Aula de Biologia - Niveis de organização biológica

Níveis de organização biológica, do átomo à biosfera

Átomos e moléculas: os átomos formam toda a matéria que existe. Eles se unem por meio de ligações químicas para formar as moléculas – desde moléculas simples como a água (H2O), até moléculas complexas como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos.

Organelas e células: as organelas são estruturas presentes no interior das células, que desempenham funções específicas. São formadas a partir da união de várias moléculas. A célula é a unidade básica da vida, sendo imprescindível para a existência. Existem tipos diferentes de células, cada uma com sua especificidade.

Tecidos: os tecidos são formados pela união de células especializadas e semelhantes que desempenham a mesma função. Os tecidos estão presentes apenas em alguns organismos multicelulares, como as plantas e os animais.

Órgãos e sistemas: os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que trabalham em conjunto para exercer uma determinada função corporal, como, por exemplo, o sistema digestório, que é formado por diferentes órgãos (boca, esôfago, estômago, intestinos, dentre outros).

Organismo ( ou indivíduo): a união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser, por exemplo, uma pessoa, uma planta, um animal, etc. “Unidade” na organização dos seres vivo. Exemplificando:considerando um indivíduo da espécie cão; dois indivíduos da espécie gato; três indivíduos de uma espécie de borboletas; um indivíduo da espécie mamoeiro, temos: quatro espécies diferentes, mas sete indivíduos ou organismos.

Espécies: conjunto de indivíduos com características semelhantes, capazes de se reproduzirem e gerar descendentes férteis.

População: conjunto de indivíduos da mesma espécie vivendo numa mesma região / área e mantendo relações entre si. As populações não são isoladas, dependem umas das outras. Ex: Se um gato é um indivíduo, muitos gatos são uma população de gatos.

Comunidade: conjunto de populações coexistindo numa mesma região e mantendo entre si várias relações (interações). Há uma interdependência entre os seres vivos. Ex: cadeia alimentar.

Ecossistema (ou Sistema ecológico) = comunidade + meio ambiente. Os seres vivos de uma comunidade são os componentes bióticos de um ecossistema; fatores físico-químicos do ambiente (luz, água, temperatura, gás oxigênio, umidade, solo,etc.) são os componentes abióticos de um ecossistema. Assim, um lago, um rio, um campo ou uma floresta são exemplos de ecossistemas. Neles, encontramos seres vivos diversos (componentes bióticos) que se relacionam entre si e com os vários fatores ambientais, como a luz, a água, etc. (componentes abióticos).

Biosfera: formada pelos grandes ecossistemas (florestas, campos, desertos, etc); conjunto de regiões do planeta em condições de sustentar a vida de modo permanente. Estende-se cerca de 8 Km da superfície da Terra (topo de altas montanhas) até cerca de 11 Km abaixo da superfície dos oceanos.

Hábitat:  “endereço” de uma espécie em um ecossistema Na natureza, as espécies são encontradas em lugares determinados. É como se fosse um endereço. Por exemplo: a onça e o gambá vivem na floresta e não no deserto; o camelo e o rato-canguru vivem no deserto e não em uma floresta; o Curimatá vive no rio e não no mar; a sardinha vive no mar e não no rio. Esses exemplos mostram que cada espécie está adaptada para viver em um determinado ambiente: floresta, deserto, água doce, água salgada, etc. Esse lugar, onde a espécie vive, recebe o nome de hábitat.

 Nicho ecológico: modo de vida de uma espécie em um ecossistema O conjunto de atividades ecológicas desempenhadas por uma espécie no ecossistema recebe o nome de  nicho ecológico ou apenas nicho. Como se conhece o nicho ecológico de uma espécie?

Para conhecer o nicho ecológico de determinada espécie, precisamos saber do que ela se alimenta, onde se abriga, como se reproduz, quais os seus inimigos naturais, como a sua existência afeta outros  organismos que vivem no mesmo hábitat, etc. Vejamos alguns exemplos:

·        a cutia e a onça podem ser encontradas na mata Atlântica; possuem, então, o mesmo hábitat. No entanto, os nichos ecológicos desses animais são diferentes. A cutia é herbívora, alimentando-se de frutos, sementes e folhas; abriga-se em tocas ou em tocos de árvores e serve de alimento para animais diversos, como a própria onça. Já a onça é carnívora, alimenta-se de animais diversos, como cobras e macacos, e não vive em tocas. Como se vê, cutias e onças têm modos de vida diferentes, isto é, desempenham diferentes atividades dentro de um mesmo ecossistema. Logo, o nicho ecológico da cutia é diferente do nicho ecológico da onça. Logo, o nicho ecológico da cutia é diferente do nicho ecológico da onça.

·        O jacaré-do-pantanal e a capivara são encontrados no Pantanal Mato-Grossense (seu hábitat), mas o jacaréé carnívoro e a capivara herbívora. Portanto, essas duas espécies, embora vivam no mesmo hábitat, têm nichos diferentes.

Aula de Biologia para as turmas do 1º ano EM Relações ecológicas

Relações ecológicas entre os seres vivos.

Tipos de associação ente os seres vivos:

Relações em que não há prejuízo para nenhum participante	Intraespecíficas	Sociedade
		Colônia
	Interespecíficas	Mutualismo
		Protocooperação
		comensalismo
Relações em que há prejuízo para pelo menos um dos participantes	Intraespecíficas	Canibalismo
		Competição Intraespecíficas
	Interespecíficas	Competição Interespecíficas
		Amensalismo
		Predatismo
		parasitismo

1. Sociedade: união permanente entre indivíduos da mesma espécie que se caracteriza pela divisão de trabalho e pele cooperação. Ex: insetos sociais (abelhas, formigas e cupins), castores, gorilas e ser humano. Entre os insetos sociais a divisão do trabalho é tão grande que o corpo dos indivíduos está modificado e adaptado de acordo com as funções que realizam. O resultado dessa extrema especialização é a existência, na mesma espécie, de grupos de indivíduos com características diferentes (polimorfismo morfológico); cada grupo diferente forma uma casta.

Feromônios: substâncias químicas eliminadas por um organismo que produzem mudanças no comportamento em outros organismos da mesma espécie ( pherein = transferência; hormon = estimular), promovendo uma comunicação entre os indivíduos. Existem vários tipos de feromônios, que desempenham diferentes funções. Há os feromônios sexuais, que despertam a atração sexual entre macho e fêmea; os feromônios de alarme, que são secretados como forma de alerta quando num possível ataque de um predador; feromônios de trilha e ovoposição, que são utilizados para demarcar o caminho até uma fonte de néctar e o lugar onde foram depositados os ovos; feromônio de ataque, que é usado para mobilizar o grupo para um ataque a um organismo estranho; e os feromônios de agregação, que permitem que os insetos sejam atraídos pelos outros ao descobrir uma nova fonte de alimento. Na sociedade das abelhas, há feromônios que inibem as operárias a criar novas rainhas, se a rainha morre ou se a sociedade fica muito grande, a quantidade de feromônios diminui e as operárias começam a alimentar larvas com geléia real para que se tornem rainhas.

Os insetos são geralmente bastante sensíveis à ação de feromônios, uma mínima quantidade pode causar excitação a quilômetros de distância. Certas espécies de mariposa, por exemplo, conseguem captar o cheiro dos feromônios a aproximadamente 20 km de distância; abelhas podem sentir o odor dos feromônios a cerca de 16 km. Mamíferos também são capazes de se comunicar através de feromônios, como as coelhas fêmeas, que secretam no leite uma dose de feromônios para que sua prole reconheça as tetas e possam amamentar.

2. Colônias: associação anatômica formando uma unidade estrutural e funcional. Ex.: coral-cérebro, caravela. Colônia é um grupo de organismos da mesma espécie que formam uma entidade diferente dos organismos individuais. Existem dois tipos:

Isomorfas: não há diferenças morfológicas entre seus membros, nem divisão de trabalho. Ex: corais.

Polimorfas: há diferenciação e divisão do trabalho entre os indivíduos. A caravela-portuguesa (Physalia physalis) é formada por indivíduos com formas e funções diferentes, interligados e suspensos na água por uma bolsa de gás (pneumatóforo). Há indivíduos especializados na reprodução, na nutrição, na defesa e no ataque. Cada um deles não sobrevive isolado na colônia.

3. Mutualismo: associação entre dois seres de espécies diferentes, que vivem um no corpo do outro realizando troca de alimentos e de produtos do metabolismo que beneficiam ambos. A relação é de total dependência, onde a vida em separado torna-se impossível. Exemplos:

*       Cupim e protozoários: o cupim não é capaz de fabricar a enzima que digere a celulose, mas os protozoários que vivem em seu intestino são capazes de digerir este material. Eles quebram a celulose em glicose e, com a fermentação dessa molécula, obtêm a energia necessária às suas funções.A fermentação produz ácido acético, que é oxidado pelo cupim e usado como fonte de energia.

*       Líquen: associação entre certos fungos e algas clorofíceas ou cianobactérias. A alga fornece ao fungo parte da matéria orgânica  que produz (autotrófica) e recebe do fungo proteção, umidade e sais minerais. Assim, esses dois seres formam um pequeno ecossistema, em que a alga é o produtor e o fungo é o consumidor e o decompositor. O líquen  pode viver nos mais variados lugares mas é muito sensível à poluição, sendo um indicador de poluição de poluição ambiental. (não possui raízes e folhas, estruturas que nos vegetais funcionam como filtros).

4. Protocooperação: associação de indivíduos de espécies diferentes, onde há benefícios mútuos, porém sem  dependência entre eles. Exemplos:

*       Paguro e anêmona: o paguro (também conhecido como bernardo - eremita) costuma viver dentro de conchas vazias conseguindo proteção para seu abdome longo e desprovido de carapaça. Sobre a concha ele coloca uma ou mais anêmonas, que, por terem células urticantes, afugentam possíveis predadores. A anêmona beneficia-se porque tem seu campo de alimentação ampliado quando o paguro se locomove e leva a concha e pode também alimentar-se dos restos dos alimentos  do paguro.

*       Peixe palhaço e anêmona: o peixe-palhaço ganha proteção vivendo  entre os tentáculos da anêmona e esta se beneficia comendo os restos de alimentos do peixe.

*       Aves e mamíferos: certas aves alimentam-se de carrapatos que vivem no dorso de alguns mamíferos, como o boi, o búfalo, a capivara, etc. Além desse benefício, os gritos e os movimentos das aves servem para indicar que há algum perigo por perto. Ex: anu - preto e capivara.

5. Comensalismo: é a associação de duas espécies diferentes, onde apenas uma delas é beneficiada, sem haver prejuízo para a outra.

*       Rêmora e bodião: a rêmora prende-se ao corpo de outros peixes, como o bodião, por meio de uma nadadeira  dorsal transformada em ventosa de fixação; com isso, obtém restos de comida e um eficiente meio de transporte.

*       Epífitas e árvores: entre os vegetais de pequeno porte, a competição por energia luminosa favorece aqueles que vivem sobre árvores e conseguem, assim, uma posição privilegiada para captar a luz do sol, ou seja, utilizam a árvores como suporte. Ex: bromélias e orquídeas.

6. Canibalismo: quando um animal mata e devora outro da mesma espécie. Exemplos: algumas aranhas fêmeas, como a viúva-negra, devoram o macho após o ato sexual; machos de alguns primatas e os leões que matam e comem os filhotes que não são deles.

7. Competição intraespecífica: os seres vivos competem por nutrientes e energia. Quando competem, há prejuízos para todos os indivíduos, pois, mesmo para o vencedor, a competição custou parte de seu tempo e energia, que poderia ter sido usado para sua sobrevivência e reprodução. Este tipo de competição é um dos fatores que controlam o tamanho das populações, pois provoca a morte ou afeta a reprodução de alguns indivíduos. Nessa interação ambos os indivíduos são prejudicados.

8. Competição interespecífica: quando duas espécies diferentes que vivem na mesma área usam igual tipo de alimento ou disputam algum recurso, estabelece-se uma competição que pode eliminar uma delas da comunidade ou causar a sua emigração. Princípio de Gause ou princípio da exclusão competitiva: duas espécies não podem conviver no mesmo hábitat e com o mesmo nicho indefinidamente, pois a competição será tão grande que apenas uma – a mais adaptada – sobreviverá. A outra é eliminada, emigra para outro hábitat ou passa a ocupar outro nicho.

9. Amensalismo: nesta relação uma espécie é prejudicada sem que a outra seja afetada. Exemplos:

*       Maré vermelha: proliferação excessiva de certas espécies de algas que dá à água coloração avermelhada. Essas algas produzem toxinas que podem provocar a morte de peixes que as ingerem ou que se alimentam do zooplâncton ( a toxina concentra-se ao longo da cadeia alimentar).

*       Alelopatia: o eucalipto, como outras plantas, produz substâncias que inibem o desenvolvimento de outras plantas próximo a ele.

10. Predatismo: quando um organismo (predador) mata outro (presa) para se alimentar.

Adaptações das presas e dos predadores: a corrida do cavalo ou da zebra, o chifre do rinoceronte, as presas do elefante, os espinhos do ouriço-do-mar e do porco-espinho e a carapaça da tartaruga são defesas da presa contra seus predadores.Muitos artrópodes produzem secreções irritantes contra seus predadores, ex: besouro-bombardeiro.

Camuflagem: o animal confunde-se, no aspecto ou na cor, com o ambiente em que vive, o que dificulta sua visualização pelo predador ou pela presa.

Coloração de advertência: por seu aspecto ou sua cor, uma presa adverte o seu predador de que possui defesas.Estas podem ser um gosto ruim ou a liberação de secreções irritantes ou certos tipos de veneno. A coloração de advertência permitem que os predadores aprendam que estas defesas existem e passem a evitar esses animais depois que algumas presas são sacrificadas.

Mimetismo: mimesis = imitação; ocorre quando os animais de uma espécie se assemelham aos de outra espécie venenosa, não palatável ou perigosa para o predador. Por exemplo: algumas borboletas não tem gosto ruim, não eliminam substâncias irritantes nem são venenosas, mas apresentam o formato ou a cor daquelas que têm essa defesa. Essa semelhança acontece por meio de um processo evolutivo e é chamada de mimetismo batesiano.

11. Parasitismo: é quando organismos (parasitas) se instalam no corpo de outros seres (hospedeiros) para extrair alimento. Em geral, um parasita é menor que seu hospedeiro. Endoparasita, quando vive no interior do corpo do hospedeiro, ectoparasita, quando vive na superfície do corpo. Exemplos:

*       Cipó-chumbo: planta sem clorofila que retira substâncias orgânicas de outros vegetais, a sua semente germina e origina um caule que se enrola em volta da planta hospedeira, o caule desenvolve o haustório (raiz sugadora) que extraem a seiva da planta.

*       Erva-de-passarinho: apesar de clorofilada, precisa obter em outros vegetais a água e os sais minerais para realizar a fotossíntese.