A meiose ocorre apenas nas células das linhagens germinativas masculina e feminina e é constituída por duas divisões celulares: Meiose I e Meiose II.
Meiose I
A meiose I é subdividida em quatro fases, denominadas: Prófase I, Metáfase I, Anáfase I, Telófase I
PRÓFASE I
A prófase I é de longa duração e muito complexa. Os cromossomos homólogos se associam formando pares, ocorrendo permuta (crossing-over) de material genético entre eles.
Vários estágios são definidos durante esta fase: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno e Diacinese.
Leptóteno
Os cromossomos tornam-se visíveis como delgados fios que começam a se condensar, mas ainda formam um denso emaranhado. Nesta fase inicial , as duas cromátides- irmãs de cada cromossomo estão alinhadas tão intimamente que não são ditinguíveis.
Zigóteno
Os cromossomos homólogos começam a combinar-se estreitamente ao longo de toda a sua extensão. O processo de pareamento ou sinapse é muito preciso.
Paquíteno
Os cromossomos tornam-se bem mais espiralados. O pareamento é completo e cada par de homólogos aparece como um bivalente ( às vezes denominados tétrade porque contém quatro cromátides).Neste estágio ocorre o crossing-over, ou seja, a troca de segmentos homólogos entre cromátides não irmãs de um par de cromossomos homólogos.
Diplóteno
Ocorre o afastamento dos cromossomos homólogos que constituem os bivalentes. Embora os cromossomos homólogos se separem, seus centrômeros permanecem intactos, de modo que cada conjunto de cromátides-irmãs continua ligado inicialmente. Depois, os dois homólogos de cada bivalente mantêm-se unidos apenas nos pontos denominados quiasmas (cruzes).
Diacinese
Neste estágio os cromossomos atingem a condensação máxima e ocorre a finalização dos quiasmas.
METÁFASE I
Há o desaparecimento da membrana nuclear. Forma-se um fuso e os cromosomos pareados se alinham no plano equatorial dupla da célula com seus centrômeros orientados para pólos diferentes.
ANÁFASE IOs dois membros de cada par de cromossomos se separam e seus respectivos centrômeros com as cromátides-irmãs fixadas são puxados para pólos opostos da célula.
TELÓFASE I
Nesta fase os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam nos pólos opostos da célula.
Meiose II
A meiose II tem início nas células resultantes da telófase I, sem que ocorra a Intérfase. A meiose II também é constituída por quatro fases:
PRÓFASE II
Formam-se as fibras do fuso e do áster; desaparecem a carioteca e nucléolo e condensam os cromossomos.
METÁFASE II
Os 23 cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um centrômero prendem-se ao fuso.
ANÁFASE II
Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo migram para pólos opostos.
TELÓFASE II
Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromátides.
sábado, 29 de outubro de 2011
sábado, 13 de agosto de 2011
segunda-feira, 30 de maio de 2011
domingo, 15 de maio de 2011
RELAÇÕES ECOLÓGICAS
Na natureza, os seres vivos estabelecem relações entre si. Essas relações são variadas e estão associadas à manutenção do equilíbrio ecológico de uma determinada região.
Estas relações são de vários tipos:
INTRA-ESPECÍFICAS
São aquelas realizadas entre indivíduos da mesma espécie.
INTERESPECÍFICAS
São aquelas realizadas entre indivíduos de diferentes espécies.
HARMÔNICAS OU POSITIVAS
São aquelas onde os indivíduos não tem nenhuma espécie de prejuízo.
DESARMÔNICAS OU NEGATIVAS
São aquelas onde, pelo menos, um dos indivíduos acaba tendo prejuízo.
RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS HARMÔNICAS:
1. SOCIEDADE
União permanente entre indivíduos da mesma espécie, em que há divisão de trabalho. Por exemplo: insetos sociais como abelhas, cupins e formigas.
2. COLÔNIAS
União anatômica entre indivíduos da mesma espécie , formando uma unidade estrutural e funcional. Os corais, por exemplo, sâo formados por indivíduos semelhantes entre si que são unidos por esqueleto calcáreo sobre o qual cresce a parte viva.
Outro exemplo é a caravela-portuguesa. Neste caso, cada indivíduo desta espécie origina-se de uma única larva, da qual surgem vários outros, que se manterão unidos e formarão a colônia. Esses seres são diferentes entre si e cada um executa uma função diferente para benefício da colônia: alguns têm a tarefa de capturar alimentos, outros encarregam-se da reprodução; outros, ainda, defendem a colônia ou a incumbem-se de sua flutuação.
RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS DESARMÔNICAS:
1. CANIBALISMO
Ocorre quando seres de uma espécie comem outros seres da mesma espécie. Em aranhas, por exemplo, a fêmea pode devorar o macho após o acasalamento.
2. COMPETIÇÃO
Indivíduos da mesma espécie disputam recursos insuficientes oferecidos pelo mesmo ecossistema.
RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS HARMÔNICAS:
1. PROTOCOOPERAÇÃO
Neste tipo de relação, embora os participantes se beneficem, eles podem viver de modo independente, sem a necessidade de se unir. Um dos casos mais conhecidos de cooperação é a associação entre a anêmona-do-mar e o paguro (bernardo-eremita ou ermitão), um crustáceo que tem o abdome mole e que costuma ocupar o interior de conchas abandonadas de moluscos. Sobre a concha, o paguro costuma colocar uma ou mais anêmonas-do-mar. As anêmonas possuem células urticantes, que afastam os predadores, protegendo o paguro de ser atacado; ao se deslocar, o paguro possibilita à anêmona uma melhor exploração do espaço, em busca de alimento.
Outro exemplo muito comum nas pastagens brasileiras é o do pássaro que pousa sobre bois, vacas e cavalos para se alimentar dos carrapatos. Neste caso o gado livra-se dos parasitas e o pássaro se alimenta.
BOI E ANU
BERNARDO-EREMITA E ANÊMONA-DO-MAR
CROCODILO DO NILO E PÁSSARO PALITO
2.COMENSALISMO
Positiva para um indivíduo e neutra para outro.
Um ser que vive junto a outro, mas sem o prejudicar, para obter alimento. A espécie beneficiada (comensal) obtém restos de alimentos da espécie hospedeira.
Ex.: a rêmora que fica grudada (possui ventosas que permitem a fixação) ao tubarão para se locomover e, principalmente, para se alimentar dos restos da comida do tubarão. Outro exemplo é o leão e a hiena.
3. MUTUALISMO
É uma relação interespecífica em que os participantes se beneficiam e mantêm relações de dependência tão intimas a ponto de algumas vezes não poderem sobreviver separados. Este tipo de relação acontece com os liquens, que representam uma associação de fungos e algas, em que a algam, que é clorofilada, oferece alimento para o fungo, e o fungo oferece umidade e sais minerais para a alga.
Líquen
Bácterias fixadoras de Nitrogênio e raízes de plantas leguminosas
4. INQUILINISMO
É uma associação entre duas espécies diferentes, em que apenas uma espécie é beneficiada, mas a outra não é prejudicada. Neste caso a espécie benefiada obtém abrigo (proteção) ou ainda suporte no corpo da espécie hospedeira. Um exemplo deste tipo de associação é a de orquídeas que, vivendo no alto das árvores, encontram condições ideais de luminosidade para o seu desenvolvimento sem prejudicar a árvore hospedeira.
Outro exemplo:
RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS DESARMÔNICAS:
1. PARASITISMO
É a associação em que o parasita se aloja esterna ou internamente em seres de outra espécie (hospedeiros) podendo causar-lhes lesões, intoxicações ou a morte em alguns casos. O parasita é beneficiado obtendo alimento do seu hospedeiro. Um parasita se diferencia de um predador por ser menor que sua presa (hospedeiro) e de geralmente não matá-la.
2. PREDATISMO
Seres de uma espécie (predadores) capturam e destroem fisicamente seres de outra espécie (presas). utilizando-as como alimento. Neste caso o predador é beneficiado e a presa é prejudicada.
3. COMPETIÇÃO
Pode haver um diputa por alimentos ou território.
Estas relações são de vários tipos:
INTRA-ESPECÍFICAS
São aquelas realizadas entre indivíduos da mesma espécie.
INTERESPECÍFICAS
São aquelas realizadas entre indivíduos de diferentes espécies.
HARMÔNICAS OU POSITIVAS
São aquelas onde os indivíduos não tem nenhuma espécie de prejuízo.
DESARMÔNICAS OU NEGATIVAS
São aquelas onde, pelo menos, um dos indivíduos acaba tendo prejuízo.
RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS HARMÔNICAS:
1. SOCIEDADE
União permanente entre indivíduos da mesma espécie, em que há divisão de trabalho. Por exemplo: insetos sociais como abelhas, cupins e formigas.
2. COLÔNIAS
União anatômica entre indivíduos da mesma espécie , formando uma unidade estrutural e funcional. Os corais, por exemplo, sâo formados por indivíduos semelhantes entre si que são unidos por esqueleto calcáreo sobre o qual cresce a parte viva.
Outro exemplo é a caravela-portuguesa. Neste caso, cada indivíduo desta espécie origina-se de uma única larva, da qual surgem vários outros, que se manterão unidos e formarão a colônia. Esses seres são diferentes entre si e cada um executa uma função diferente para benefício da colônia: alguns têm a tarefa de capturar alimentos, outros encarregam-se da reprodução; outros, ainda, defendem a colônia ou a incumbem-se de sua flutuação.
RELAÇÕES INTRA-ESPECÍFICAS DESARMÔNICAS:
1. CANIBALISMO
Ocorre quando seres de uma espécie comem outros seres da mesma espécie. Em aranhas, por exemplo, a fêmea pode devorar o macho após o acasalamento.
2. COMPETIÇÃO
Indivíduos da mesma espécie disputam recursos insuficientes oferecidos pelo mesmo ecossistema.
RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS HARMÔNICAS:
1. PROTOCOOPERAÇÃO
Neste tipo de relação, embora os participantes se beneficem, eles podem viver de modo independente, sem a necessidade de se unir. Um dos casos mais conhecidos de cooperação é a associação entre a anêmona-do-mar e o paguro (bernardo-eremita ou ermitão), um crustáceo que tem o abdome mole e que costuma ocupar o interior de conchas abandonadas de moluscos. Sobre a concha, o paguro costuma colocar uma ou mais anêmonas-do-mar. As anêmonas possuem células urticantes, que afastam os predadores, protegendo o paguro de ser atacado; ao se deslocar, o paguro possibilita à anêmona uma melhor exploração do espaço, em busca de alimento.
Outro exemplo muito comum nas pastagens brasileiras é o do pássaro que pousa sobre bois, vacas e cavalos para se alimentar dos carrapatos. Neste caso o gado livra-se dos parasitas e o pássaro se alimenta.
BOI E ANU
BERNARDO-EREMITA E ANÊMONA-DO-MAR
CROCODILO DO NILO E PÁSSARO PALITO
2.COMENSALISMO
Positiva para um indivíduo e neutra para outro.
Um ser que vive junto a outro, mas sem o prejudicar, para obter alimento. A espécie beneficiada (comensal) obtém restos de alimentos da espécie hospedeira.
Ex.: a rêmora que fica grudada (possui ventosas que permitem a fixação) ao tubarão para se locomover e, principalmente, para se alimentar dos restos da comida do tubarão. Outro exemplo é o leão e a hiena.
3. MUTUALISMO
É uma relação interespecífica em que os participantes se beneficiam e mantêm relações de dependência tão intimas a ponto de algumas vezes não poderem sobreviver separados. Este tipo de relação acontece com os liquens, que representam uma associação de fungos e algas, em que a algam, que é clorofilada, oferece alimento para o fungo, e o fungo oferece umidade e sais minerais para a alga.
Líquen
Bácterias fixadoras de Nitrogênio e raízes de plantas leguminosas
4. INQUILINISMO
É uma associação entre duas espécies diferentes, em que apenas uma espécie é beneficiada, mas a outra não é prejudicada. Neste caso a espécie benefiada obtém abrigo (proteção) ou ainda suporte no corpo da espécie hospedeira. Um exemplo deste tipo de associação é a de orquídeas que, vivendo no alto das árvores, encontram condições ideais de luminosidade para o seu desenvolvimento sem prejudicar a árvore hospedeira.
Outro exemplo:
RELAÇÕES INTERESPECÍFICAS DESARMÔNICAS:
1. PARASITISMO
É a associação em que o parasita se aloja esterna ou internamente em seres de outra espécie (hospedeiros) podendo causar-lhes lesões, intoxicações ou a morte em alguns casos. O parasita é beneficiado obtendo alimento do seu hospedeiro. Um parasita se diferencia de um predador por ser menor que sua presa (hospedeiro) e de geralmente não matá-la.
2. PREDATISMO
Seres de uma espécie (predadores) capturam e destroem fisicamente seres de outra espécie (presas). utilizando-as como alimento. Neste caso o predador é beneficiado e a presa é prejudicada.
3. COMPETIÇÃO
Pode haver um diputa por alimentos ou território.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
São processos naturais que reciclam elementos em diferentes formas químicas do meio ambiente para os organismos, e, depois, vice-versa. Água, carvão, oxigênio, nitrogênio, fósforo e outros elementos percorrem estes ciclos, unindo os componentes vivos e não-vivos da Terra.
Sendo a Terra um sistema dinâmico, em evolução, o movimento e a estocagem de seus materiais afetam todos os processos físicos, químicos e biológicos.
Um ciclo biogeoquímico é o movimento ou o ciclo de um determinado elemento ou elementos químicos através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera da Terra.
CICLO DA ÁGUA OU CICLO HIDROLÓGICO
O ciclo hidrológico é dirigido pela energia solar e compreende o movimento da água dos oceanos para a atmosfera por evaporação e de volta aos oceanos pela precipitação que leva à lixiviação ou à infiltração.
Cerca de 97% do suprimento de água está nos oceanos, 2% nas geleiras e muito menos que 1% na atmosfera (0,001%). Aproximadamente 1% do total da água contida nos rios, lagos e lençóis freáticos é adequada ao consumo humano.
A água contida na atmosfera provém de todos os recursos de água doce, através do processo da precipitação.
A água circula no planeta devido às suas alterações de estado que são, principalmente, dependentes da energia solar.
A energia proveniente do Sol não atinge a Terra homogeneamente, mas com maior intensidade no equador do que nos pólos, no verão do que no inverno, e apenas durante o dia. Essa heterogeneidade condiciona movimentos das massas de ar (ventos) e de água (correntes oceânicas), responsáveis por diversas características do clima e de suas alterações.
Apenas 3% da água do planeta não estão nos oceanos. Neles ocorre alta produção de vapor, que é deslocado por ventos até a superfície terrestre, onde a evaporação é menor.
Conforme o vapor de água sobe a atmosfera, ele encontra menor temperatura e pressão, e tende a formar gotículas que constituem nuvens. Quando os movimentos de ar deslocam as nuvens contra uma serra, ela é forçada a subir mais, o que pode provocar sua precipitação, geralmente na forma de chuva ou de neblina. O mesmo ocorre quando uma massa de ar frio (frente fria) encontra uma massa de ar quente e úmido.
A água que se precipita, seja através de chuva, neve, granizo, etc. pode, em sua forma líquida, infiltrar-se no solo e subsolo, ou escoar superficialmente, tendendo sempre a escorrer para regiões mais baixas e podendo, assim, alcançar os oceanos. Nesse percurso e nos oceanos, ela pode evaporar diretamente, como também pode ser captada pelos seres vivos.
Durante a fotossíntese dos organismos clorofilados, a água é decomposta: os hidrogênios são transferidos para a síntese de substâncias orgânicas e o oxigênio constitui o O2 que é liberado.
Durante a respiração, fotossíntese e diversos outros processos bioquímicos, são produzidas moléculas de água.
As plantas terrestres obtêm água do solo pelas raízes, e perdem-na por transpiração. Os animais terrestres que ingerem, e a perdem por transpiração, respiração e excreção.
Através desses processos, a água circula entre o meio físico e os seres vivos continuamente.
Como a ação humana afeta o ciclo da água?
As ações humanas podem esgotar o fornecimento da água subterrânea, causando uma escassez e o conseqüente afundamento da terra ao extrair-se o líquido. Ao remover a vegetação, a água flui sobre o solo mais rapidamente, de modo que tem menos tempo para ser absorvida na superfície. Isto provoca um esgotamento da água subterrânea e a erosão acelerada do solo.
CICLO DO CARBONO
O Carbono é o elemento básico da construção da vida. Carbono está presente nos compostos orgânicos (aqueles presentes ou formados pelos organismos vivos) e nos inorgânicos, como grafite e diamante. Carbono combina-se e é química e biologicamente ligado aos ciclos do O e H para formar os compostos da vida. CO2 é o composto orgânico de C mais abundante na atmosfera, mas compostos orgânicos como CH4 ocorrem em menor quantidade. Parte do ciclo do Carbono é inorgânica, e, os compostos não dependem das atividades biológicas. O CO2 é solúvel em água, sendo trocado entre a atmosfera e a hidrosfera por processo de difusão. Na ausência de outras fontes, a difusão de CO2 continua em um outro sentido até o estabelecimento de um equilíbrio entre a quantidade de CO2 na atmosfera acima da água e a quantidade de CO2 na água. Co2 entra nos ciclos biológicos por meio da fotossíntese, e, a síntese de compostos orgânicos constituídos de C, H, O, a partir de CO2 e água, e energia proveniente da luz.
Carbono deixa a biota através da respiração. Processo pelo qual os compostos orgânicos são quebrados, liberando CO2, ou seja, C inorgânico, CO2 e HCO3- são convertidos em C orgânico pela fotossíntese, CO2 é retirado pelas plantas na terra e nos processos com o auxílio da luz solar, através da fotossíntese. Os organismos vivos usam esse C e o devolvem pelo processo inverso: o da respiração, decomposição e oxidação dos organismos vivos. Parte desse C é enterrado dando origem aos combustíveis fósseis. Quando o carvão (ou petróleo) é retirado e queimado, o C que está sendo liberado (na forma de CO2) pode ter sido parte do DNA de um dinossauro, o qual em breve pode fazer parte de uma célula animal ou vegetal.
Praticamente todo o C armazenado na crosta terrestre está presente nas rochas sedimentares, particularmente como carbonatos. As conchas dos organismos marinhos são constituídas de CaCO3 que esses organismos retiram da água do mar. Quando da morte desses, as conchas dissolvem-se ou incorporam-se aos sedimentos marinhos, formando, por sua vez, mais rochas sedimentares. O processo, de bilhões de anos, retirou a maioria do CO2 da atmosfera primitiva da Terra, armazenando-o nas rochas. Os oceanos, segundo maior reservatório de CO2, em C dissolvido e sedimentado, têm cerca de 55 vezes mais quantidade de CO2 que a da atmosfera. Os solos têm 2 vezes mais que a atmosfera, as plantas terrestres têm aproximadamente à da atmosfera.
Tempo médio de residência de CO2:
Solos - 25 a 30 anos;
Atmosfera - 3 anos;
Oceanos - 1500 anos.
A formação dos sedimentos tectônicos contendo CO2 e a subseqüente reciclagem e decomposição nos processos tectônicos têm um tempo de residência de cerca de milhares de anos. A transformação do C presente nos organismos vivos por sedimentação e intemperismo envolve uma escala de tempo similar, embora as magnitudes sejam menores que para os carbonatos. Contudo, tais fluxos naturais estão sendo superados em muito pela quantidade de C que retorna à atmosfera pela queima dos combustíveis fósseis. Esta é a maior perturbação ao ambiente global causada pelo homem. Há ainda o desflorestamento e outras mudanças no uso da terra. Como resultado dessas perturbações, a (CO2)atm foi de 288 ppm, em 1850, para além de 350 ppm, em 1990. O aumento representa cerca de 50% do total de C que entra na atmosfera. A queima de combustíveis fósseis libera para a atmosfera 5 - 6 bilhões de m³ de C/ano, mas só são medidos cerca de 3. De 2 - 3 unidades são "perdidas". Algumas plantas terrestres podem ter respondido ao aumento do (CO2)atm, elevando sua capacidade de fotossíntese.
Cerca de 99,9% de todo o C da Terra está armazenado em rochas, como CaCO3 insolúvel ou proveniente da sedimentação da matéria orgânica. Em última instância, o CO2 extra, proveniente da queima dos combustíveis fósseis, precisa retornar à crosta. A taxa de remoção de C dos oceanos e, em última instância, da atmosfera depende do intemperismo das rochas da crosta para liberar íons metálicos como Ca+2, que formam os carbonatos insolúveis. O aumento do intemperismo deveria responder à variação da temperatura global, pois a maioria das reações químicas é acelerada como o aumento da temperatura. A presença da vida pode, portanto, acelerar o intemperismo devido ao aumento da acidez dos solos devido, por sua vez, ao aumento de CO2 e aos ácidos húmicos produzidos quando da decomposição das plantas. As raízes das plantas também facilitam a destruição física das rochas. Assim, a temperatura global pode estar ligada ao ciclo do C. Adeptos da hipótese Gaia sugerem que a vida na terra exerce controle deliberado sobre a composição da atmosfera, mantendo a temperatura adequada.
Durante o verão, as florestas realizam mais fotossíntese, reduzindo a concentração de CO2. No inverno, o metabolismo da biota libera CO2.
CICLO DO NITROGÊNIO (N)
Nitrogênio é essencial para todas as formas de vida, pois está presente na estrutura dos aminoácidos. A vida mantém o N na forma molecular, N2, na atmosfera em quantidade maior que NH3 ou em óxidos, N2O, NO e NO2, ou em compostos com H, NH, HNO2 e HNO3. N2 é pouco reativo, tendendo a formar pequenos compostos inorgânicos. A maioria dos organismos não pode usar N2 diretamente sendo necessária muita energia para quebrar a ligação N - N. Uma vez isolados, os átomos de N podem converter-se em amônia, nitrato ou aminoácidos: o processo chama-se fixação e só ocorre por ação da luz ou da vida, sendo o último o grande responsável.
O processo biológico é tão importante, que várias plantas estabelecem uma simbiose com bactérias capazes de fixar nitrogênio. A diminuição de nitrogênio em solos agrícolas pode ser reduzida por rotação de culturas. Ex: soja, que fixa N, pode estar em rotatividade com milho, que não fixa, e, assim, aumentar a fertilidade do solo. Se as bactérias apenas fixassem nitrogênio, N2 seria removido da atmosfera. As bactérias também realizam o processo inverso: a imobilização. Tanto a remoção de N2, como a incorporação são processos controlados por bactérias. N é fertilizante e contaminante das águas subterrâneas. Fontes industriais e descargas elétricas podem fixar N. N fixo significa N não ligado, ou seja, N atômico. Fixação industrial é hoje a maior fonte de N. Óxidos de N são formados a altas temperaturas quando N2 e O2 estão presentes. Os óxidos de N são a maior fonte poluidora proveniente dos automóveis. N2O diminui a camada de O3 na estratosfera. N é ao mesmo tempo essencial e tóxico. É essencial a todas as formas de vida e participa de vários processos industriais, liberando produtos tóxicos.
O nitrogênio participa das moléculas de proteínas, ácidos nucléicos e vitaminas. Embora seja abundante na atmosfera (78% dos gases), a forma gasosa (N2) é muito estável, sendo inaproveitável para a maioria dos seres vivos. O processo que remove N2 do ar e torna o nitrogênio acessível aos seres vivos é denominado fixação do nitrogênio.
A fixação de N2 em íons nitrato (NO3-) é a mais importante, pois é principalmente sob a forma desse íon que as plantas absorvem nitrogênio do solo.
A fixação pode ocorrer por processos físicos, como sob ação de relâmpagos durante tempestades, e também por processos industriais, quando se criam situações de altíssima pressão e temperatura para a produção de fertilizantes comerciais. A fixação biológica, porém, é a mais importante, representando 90% da que se realiza no planeta.
A fixação biológica do nitrogênio é realizada por bactérias de vida livre no solo, por bactérias fotossintéticas, por cianofíceas (algas azuis), e principalmente por bactérias do gênero Rhizobium, que somente o fazem quando associadas às raízes de plantas leguminosas - soja, alfafa, ervilha, etc. Nessas raízes formam-se nódulos densamente povoados pelas bactérias, onde ocorre a fixação de N2 até a formação de nitrato. Essas plantas podem assim desenvolver-se mesmo em solos pobres desse íon.
Além da atmosfera, outro reservatório de nitrogênio é a própria matéria orgânica. Os decompositores que promovem a putrefação transformam compostos nitrogenados em amônia (NH3), processo denominado amonificação.
As bactérias Nitrosomonas transformam a amônia em nitrito (NO2-) (nitrosação) e as Nitrobacter o transformam em nitrato (nitratação). Esse processo todo é denominado nitrificação, e estas bactérias são conhecidas genericamente como nitrificantes.
O retorno do nitrogênio á atmosfera é promovido no processo de desnitrificação, realizado por bactérias desnitrificantes, que transformam o nitrato em nitrogênio gasoso (N2).
O solo, fonte de nitrato para as plantas terrestres, é também importante exportador de sais para os ecossistemas aquáticos, geralmente veiculados pela água de chuvas.
CICLO DO FÓSFORO(P)
P é um dos elementos essenciais à vida, é um nutriente limitante do crescimento de plantas, especialmente em ambientes aquáticos e, por outro lado, se presente em abundância causa sérios problemas ambientais. Se, por exemplo, grande quantidade de P, geralmente utilizado como fertilizante e em detergentes, entra em um lago (principalmente se este for o caso), esse nutriente pode causar aumento da população de bactérias e algas verdes (fotosssintéticas). Devido ao crescimento intenso, esses organismos podem cobrir toda a superfície do lago, inibindo a entrada de luz e provocando, conseqüentemente a morte de plantas que vivem abaixo da superfície. Quando as plantas subsuperficiais morrem, assim como as algas e bactérias superficiais, todas são consumidas por outras bactérias que usam o CO2 dissolvido no lago ao se alimentares. Se o nível de O2 tornar-se muito baixo, a vida aquática fica comprometida. Os peixes morrerão e desenvolver-se-ão bactérias anaeróbias.
CICLO DO CÁLCIO
O cálcio é um elemento que participa de diversas estruturas dos seres vivos, ossos, conchas, paredes celulares das células vegetais, cascas calcárias de ovos, além de atuar em alguns processos fisiológicos, como a concentração muscular e a coagulação do sangue nos vertebrados. As principais fontes desse elemento são as rochas calcárias, que, desgastando-se com o tempo, liberam-no para o meio. No solo, é absorvido pelos vegetais e, por meio das cadeias alimentares, passa para os animais. Toneladas de calcária são utilizadas com frequência para a correção da acidez do solo, notadamente nos cerrados brasileiros, procedimento que, ao mesmo tempo, libera o cálcio para o uso pela vegetação e pelos animais.
Nos oceanos o cálcio obtido pelos animais pode servir para a construção de suas coberturas calcárias. Com a morte desses seres, ocorre a decomposição das estruturas contendo calcário – conchas de moluscos, revestimentos de foraminíferos – no fundo dos oceanos, processo que contribui para a formação dos terrenos e rochas contendo calcário. Movimentos da crosta terrestre favorecem o afloramento desses terrenos, tornando o cálcio novamente disponível para o uso pelos seres vivos.
Sendo a Terra um sistema dinâmico, em evolução, o movimento e a estocagem de seus materiais afetam todos os processos físicos, químicos e biológicos.
Um ciclo biogeoquímico é o movimento ou o ciclo de um determinado elemento ou elementos químicos através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera da Terra.
CICLO DA ÁGUA OU CICLO HIDROLÓGICO
O ciclo hidrológico é dirigido pela energia solar e compreende o movimento da água dos oceanos para a atmosfera por evaporação e de volta aos oceanos pela precipitação que leva à lixiviação ou à infiltração.
Cerca de 97% do suprimento de água está nos oceanos, 2% nas geleiras e muito menos que 1% na atmosfera (0,001%). Aproximadamente 1% do total da água contida nos rios, lagos e lençóis freáticos é adequada ao consumo humano.
A água contida na atmosfera provém de todos os recursos de água doce, através do processo da precipitação.
A água circula no planeta devido às suas alterações de estado que são, principalmente, dependentes da energia solar.
A energia proveniente do Sol não atinge a Terra homogeneamente, mas com maior intensidade no equador do que nos pólos, no verão do que no inverno, e apenas durante o dia. Essa heterogeneidade condiciona movimentos das massas de ar (ventos) e de água (correntes oceânicas), responsáveis por diversas características do clima e de suas alterações.
Apenas 3% da água do planeta não estão nos oceanos. Neles ocorre alta produção de vapor, que é deslocado por ventos até a superfície terrestre, onde a evaporação é menor.
Conforme o vapor de água sobe a atmosfera, ele encontra menor temperatura e pressão, e tende a formar gotículas que constituem nuvens. Quando os movimentos de ar deslocam as nuvens contra uma serra, ela é forçada a subir mais, o que pode provocar sua precipitação, geralmente na forma de chuva ou de neblina. O mesmo ocorre quando uma massa de ar frio (frente fria) encontra uma massa de ar quente e úmido.
A água que se precipita, seja através de chuva, neve, granizo, etc. pode, em sua forma líquida, infiltrar-se no solo e subsolo, ou escoar superficialmente, tendendo sempre a escorrer para regiões mais baixas e podendo, assim, alcançar os oceanos. Nesse percurso e nos oceanos, ela pode evaporar diretamente, como também pode ser captada pelos seres vivos.
Durante a fotossíntese dos organismos clorofilados, a água é decomposta: os hidrogênios são transferidos para a síntese de substâncias orgânicas e o oxigênio constitui o O2 que é liberado.
Durante a respiração, fotossíntese e diversos outros processos bioquímicos, são produzidas moléculas de água.
As plantas terrestres obtêm água do solo pelas raízes, e perdem-na por transpiração. Os animais terrestres que ingerem, e a perdem por transpiração, respiração e excreção.
Através desses processos, a água circula entre o meio físico e os seres vivos continuamente.
Como a ação humana afeta o ciclo da água?
As ações humanas podem esgotar o fornecimento da água subterrânea, causando uma escassez e o conseqüente afundamento da terra ao extrair-se o líquido. Ao remover a vegetação, a água flui sobre o solo mais rapidamente, de modo que tem menos tempo para ser absorvida na superfície. Isto provoca um esgotamento da água subterrânea e a erosão acelerada do solo.
CICLO DO CARBONO
O Carbono é o elemento básico da construção da vida. Carbono está presente nos compostos orgânicos (aqueles presentes ou formados pelos organismos vivos) e nos inorgânicos, como grafite e diamante. Carbono combina-se e é química e biologicamente ligado aos ciclos do O e H para formar os compostos da vida. CO2 é o composto orgânico de C mais abundante na atmosfera, mas compostos orgânicos como CH4 ocorrem em menor quantidade. Parte do ciclo do Carbono é inorgânica, e, os compostos não dependem das atividades biológicas. O CO2 é solúvel em água, sendo trocado entre a atmosfera e a hidrosfera por processo de difusão. Na ausência de outras fontes, a difusão de CO2 continua em um outro sentido até o estabelecimento de um equilíbrio entre a quantidade de CO2 na atmosfera acima da água e a quantidade de CO2 na água. Co2 entra nos ciclos biológicos por meio da fotossíntese, e, a síntese de compostos orgânicos constituídos de C, H, O, a partir de CO2 e água, e energia proveniente da luz.
Carbono deixa a biota através da respiração. Processo pelo qual os compostos orgânicos são quebrados, liberando CO2, ou seja, C inorgânico, CO2 e HCO3- são convertidos em C orgânico pela fotossíntese, CO2 é retirado pelas plantas na terra e nos processos com o auxílio da luz solar, através da fotossíntese. Os organismos vivos usam esse C e o devolvem pelo processo inverso: o da respiração, decomposição e oxidação dos organismos vivos. Parte desse C é enterrado dando origem aos combustíveis fósseis. Quando o carvão (ou petróleo) é retirado e queimado, o C que está sendo liberado (na forma de CO2) pode ter sido parte do DNA de um dinossauro, o qual em breve pode fazer parte de uma célula animal ou vegetal.
Praticamente todo o C armazenado na crosta terrestre está presente nas rochas sedimentares, particularmente como carbonatos. As conchas dos organismos marinhos são constituídas de CaCO3 que esses organismos retiram da água do mar. Quando da morte desses, as conchas dissolvem-se ou incorporam-se aos sedimentos marinhos, formando, por sua vez, mais rochas sedimentares. O processo, de bilhões de anos, retirou a maioria do CO2 da atmosfera primitiva da Terra, armazenando-o nas rochas. Os oceanos, segundo maior reservatório de CO2, em C dissolvido e sedimentado, têm cerca de 55 vezes mais quantidade de CO2 que a da atmosfera. Os solos têm 2 vezes mais que a atmosfera, as plantas terrestres têm aproximadamente à da atmosfera.
Tempo médio de residência de CO2:
Solos - 25 a 30 anos;
Atmosfera - 3 anos;
Oceanos - 1500 anos.
A formação dos sedimentos tectônicos contendo CO2 e a subseqüente reciclagem e decomposição nos processos tectônicos têm um tempo de residência de cerca de milhares de anos. A transformação do C presente nos organismos vivos por sedimentação e intemperismo envolve uma escala de tempo similar, embora as magnitudes sejam menores que para os carbonatos. Contudo, tais fluxos naturais estão sendo superados em muito pela quantidade de C que retorna à atmosfera pela queima dos combustíveis fósseis. Esta é a maior perturbação ao ambiente global causada pelo homem. Há ainda o desflorestamento e outras mudanças no uso da terra. Como resultado dessas perturbações, a (CO2)atm foi de 288 ppm, em 1850, para além de 350 ppm, em 1990. O aumento representa cerca de 50% do total de C que entra na atmosfera. A queima de combustíveis fósseis libera para a atmosfera 5 - 6 bilhões de m³ de C/ano, mas só são medidos cerca de 3. De 2 - 3 unidades são "perdidas". Algumas plantas terrestres podem ter respondido ao aumento do (CO2)atm, elevando sua capacidade de fotossíntese.
Cerca de 99,9% de todo o C da Terra está armazenado em rochas, como CaCO3 insolúvel ou proveniente da sedimentação da matéria orgânica. Em última instância, o CO2 extra, proveniente da queima dos combustíveis fósseis, precisa retornar à crosta. A taxa de remoção de C dos oceanos e, em última instância, da atmosfera depende do intemperismo das rochas da crosta para liberar íons metálicos como Ca+2, que formam os carbonatos insolúveis. O aumento do intemperismo deveria responder à variação da temperatura global, pois a maioria das reações químicas é acelerada como o aumento da temperatura. A presença da vida pode, portanto, acelerar o intemperismo devido ao aumento da acidez dos solos devido, por sua vez, ao aumento de CO2 e aos ácidos húmicos produzidos quando da decomposição das plantas. As raízes das plantas também facilitam a destruição física das rochas. Assim, a temperatura global pode estar ligada ao ciclo do C. Adeptos da hipótese Gaia sugerem que a vida na terra exerce controle deliberado sobre a composição da atmosfera, mantendo a temperatura adequada.
Durante o verão, as florestas realizam mais fotossíntese, reduzindo a concentração de CO2. No inverno, o metabolismo da biota libera CO2.
CICLO DO NITROGÊNIO (N)
Nitrogênio é essencial para todas as formas de vida, pois está presente na estrutura dos aminoácidos. A vida mantém o N na forma molecular, N2, na atmosfera em quantidade maior que NH3 ou em óxidos, N2O, NO e NO2, ou em compostos com H, NH, HNO2 e HNO3. N2 é pouco reativo, tendendo a formar pequenos compostos inorgânicos. A maioria dos organismos não pode usar N2 diretamente sendo necessária muita energia para quebrar a ligação N - N. Uma vez isolados, os átomos de N podem converter-se em amônia, nitrato ou aminoácidos: o processo chama-se fixação e só ocorre por ação da luz ou da vida, sendo o último o grande responsável.
O processo biológico é tão importante, que várias plantas estabelecem uma simbiose com bactérias capazes de fixar nitrogênio. A diminuição de nitrogênio em solos agrícolas pode ser reduzida por rotação de culturas. Ex: soja, que fixa N, pode estar em rotatividade com milho, que não fixa, e, assim, aumentar a fertilidade do solo. Se as bactérias apenas fixassem nitrogênio, N2 seria removido da atmosfera. As bactérias também realizam o processo inverso: a imobilização. Tanto a remoção de N2, como a incorporação são processos controlados por bactérias. N é fertilizante e contaminante das águas subterrâneas. Fontes industriais e descargas elétricas podem fixar N. N fixo significa N não ligado, ou seja, N atômico. Fixação industrial é hoje a maior fonte de N. Óxidos de N são formados a altas temperaturas quando N2 e O2 estão presentes. Os óxidos de N são a maior fonte poluidora proveniente dos automóveis. N2O diminui a camada de O3 na estratosfera. N é ao mesmo tempo essencial e tóxico. É essencial a todas as formas de vida e participa de vários processos industriais, liberando produtos tóxicos.
O nitrogênio participa das moléculas de proteínas, ácidos nucléicos e vitaminas. Embora seja abundante na atmosfera (78% dos gases), a forma gasosa (N2) é muito estável, sendo inaproveitável para a maioria dos seres vivos. O processo que remove N2 do ar e torna o nitrogênio acessível aos seres vivos é denominado fixação do nitrogênio.
A fixação de N2 em íons nitrato (NO3-) é a mais importante, pois é principalmente sob a forma desse íon que as plantas absorvem nitrogênio do solo.
A fixação pode ocorrer por processos físicos, como sob ação de relâmpagos durante tempestades, e também por processos industriais, quando se criam situações de altíssima pressão e temperatura para a produção de fertilizantes comerciais. A fixação biológica, porém, é a mais importante, representando 90% da que se realiza no planeta.
A fixação biológica do nitrogênio é realizada por bactérias de vida livre no solo, por bactérias fotossintéticas, por cianofíceas (algas azuis), e principalmente por bactérias do gênero Rhizobium, que somente o fazem quando associadas às raízes de plantas leguminosas - soja, alfafa, ervilha, etc. Nessas raízes formam-se nódulos densamente povoados pelas bactérias, onde ocorre a fixação de N2 até a formação de nitrato. Essas plantas podem assim desenvolver-se mesmo em solos pobres desse íon.
Além da atmosfera, outro reservatório de nitrogênio é a própria matéria orgânica. Os decompositores que promovem a putrefação transformam compostos nitrogenados em amônia (NH3), processo denominado amonificação.
As bactérias Nitrosomonas transformam a amônia em nitrito (NO2-) (nitrosação) e as Nitrobacter o transformam em nitrato (nitratação). Esse processo todo é denominado nitrificação, e estas bactérias são conhecidas genericamente como nitrificantes.
O retorno do nitrogênio á atmosfera é promovido no processo de desnitrificação, realizado por bactérias desnitrificantes, que transformam o nitrato em nitrogênio gasoso (N2).
O solo, fonte de nitrato para as plantas terrestres, é também importante exportador de sais para os ecossistemas aquáticos, geralmente veiculados pela água de chuvas.
CICLO DO FÓSFORO(P)
P é um dos elementos essenciais à vida, é um nutriente limitante do crescimento de plantas, especialmente em ambientes aquáticos e, por outro lado, se presente em abundância causa sérios problemas ambientais. Se, por exemplo, grande quantidade de P, geralmente utilizado como fertilizante e em detergentes, entra em um lago (principalmente se este for o caso), esse nutriente pode causar aumento da população de bactérias e algas verdes (fotosssintéticas). Devido ao crescimento intenso, esses organismos podem cobrir toda a superfície do lago, inibindo a entrada de luz e provocando, conseqüentemente a morte de plantas que vivem abaixo da superfície. Quando as plantas subsuperficiais morrem, assim como as algas e bactérias superficiais, todas são consumidas por outras bactérias que usam o CO2 dissolvido no lago ao se alimentares. Se o nível de O2 tornar-se muito baixo, a vida aquática fica comprometida. Os peixes morrerão e desenvolver-se-ão bactérias anaeróbias.
CICLO DO CÁLCIO
O cálcio é um elemento que participa de diversas estruturas dos seres vivos, ossos, conchas, paredes celulares das células vegetais, cascas calcárias de ovos, além de atuar em alguns processos fisiológicos, como a concentração muscular e a coagulação do sangue nos vertebrados. As principais fontes desse elemento são as rochas calcárias, que, desgastando-se com o tempo, liberam-no para o meio. No solo, é absorvido pelos vegetais e, por meio das cadeias alimentares, passa para os animais. Toneladas de calcária são utilizadas com frequência para a correção da acidez do solo, notadamente nos cerrados brasileiros, procedimento que, ao mesmo tempo, libera o cálcio para o uso pela vegetação e pelos animais.
Nos oceanos o cálcio obtido pelos animais pode servir para a construção de suas coberturas calcárias. Com a morte desses seres, ocorre a decomposição das estruturas contendo calcário – conchas de moluscos, revestimentos de foraminíferos – no fundo dos oceanos, processo que contribui para a formação dos terrenos e rochas contendo calcário. Movimentos da crosta terrestre favorecem o afloramento desses terrenos, tornando o cálcio novamente disponível para o uso pelos seres vivos.
domingo, 10 de abril de 2011
segunda-feira, 14 de março de 2011
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