. Por exemplo, se você comeu um hambúrguer no almoço, você talvez seja parte de uma cadeia alimentar que se parece com isso: capim
Como este exemplo ilustra, nós não podemos sempre descrever completamente o que um organismo—como um humano—se alimenta com uma via linear. Para situações como a acima, nós talvez queiramos usar uma teia alimentar que consiste em muitas intersecções entre cadeias alimentares e representa as coisas diferentes das quais um organismo pode se alimentar e servir de alimento.
Neste artigo, daremos uma boa olhada nas cadeias e teias alimentares para ver como elas representam o fluxo de energia e nutrientes nos ecossistemas.
Autótrofos vs. heterótrofos
Quais estratégias básicas os organismos usam para conseguir comida?
Alguns organismos, chamados autótrofos, também conhecidos como produtores, podem fazer seu próprio alimento—isto é, seus próprios compostos orgânicos—a partir de simples moléculas como o dióxido de carbono. Existem dois tipos básicos de autótrofos:
- Fotoautótrofos, como as plantas, usam energia da luz solar para produzir compostos orgânicos—açúcares—a partir de dióxido de carbono na fotossíntese. Outros exemplos de fotoautótrofos incluem algas e cianobactérias.
- Quimioautótrofos usam energia de químicos para construir compostos orgânicos do dióxido de carbono ou moléculas similares. Isso é chamado quimiossíntese. Por exemplo, existem comunidades de bactérias quimioautótrofas de sulfureto de hidrogênio-oxidantes encontradas em ventilação submarina onde nenhuma luz consegue alcançar.
Autótrofos são a base de todo ecossistema no planeta. Isso talvez soe dramático, mas não é exagero! Autótrofos formam a base de cadeias alimentares e teias alimentares, e a energia que eles capturam da luz ou de químicos sustenta todos os outros organismos na comunidade. Quando estivermos falando sobre seu papel nas cadeias alimentares, podemos chamar autótrofos de produtores.
Heterótrofos, também conhecidos como consumidores, não conseguem utilizar a energia da luz ou de químicos para produzir o seu próprio alimento a partir do dióxido de carbono. Os seres humanos são heterótrofos. Em vez disso, os heterótrofos obtêm moléculas orgânicas comendo outros organismos ou os subprodutos deles. Animais, fungos e muitas bactérias são heterótrofos. Quando falamos sobre o papel dos heterótrofos nas cadeias alimentares, podemos chamá-los de consumidores. Como veremos em breve, há muitos tipos diferentes de consumidores com papéis ecológicos diferentes, desde insetos comedores de plantas a animais comedores de carne, até fungos que se alimentam de detritos e resíduos.
Cadeias alimentares
Agora podemos dar uma olhada em como a energia e os nutrientes se movem por meio de uma comunidade ecológica. Vamos começar considerando apenas algumas relações quem-come-quem ao olharmos para uma cadeia alimentar.
Uma cadeia alimentar é uma sequência linear de organismos por meio da qual os nutrientes e a energia passam à medida que um organismo come o outro. Vamos olhar as partes de uma cadeia alimentar típica, começando pela base—os produtores—e avançando para cima.
- Na base da cadeia alimentar ficam os produtores primários. Os produtores primários são autótrofos e são, na maioria das vezes, organismos fotossintéticos, tais como plantas, algas ou cianobactérias.
- Os organismos que comem os produtores primários são chamados consumidores primários. Consumidores primários são geralmente herbívoros, comedores de plantas, embora possam ser comedores de algas ou bactérias.
- Os organismos que comem os consumidores primários são chamados consumidores secundários. Consumidores secundários são geralmente comedores de carne—carnívoros
- Os organismos que comem os consumidores secundários são chamados consumidores terciários. Esses são carnívoros que comem carnívoros, como águias ou peixes grandes.
- Algumas cadeias alimentares têm níveis adicionais, como os consumidores quaternários—carnívoros que comem consumidores terciários. Organismos que se encontram bem no topo da cadeia alimentar são chamados consumidores ápice.
Podemos ver exemplos desses níveis no diagrama abaixo. As algas verdes são produtores primários que são comidos por moluscos—os consumidores primários. Os moluscos então se tornam almoço para o peixe Cottus Cognatus, um consumidor secundário, que é então comido por um peixe maior, o salmão Chinook (Salmão-Rei)—um consumidor terciário.
Cada uma das categorias acima é chamada de nível trófico e reflete quantas transferências de energia e nutrientes—quantas etapas de consumo—separam um organismo da fonte de energia original da cadeia alimentar, como a luz. Como exploraremos abaixo, atribuir organismos a determinados níveis tróficos nem sempre é fácil. Por exemplo, os seres humanos são onívoros que podem comer tanto plantas como animais.
Decompositores
Um outro grupo de consumidores merece menção, embora nem sempre apareça nos desenhos de cadeias alimentares. Esse grupo é formado pelos decompositores, organismos que quebram a matéria orgânica morta e resíduos.
Decompositores por vezes são considerados seu próprio nível trófico. Como um grupo, eles comem matéria morta e resíduos de produtos provenientes de organismos de vários outros níveis tróficos; por exemplo, eles podem consumir alegremente matéria vegetal em decomposição, o corpo de um esquilo comido pela metade ou os restos de uma águia falecida. Em um certo sentido, o nível decompositor segue paralelo à hierarquia padrão dos consumidores primários, secundários e terciários.
Fungos e bactérias são os principais decompositores em muitos ecossistemas; eles usam a energia química na matéria morta e nos resíduos para abastecerem seus processos metabólicos.
Outros decompositores são detritívoros—comedores de detritos ou restos orgânicos. Esses são geralmente animais multicelulares como minhocas, caranguejos, lesmas ou abutres. Eles não apenas se alimentam de matéria orgânica morta como a fragmentam também, deixando-a mais disponível para bactérias ou fungos decompositores.
Como um grupo, os decompositores desempenham um papel fundamental na manutenção de ecossistemas saudáveis. Quando eles quebram material morto e resíduos, eles liberam nutrientes que podem ser reciclados e usados como blocos de construção por produtores primários.
Teias alimentares
Cadeias alimentares nos dão uma imagem clara de quem come quem. Entretanto, alguns problemas aparecem quando tentamos e usamos as cadeias alimentares para descrever comunidades ecológicas inteiras.
Por exemplo, um organismo às vezes pode comer vários tipo de presas ou pode ser comido por vários predadores, incluindo alguns em níveis tróficos diferentes. Isso é o que acontece quando você come um hambúrguer! A vaca é um consumidor primário e a folha de alface no lanche é um produtor primário.
Para representar essas relações com mais precisão, podemos usar a teia alimentar, um gráfico que mostra todas as interações tróficas—relações alimentares—entre diversas espécies em um ecossistema.
O diagrama abaixo mostra um exemplo de uma teia alimentar do Lago Ontário. Os produtores primários estão marcados em verde, os consumidores primários em laranja, os consumidores secundários em azul e os consumidores terciários em roxo.
Em teias alimentares, as setas apontam de um organismo que é comido para o organismo que o come. Como apresentado na teia alimentar acima, algumas espécies podem comer organismos de mais de um nível trófico. Por exemplo, o camarão come tanto os produtores primários quanto os consumidores primários.
Pergunta bônus: Essa teia alimentar contém a cadeia alimentar que vimos anteriormente neste artigo— algas verdes
Teias alimentares de pastejo vs. teias alimentares de detritos
Teias alimentares normalmente não mostram os decompositores—você deve ter percebido que a teia alimentar do Lago Ontário representada acima não o faz. No entanto, todos os ecossistemas precisam de maneiras para reciclar os resíduos e materiais mortos. Isso significa que os decompositores estão de fato presentes, mesmo que não fiquem muito tempo em exibição.
Por exemplo, no ecossistema campestre mostrado abaixo, há uma teia alimentar de pastejo de plantas e animais que fornece insumos para a teia alimentar de detritos de bactérias, fungos e detritívoros. A teia de detritos é mostrada de forma simplificada na faixa marrom na parte abaixo do diagrama. Na realidade, ela consistiria de várias espécies interligadas por interações alimentares específicas—isto é, conectadas por flechas, como na teia alimentar de pastejo acima do solo. As teias alimentares de detritos podem fornecer energia para as teias alimentares de pastejo, como quando um pisco-de-peito-ruivo come uma minhoca.
A eficiência da transferência de energia limita o tamanho da cadeia alimentar
A energia é transferida entre níveis tróficos quando um organismo come outro e obtém moléculas ricas em energia do corpo de sua presa. Contudo, essas transferências são ineficientes, e esta ineficiência limita o comprimento das cadeias alimentares.
Quando a energia entra em um nível trófico, parte é armazenada como biomassa, como parte do corpo dos organismos. Essa é a energia que está disponível para o próximo nível trófico uma vez que somente a energia armazenada como biomassa pode ser comida. Como um princípio básico, somente cerca de 10% da energia que é armazenada como biomassa em um nível trófico—por unidade de tempo—termina armazenada como biomassa no nível trófico seguinte—pela mesma unidade de tempo. Esta regra dos 10% de transferência de energia é uma boa coisa para se guardar na memória.
Como um exemplo, vamos supor que os produtores primários de um ecossistema armazenam 20.000 kcal/m
Esse padrão de transferência fracionária limita o comprimento das cadeias alimentares; após um certo número de níveis tróficos—geralmente de três a seis, há muito pouco fluxo energético para suportar uma população em um nível mais alto.
Por que tanta energia sai da teia alimentar entre um nível trófico e o seguinte? Aqui estão algumas das principais razões para a transferência de energia ineficiente
- Em cada nível trófico, uma quantidade significativa da energia é dissipada como calor conforme os organismos realizam respiração celular e cuidam de seu dia-a-dia.
- Parte das moléculas orgânicas que um organismo come não pode ser digerida e deixa o corpo na forma de fezes, cocô, ao invés de ser utilizada.
- Nem todos os organismos individuais em um nível trófico serão comidos por organismos do nível superior. Alguns, ao contrário, morrem sem terem sido comidos.
As fezes e os organismos mortos, não comidos, tornam-se alimento para os decompositores que os metabolizam e convertem sua energia em calor através da respiração celular. Assim, nada da energia realmente desaparece—toda ela termina como calor ao final.
Quer participar da conversa?
Mas essa energia em forma de calor pode virar energia normal de alguma maneira?(5 votos)
A representação da cadeia alimentar, desde o produtor até ao consumidor final, deve ser na forma horizontal ou vertical?(5 votos)- horizontal de frente(1 voto)