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Conteúdo principal

O que é um ecossistema?

Este artigo conceitua ecossistemas e apresenta as características de alguns ecossistemas terrestres.

Pontos Principais:

  • Um ecossistema consiste de uma comunidade de organismos em conjunto com seu ambiente físico.
  • Ecossistemas podem ter diferentes tamanhos e ser marinhos, aquáticos ou terrestres. Categorias amplas de ecossistemas terrestres são chamados de biomas.
  • Nos ecossistemas, tanto a matéria quanto a energia são preservadas. A energia flui pelo sistema (geralmente da luz para o calor), enquanto a matéria é reciclada.
  • Os ecossistemas com maior biodiversidade tendem a ser mais estáveis, com maior resistência e resiliência diante de perturbações (eventos disruptivos).

Introdução

O que uma poça de maré na costa da Califórnia e a floresta tropical da Amazônia na América do Sul têm em comum? Apesar da gigantesca diferença de tamanho, ambas são exemplos de ecossistemas, ou seja, comunidades de organismos que vivem juntos, em combinação com seu ambiente físico.
Créditos da imagem: esquerda, "Tide pools at Half Moon Bay" (Poças de maré em Half Moon Bay), por Brocken Inaglory, CC BY-SA 4.0; direita, "Aerial view of the Amazon rainforest" (Vista área da floresta amazônica), por Neil Palmer/CIAT, Center for International Forestry Research, CC BY 2.0.
Só para lembrarmos, uma comunidade é formada por todas as populações de todas as espécies que vivem juntas em uma determinada área. Ecossistema e comunidade são conceitos estreitamente relacionados – a diferença é que um ecossistema inclui o ambiente físico, enquanto uma comunidade não. Em outras palavras, uma comunidade é o componente biótico (vivo) de um ecossistema. Além desse componente biótico, o ecossistema também inclui um componente abiótico (ambiente físico).
Ecossistemas podem ser pequenos, tais como as poças de maré encontradas próximo às costas rochosas de muitos oceanos, ou muito grandes, tal como a floresta tropical amazônica na América do Sul. Isso depende basicamente do ecologista que estuda o ecossistema para definir seus limites de forma que faça sentido para suas questões de estudo.

Como são os ecossistemas?

Direto ao ponto? São incrivelmente diversificados! Os ecossistemas podem variar não só em tamanho, mas eles também podem ser diferentes em cada caraterística biótica ou abiótica imaginável.
Alguns ecossistemas são marinhos, outros de água doce e outros, ainda, terrestres. Os ecossistemas marinhos são mais comuns na Terra, uma vez que os oceanos e o seres vivos que eles contêm cobrem 75% da superfície terrestre. Os ecossistemas de água doce são os mais raros, cobrindo apenas 1,8% da superfície da Terra. E os ecossistemas terrestres são aqueles que cobrem a parte restante do planeta.
Os ecossistemas terrestres podem ser agrupados em categorias amplas chamadas biomas, baseadas principalmente no clima. Alguns exemplos de biomas terrestres incluem florestas tropicais, savanas, desertos, florestas de coníferas, florestas decíduas e tundra. O mapa abaixo mostra a ampla distribuição dos biomas da Terra.
Crédito da imagem: "Biomes: Figure 2", (Biomas: Figura 2), por OpenStax College, Biology, CC BY 4.0.
Mesmo dentro de um bioma pode haver grande diversidade. Por exemplo, o deserto de Sonora (à esquerda) e o interior da Ilha da Boa Vista (à direita) podem ser classificados como desertos, mas eles têm comunidades ecológicas muito diferentes. Um número muito maior de espécies de plantas e animais vive no deserto de Sonora.
Créditos das imagens: à esquerda, "Sonoran desert" (Deserto de Sonora), por Highqueue, domínio público; à direita, "Rock desert (hamada) inside the island of Boa Vista (Deserto de pedras (hamada) dentro da Ilha da Boa Vista), por Ingo Wölbern, domínio público.

Energia e matéria nos ecossistemas

Ecólogos de ecossistemas estão geralmente mais interessados em traçar o movimento da energia e da matéria através dos ecossistemas.
Vamos explicar com mais detalhes o movimento de energia e matéria quando estudarmos teias alimentares, as redes de organismos que se alimentam uns dos outros, e os ciclos biogeoquímicos, que são as vias percorridas pelos elementos químicos ao se movimentarem pela biosfera. Os organismos encontrados em um ecossistema tendem a ter adaptações, características benéficas resultantes da seleção natural, que os auxiliam a obter energia e matéria no contexto desse ecossistema particular.
Mas, antes de entrarmos em detalhes, vamos falar sobre os principais aspectos de como a energia e a matéria viajam pelos ecossistemas. Ambos são preservados (não são gerados nem destruídos), mas percorrem caminhos diferentes nos ecossistemas:
  • A matéria é reciclada, sendo que os mesmos átomos são reutilizados inúmeras vezes.
  • A energia flui pelo ecossistema, normalmente entrando nele na forma de luz e saindo dele na forma de calor.

A matéria é reciclada

A matéria é reciclada nos ecossistemas da Terra (apesar de poder se mover de um ecossistema para outro, por exemplo, quando nutrientes são arrastados para um rio)1. Os mesmos átomos são usados repetidas vezes, montados em diferentes formas químicas e incorporados nos corpos de diferentes organismos.
Como exemplo, vamos ver como os nutrientes químicos se movem em um ecossistema terrestre. Uma planta terrestre absorve dióxido de carbono da atmosfera e outros nutrientes, como nitrogênio e fósforo, do solo, para construir as moléculas que constituem suas células. Quando um animal ingere a planta, ele usa as moléculas dela para obter energia e como material de construção de suas próprias células, geralmente rearranjando átomos e moléculas em novas formas.
Quando plantas e animais realizam a respiração celular (quebra de moléculas como combustível), o dióxido de carbono é liberado na atmosfera. Da mesma forma, quando eles excretam resíduos ou morrem, seus compostos químicos são usados como energia e material de construção por fungos e bactérias. Estes decompositores liberam moléculas simples de volta para o solo e a atmosfera, onde elas podem ser reutilizadas novamente na próxima rodada do ciclo.
Imagem baseada em imagem semelhante de J. A. Nilsson2.
Graças a esta reciclagem, os átomos que compõem seu corpo neste exato momento, têm histórias longas e únicas. Eles muito provavelmente foram parte de plantas, animais, outras pessoas e até mesmo de dinossauros.3!

O fluxo de energia é unidirecional (mão única)

A energia, diferente da matéria, não pode ser reciclada nos ecossistemas. Em vez disso, o fluxo de energia que percorre um ecossistema é uma via de mão única (geralmente, da luz para o calor).
Normalmente a energia entra nos ecossistemas na forma de luz solar e é capturada na forma química por fotossintetizantes, como plantas e algas. A energia passa então pelo ecossistema, mudando de forma à medida que os organismos metabolizam, produzem resíduos, alimentam-se uns dos outros e eventualmente, morrem e são decompostos.
Cada vez que a energia muda de forma, parte dela é convertida em calor. O calor também conta como energia (nenhuma energia foi destruída), mas ele geralmente não pode ser usado como uma fonte de energia pelos organismos vivos. Por fim, a energia que entrou no ecossistema como luz solar é dissipada como calor e irradiada de volta para o espaço.
Imagem baseada em imagem semelhante de J. A. Nilsson2.
Este fluxo de energia unidirecional que passa pelos ecossistemas significa que todo ecossistema precisa de um suprimento constante de energia (geralmente o Sol) para funcionar. A energia pode ser transferida entre organismos, mas não pode ser reciclada porque parte dela é perdida na forma de calor a cada transferência.

Estabilidade e dinâmica dos ecossistemas.

Ecossistemas são sistemas dinâmicos, e um ecossistema estático seria um ecossistema morto (assim como uma célula estática seria uma célula morta). Conforme discutimos acima, a energia flui constantemente através de um ecossistema, e os nutrientes químicos são sempre reciclados. Em níveis mais altos de organização, os organismos morrem e nascem, as populações sofrem variações numéricas e os padrões climáticos variam sazonalmente e de formas menos previsíveis.

Equilíbrio e perturbação

Equilíbrio é o estado estável de um ecossistema, no qual sua composição e identidade permanecem constantes de uma forma geral (apesar das variações nas condições físicas e na constituição da comunidade biótica). Os ecossistemas podem ser tirados de equilíbrio por perturbações, ou eventos disruptivos, que afetam sua composição.
Crédito da imagem: "Susie Fire in the Adobe Range west of Elko, Nevada" (Incêndio de Susie no Adobe Range, reigão oeste de Elko, Nevada), por Famartin, CC BY-SA 3.0.
Algumas perturbações resultam de processos naturais. Por exemplo, o incêndio é uma perturbação que pode ser causada por raios em um ecossistema de planície ou floresta. Outras perturbações resultam de atividades humanas. Os exemplos incluem chuva ácida, desmatamento, florações de algas e a introdução de espécies invasoras.
Diferentes ecossistemas podem responder de forma diferente à mesma perturbação, ou seja, um deles pode se recuperar rapidamente enquanto o outro pode demorar mais para se recuperar (ou sequer se recuperar).

Resistência e resiliência

Os ecologistas costumam usar dois parâmetros para descrever como um ecossistema responde a perturbações. Esses parâmetros são resistência e resiliência. A capacidade de um ecossistema permanecer em equilíbrio apesar das perturbações é chamada de resistência. A rapidez com que o ecossistema recupera o equilíbrio após ter sido perturbado é chamada de resiliência. Alguns ecologistas consideram a resistência como um elemento da resiliência (que atua em uma escala de tempo mais curta)4,5.
Muitos ecologistas acreditam que a biodiversidade de um ecossistema desempenha um papel fundamental na estabilidade. Por exemplo, se houvesse apenas uma espécie de planta com um papel específico em um ecossistema, uma perturbação que danificasse essa espécie (digamos, falta de chuva para uma espécie sensível à seca) poderia ter um impacto grave sobre o ecossistema como um todo. Por outro lado, se houvesse várias espécies de plantas com papéis funcionais semelhantes, haveria uma chance maior de uma delas ser tolerante à falta de água e ajudar o ecossistema como um todo a sobreviver ao período de seca6.
A resiliência e a resistência do ecossistema são importantes quando consideramos os efeitos das perturbações provocadas pela atividade humana. Uma perturbação pode ser grave o suficiente para alterar um ecossistema além do ponto de recuperação (empurrar o ecossistema para uma zona onde ele deixa de ser resiliente). Uma perturbação desse tipo pode levar à alteração permanente ou à perda do ecossistema.

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