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Ciclo do Fósforo

Além da água, do carbono, do nitrogênio e do oxigênio, o fósforo também é importante para os seres vivos. Esse elemento faz parte, por exemplo, do material hereditário e das moléculas energéticas de ATP.

Em certos aspectos, o ciclo do fósforo é mais simples do que os ciclos do carbono e do nitrogênio, pois não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem pela atmosfera. Outra razão para a simplicidade do ciclo do fósforo é a existência de apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon fosfato.

As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento.

A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água. Daí, parte dele é arrastada pelas chuvas para os lagos e mares, onde acaba se incorporando às rochas. Nesse caso, o fósforo só retornará aos ecossistemas bem mais tarde, quando essas rochas se elevarem em conseqüência de processos geológicos e, na superfície, forem decompostas e transformadas em solo.

Assim, existem dois ciclos do fósforo que acontecem em escalas de tempo bem diferentes. Uma parte do elemento recicla-se localmente entre o solo, as plantas, consumidores e decompositores, em uma escala de tempo relativamente curta, que podemos chamar “ciclo de tempo ecológico”. Outra parte do fósforo ambiental sedimenta-se e é incorporada às rochas; seu ciclo envolve uma escala de tempo muito mais longa, que pode ser chamada “ciclo de tempo geológico”.

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.

Fonte:www.sobiologia.com.br

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O Ciclo do Fósforo

1. INTRODUÇÃO

É um ciclo tipicamente sedimentar. O fósforo é liberado dos reservatórios - as rochas de fosfato, depósitos de guano (excremento de aves marinhas) e depósitos de animais fossilizados - por erosão natural e filtração, e através da mineração e do uso como adubo pelo homem, dos 103 elementos químicos conhecidos, sabe-se que 30 a 40 são necessários à vida. Os mais importantes são o carbono, o nitrogênio, o hidrogênio, o oxigênio, o fósforo e o enxofre. A esses elementos principais acrescentam-se outros, necessários em quantidades menores, como o cálcio, ferro, potássio, magnésio, sódio, etc. Eles podem ser classificados em micro e macronutrientes de acordo com as quantidades requeridas pelo seres vivos. Os elementos circulam na biosfera entre os compartimentos abióticos e a biomassa animal e vegetal.
Um dos nutrientes mais importantes para a construção de organismos é o fósforo. Geralmente o fósforo é mais escasso que outros nutrientes, tais como o nitrogênio e o potássio. Se o sistema florestal não reciclasse o fósforo, este poderia ficar tão escasso, que limitaria o crescimento das plantas da floresta.

2. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Os nutrientes normalmente acham-se presentes na rocha matriz que é o depósito abiótico de renovação lenta. Graças ao intemperismo, eles podem ser realocados para o depósito abiótico de renovação rápida que pode ser tanto na forma de íons dissolvidos na água, sob a forma de gases na atmosfera e ainda em sedimentos rasos de rios e lagos. Os nutrientes são, a seguir, absorvidos pelas plantas e dessa maneira entram na cadeia trófica, passando sucessivamente pelos herbívoros, carnívoros, etc. Eles são, em algum momento, liberados de volta ao meio abiótico via excretas ou então após a morte da planta ou animal, via cadeia de detritos, onde é muito importante a ação de microorganismos sejam eles bactérias, leveduras e fungos.
Todos os ciclos possuem reservatórios (pools) abióticos que podem ser dos seguintes tipos:
- reservatório atmosférico (ciclo do N);
- reservatório rochoso (ciclo do fósforo);
- reservatórios mistos (ciclo da água).
O controle e monitoramento de poluição ou o estabelecimento de técnicas de manejo sustentado de ecossistemas são exemplos práticos do uso aplicado do estudo quantitativo dos ciclos biogeoquímicos. Outros campos interessantes de aplicação deste enfoque referem-se à determinação e controle da perda de fertilizantes na agricultura, uso racional de recursos hídricos e de minerais não renováveis, agricultura 'biológica' e controle do aumento de CO2 na atmosfera

2.1 TIPOS DE CICLOS

Os ciclos podem ser classificados em três tipos básicos dependendo da natureza do reservatório abiótico (Odum, 1972):
- ciclos gasosos: possuem o depósito abiótico na atmosfera. Graças à grande dinâmica deste meio, possuem eficazes mecanismos de autoregulação. Exemplos: ciclo do nitrogênio e ciclo do oxigênio;
- ciclos sedimentares: o depósito abiótico está na crosta terrestre em rochas; estes ciclos são mais vulneráveis a perturbações externas, pelo fato deste depósito ter um tempo muito elevado de recirculação. Exemplos: ciclo do cálcio e ciclo do fósforo;
- ciclos mistos: possuem ambos os depósitos (sedimentares e atmosféricos).

3. CICLO DO FÓSFORO

É um ciclo tipicamente sedimentar. O fósforo é liberado dos reservatórios - as rochas de fosfato, depósitos de guano (excremento de aves marinhas) e depósitos de animais fossilizados - por erosão natural e filtração, e através da mineração e do uso como adubo pelo homem. O fósforo geralmente está na presente na natureza na forma de fosfato orgânico e inorgânico.  As plantas usam o fosfato inorgânico para produzir compostos orgânicos necessários para a vida. O fósforo inorgânico é absorvido pelos vegetais sob a forma de ortofosfato. E os animais recebem esse elemento ao ingerir as plantas. O fósforo nestes compostos participa da biomassa, com a morte das plantas e animais este fósforo retorna ao solo na forma inorgânica mediante os consumidores, quando eles usam a biomassa como alimento. O fósforo inorgânico liberado se torna parte do depósito de nutrientes no solo. Assim, o fósforo se move em um ciclo. Parte flui para fora do sistema com as águas que saem pela superfície do solo ou percolam para o lençol freático. O fósforo não tem fase gasosa em seu ciclo. Na maioria dos ecossistemas, as quantidades disponíveis de ortofosfato, seja no solo, seja na água, são muito baixas e este elemento é o fator limitante da produção biológica. Grande parte do fosfato carregado pela água ou escavado dos depósitos na rocha é eventualmente levado pelo mar (por isso peixes e animais marinhos são ricos em fósforo) - o homem e suas atividades mineradoras e distributivas aceleram este processo. Uma vez no mar, pode ser utilizado em ecossistemas marinhos ou depositado em sedimentos marinhos rasos ou profundos. Embora parte deste possa ser devolvida por corrente de ressurgência, grande parte se perde quase que permanentemente. Pode ser devolvido por processos geológicos de elevação de sedimentos.

4. FUNÇÃO DO FÓSFORO NO ORGANISMO HUMANO

O fósforo é um elemento essencial por participar das moléculas de DNA e RNA responsáveis pela transmissão das características genéticas, sendo indispensável à multiplicação celular, além de serem os compostos de fósforo os principais manipuladores de energia nas células vivas. É indispensável para a formação do ATP, sendo essencial para o armazenamento e transferência de energia nas células. Componente dos ossos, dos dentes e membranas celulares. Desempenha papel de cofator de múltiplos sistemas enzimáticos no metabolismo de gorduras, carboidratos e proteínas. Regula o equilíbrio ácido-básico do plasma. Mantém a integridade do sistema nervoso central e dos rins. Auxilia o corpo na utilização de vitaminas. Tanto o excesso, quanto a deficiência interferem na absorção de cálcio e no metabolismo.
Um indivíduo adulto com, em média, 70kg contém mais de 700g de Fósforo no corpo, destes, mais de 80% encontram-se na forma de sais de cálcio nos ossos, enquanto que o restante está no intracelular e nos tecidos metabolicamente ativos.
Segundo o “Food and Nutrition Board”, (National Research Council-National Academy of Sciences, 1989), a quantidade diária recomendada de Fósforo, é:
- Crianças: 800 mg
- Adolescentes e Jovens (dos11-24 anos): 1200 mg
- Adultos (> 25 anos): 800 mg
- Grávidas: 1200 mg
- Lactantes: 1200 mg

4.1 DEFICIÊNCIA DE FÓSFORO NOS HUMANOS

A carência de fósforo é rara uma vez que ele está presente em todas as proteínas animais e vegetais, e porque são adicionados fosfatos a muitos alimentos de uso corrente: bebidas do tipo cola e carnes processadas e congeladas. Mas algumas condições clínicas podem levar à redução do Fosfato sérico (do plasma), como por exemplo diabetes aguda, fase diurética após grandes queimaduras e acidose metabólica. O uso prolongado de antiácidos também pode originar carência de fósforo.  Principais sinais e sintomas clínicos:
- Dor e fraqueza muscular;
- Delírio, perda de memória, desorientação;
- Disfagia, anorexia, piora da função hepática nos pacientes com doença hepática crônica;
- Taquicardia, diminuição da capacidade vital;
- Dores ósseas, osteomalácia, pseudofraturas;
- Hipoparatireoidismo, hipoglicemia, resistência à insulina;
- Impedimento de transferência de oxigênio das células do sangue, diminuição da oxigenação tecidual, hemólise, diminuição da fagocitose e atividade bactericida, trombocitopemia e disfunção plaquetária

4.2 EXCESSO DE FÓSFORO NOS HUMANOS

A ingestão excessiva de fósforo, leva a uma diminuição da absorção de cálcio e aumenta a libertação de cálcio dos ossos. Agrava assim o risco de osteoporose. O fator crucial é o equilíbrio (proporção) entre a quantidade de cálcio e de fósforo no organismo.

4.3 FONTES DE FÓSFORO NA ALIMENTAÇÃO

O fósforo está presente em todas as proteínas vegetais e animais: carne vermelha e aves, peixe e marisco, leite, queijo, leguminosas, cereais integrais, frutos secos e soja. Os alimentos ricos em cálcio também costumam ser boas fontes de fósforo, o que facilita o equilíbrio entre os dois.

5. FÓSFORO NO SOLO

Os fosfatos no solo derivados da atividade humana vem principalmente de excrementos humanos e animais, da adubagem e de desperdícios (como ossos, cinzas, carne e plantas).
O fosfato de origem biológica forma fosfatos insolúveis especialmente associado ao ferro (Fe), alumínio (Al) e cálcio (Ca), permanecendo inalterável durante milênios.
Quando o fosfato de origem biológica é acrescentado ao solo, devido à ação dos restos de plantas e animais, este sofre diversos processos físicos e químicos. Estes processos acontecem por ocorrer uma decomposição que converte o fósforo orgânico em fosfatos minerais. São reações de ligação do fósforo com alguns componentes do solo, de maneira muito rápida e cuja força de atração faz com que o fósforo retorne muito lentamente para a solução do solo, abaixo da velocidade demandada pelas plantas. É esta conversão de fosfatos orgânicos em formas inorgânicas que fazem com que o fosfato permaneça no solo grande quantidade de tempo, isto acontece porque o fosfato orgânico desce proporcionalmente no solo e aumenta as formas de fosfato insolúvel.
Uma vez depositado no solo, o fosfato sofre uma mobilidade quer vertical quer horizontal que, depende do tipo de material acrescentado, do crescimento das plantas e da natureza do próprio solo.
Da mesma forma que a vegetação poderá provocar movimentos ascendentes, a ausência desta e a ocorrência de chuvas abundantes em determinadas zonas poderá provocar um movimento contrário, fazendo com que na parte superior do solo o perfil fosfático seja de menor intensidade.   
O pH também é fator limitante na concentração de fósforo do solo. À medida que o pH do solo aumenta, ocorre a redução das concentrações de Fe, Al e Mn na solução, reduzindo a precipitação do fósforo com os mesmos. Isso ocorre até a faixa de pH próximo a 6,5, acima do qual começam a ocorrer perdas de fósforo ligado ao cálcio.

5.1 CORREÇÃO DO SOLO

A calagem contribui para a redução da "fixação" do fósforo, uma vez que reduz a quantidade de cargas positivas do solo e eleva as negativas, reduzindo as possibilidades do fósforo utilizado na adubação se ligar fortemente à argila que promoveria menor disponibilização do nutriente. Se for utilizada fonte de fósforo de solubilidade gradual na adubação, ocorre maior possibilidade da planta absorver o fósforo antes que o solo o fixe, uma vez que as plantas, em geral, necessitam de fósforo disponível ao longo de todo o ciclo.
O Sistema de Plantio Direto também garante fonte gradual de fósforo pra as plantas. Para entender esse processo deve-se relembrar a dinâmica da matéria orgânica no solo. Primeiramente, a matéria orgânica é fonte natural de fósforo, liberando-o à medida que ocorre sua mineralização. Tal processo é favorecido pela maior concentração de oxigênio e incorporação do material orgânico ao solo. Logo, se não ocorre a movimentação do solo, essa mineralização ocorre de modo gradual, mantendo constante a liberação de pequenas doses de fósforo, o que possibilita maior chance da planta absorvê-lo antes que o solo o fixe. Além disso, substâncias orgânicas continuamente liberadas pela decomposição dos resíduos culturais na superfície do solo atuam como "invólucros" sobre os sítios de fixação de fósforo no solo, ou seja, a matéria orgânica reduz a exposição do fósforo à fase mineral do solo, que tem grande poder de "fixação".
Assim, o Sistema Plantio Direto, guardado as devidas proporções, se assemelha ao sistema das florestas tropicais; o que explica a possibilidade de elevação dos teores de P ao longo dos anos de cultivo, nos solos submetidos a esse sistema.

6. FÓSFORO NA ÁGUA

O elemento fósforo tido como fator limitante quanto à produtividade nas águas, é imediatamente incorporado à cadeia alimentar, via planctônica e/ou pelos outros organismos, após a morte dos anteriores, na forma livre ou via decompositores. Certos vegetais apresentam ainda a capacidade de reservar o elemento, para uso posterior, quando de necessidade.
No sistema aquático, o fósforo esta sob a forma de fosfato, sendo o ortofosfato a forma mais comum e a mais utilizada pelos vegetais. Tais compostos estão em quantidades muito pequenas na água, porém constituindo um importante elemento componente da substância viva (nucleoproteínas), além de estar ligado ao metabolismo respiratório e fotossintético.
Portanto, assim como o nitrogênio, o fósforo deve ser continuamente removido da água pela plantas, competindo com o solo, onde o mesmo (fósforo) é fortemente adsorvido, fixando-se no fundo em formas relativamente indisponíveis.
As fontes desse elemento para a água são: minerais fosfáticos, (apatitas); despejos domésticos e industriais sendo que na natureza ele não aparece em estado puro, por ser muito reativo em contato com o ar (com o oxigênio explode, formando o fosfato –PO4), a não ser dentro de alguns meteoritos ou quando produzido em laboratórios armazenado sem presença de oxigênio.
Em meio alcalino, águas ricas em cálcio forma-se o fosfato de cálcio que se precipita no sedimento, e em águas com ferro e alumínio o fosfato é liberado para as águas quando em condições redutoras.. Quando de elevado teor de oxigênio, águas ricas em ferro, fazem precipitar a forma fosfato ferroso insolúvel, juntamente com o hidróxido férrico que se forma sob as mesmas condições, portanto um fator considerável para redução do elemento fósforo é a oxigenação das águas.
Água clara, muito transparente e limpa, pode ser associada ao nível baixo de fosfato, possivelmente com certa diversidade em espécies de algas, porém em quantidade total bem baixa. Esta variedade de espécies irá diminuir à medida que o nível de fosfato aumenta, mas com o aumento da quantidade total de algas, ficando o meio mais propenso ao crescimento de vegetais do que animais.
Com o passar do tempo, mesmo em sistemas aquáticos não poluídos, mas que recebem contínuas porções de fosfato, através dos mais diversos contribuintes, a sedimentação e acúmulo no substrato favorece a contribuição das formas desse mineral ao meio aquático (água). Neste instante, quem irá apresentar um maior crescimento será um grupo de organismos (as cianobactérias), considerado por alguns como algas, por sintetizar clorofila e realizar fotossíntese, porém semelhantes a bactérias.
Com esta explosão de algas, a água torna-se turva, diminuindo a transparência, caracterizando-se o que se chama de eutroficação, ou seja ocasionado por um aumento gradual e contínuo do nível de nutrientes, como no caso o fosfato.
Tal explosão de algas, em especial as cianobactérias, significa também, diluição da capacidade de penetração da luz, queda do processo fontossintético, declínio do oxigênio, queda das trocas gasosas, aumento da decomposição da matéria orgânica e morte de organismos. Com o desenvolvimento de situações anaeróbias (sem oxigênio) e ação das bactérias que não necessitam deste gás, acontece a liberação de toxinas pelas algas e bactérias, por exemplo os sulfetos, isto sem contar com o aumento das concentrações das amônias e nitrito, pela inexistência ou retenção do ciclo do nitrogênio.
Os sedimentos com fosfato são insolúveis, porém formas solúveis estão presentes, em pequeníssimas concentrações, na água (H2PO4; HPO42- PO43- ) .
Como o fosfato pode ser encontrado no sistema aquático: (algumas formas)
•    Formas (Fósforo) solúveis na água: incorporada ao plancton = 3,4%
•    Formas (Fósforo) solúveis na água propriamente dita = 0,0005%
•    Formas (Fósforo) solúveis adsorvido ao solo (intersticial) = 0,7%
•    Formas (Fósforo) precipitado nos substratos = 94,1%
Fósforo solúvel nos organismos bentônicos = 1,85

7. CONCLUSÃO

Bem menos conhecido que o ciclo do nitrogênio, o ciclo do fosfato não necessita das bactérias para ocorrer.
A sua circulação se passa de um organismo ao outro, dentro da biosfera, através da cadeia alimentar, na forma orgânica, podendo eventualmente entornar a forma inorgânica e reciclado.
As plantas (terrestres ou de água rasas) na presença da luz absorvem o fosfato inorgânico; também plantas absorvem o fosfato inorgânico presente, como resultado da erosão de rochas. O fosfato é insolúvel, o que não acontece com o nitrato, altamente solúvel na água.
Através da decomposição orgânica, esse mineral deixa a cadeia alimentar (vegetais/animais)etc.), podendo retornar ao solo e/ou então retornar a cadeia alimentar (reabsorção pelas plantas); e/ou perder-se da cadeia alimentar e retornar ao meio aquático carreado para o sedimento.
A disponibilidade do fosfato inorgânico é muitíssimo maior no solo e em águas que permitam a penetração da luz, porém bem pouco para ser utilizado pelas plantas, pois os sedimentos com fosfato são insolúveis e a erosão carreia pouquíssima quantidade desse mineral.

8. BIBLIOGRAFIA

http://www.uc.pt/aia/fosfato.html disponível em: 13/09/2005
http://www.ucs.br/LaVia/cap/ambiente/fos.htm disponível em: 15/09/2005
http://www.mercadodapesca.com.br/aquicultura2.php?pag=22 disponível em: 15/09/2005
http://www.mercadodapesca.com.br/aquicultura2.php?pag=19 disponível em: 15/09/2005
http://www.manah.com.br/main_informativos_2.asp disponível em: 16/09/2005
http://nutricao.blogspot.com/#fosforo disponível em: 15/09/2005
http://www.sbnpe.com.br/noticias-patrocinadores/glycophos.htm disponível em: 14/09/2005
http://www.afh.bio.br/digest/digest3.asp disponível em: 15/09/2005
http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./agua/doce/index.html&conteudo=./agua/doce/artigos/eco_aquaticos.html disponível em: 14/09/2005

O Ciclo do Enxofre

Ciclo do Enxofre

Enxofre é uma substância amarela encontrada no solo, que queima com facilidade. Ele entra na produção de ácido sulfúrico, uma substância muito utilizada para fertilizantes, corantes e explosivos (pólvora, palitos de fósforo, etc). O enxofre é encontrado nas rochas sedimentares, (formadas por depósitos que se acumularam pela ação da natureza) nas rochas vulcânicas, no carvão , no gás natural etc.

O enxofre é essencial para a vida, faz parte da moléculas de proteína, vitais para o nosso corpo. Cerca de 140g de enxofre estão presentes no ser humano. A natureza recicla enxofre sempre que um animal ou planta morre. Quando apodrecem, as substâncias chamadas de “sulfatos”, combinados com a água são absorvidos pelas raízes das plantas. Os animais o obtêm comendo vegetais ou comendo outros animais.

Quando o ciclo é alterado, animais e plantas sofrem, isso vem acontecendo através da constante queima de carvão, petróleo e gás. Esses combustíveis são chamados de “fósseis”, pois se formaram há milhões de anos, a partir da morte de imensas florestas tropicais ou da morte de microscópicas criaturas denominadas “plânctons”.

Chuva Ácida

Ao queimar combustíveis fósseis para acionar as usinas, fábricas e veículos, é lançado enxofre no ar. Esse enxofre sobe para a atmosfera na forma de gás chamado “dióxido de enxofre”, um grande poluente do ar. Quando o dióxido de enxofre se junta à umidade da atmosfera, forma o ácido sulfúrico, um dos principais componentes das chuvas ácidas.

O dióxido de enxofre é produzido também nos pântanos e vulcões, mas em quantidades que o meio ambiente consegue assimilar. Atualmente existem enormes quantidades de fontes poluidoras, tornando as chuvas mais carregadas de ácido, dificultando ao meio ambiente anular seus efeitos. A chuva causa danos às folhas de espécies vegetais comprometendo a produção agrícola. Torna-se mais grave próxima às grandes concentrações industriais, atinge as florestas, os peixes e corroe edificações de pedra e concreto, inclusive metais expostos ao tempo que enferrujam mais rápido, como as pontes e edificações de aço.

 Fonte www.sobiologia.com.br

O Ciclo do carbono

O ciclo do carbono e a elevação da temperatura global.

O carbono é o elemento químico fundamental dos compostos orgânicos, cujo ciclo consiste na assimilação (fixação) dos átomos contidos nas moléculas simples de gás carbônico presente na atmosfera (CO₂), e convertidos em substâncias mais elaboradas (carboidratos, proteínas), a partir do metabolismo fotossintético realizado pelos organismos autotróficos.

Parte dos compostos orgânicos formados são aproveitados pelo próprio organismo produtor, e o restante da produção incorporada à biomassa do mesmo, servindo como fonte de nutrientes para os subsequentes níveis tróficos da cadeia alimentar, os consumidores: primários (herbívoros), secundários (onívoros) e terciários (todos os carnívoros), até o nível dos decompositores, efetuando a degradação da matéria.

Portanto, são os seres produtores os que iniciam o ciclo do carbono, captado pelos demais organismos e finalizado pelos decompositores, devolvendo ao ambiente todos os nutrientes, incluindo o carbono, para o reinício do processo.

Lembrando que a devolução de carbono não ocorre somente com a morte de um organismo (animal ou vegetal), mas continuamente durante a vida de qualquer ser, através da respiração.

Contudo, a queima de combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo, utilizados em termelétricas e veículos automotivos, colaboram consideravelmente com a emissão de gás carbônico no ambiente, causando gradual elevação da temperatura média global decorrente do efeito estufa.

Fonte: http://www.brasilescola.com/biologia/ciclo-carbono.htm

Ciclo do Carbono

 As plantas realizam fotossíntese retirando o carbono do CO₂ do ambiente para formatação de matéria orgânica. Esta última é oxidada pelo processo de respiração celular, que resulta em liberação de CO2 para o ambiente. A decomposição e queima de combustíveis fósseis (carvão e petróleo) também libera CO₂ no ambiente. Além disso, o aumento no teor de CO₂ atmosférico causa o agravamento do "efeito estufa" que pode acarretar o descongelamento de geleiras e das calotas polares com conseqüente aumento do nível do mar e inundação das cidades litorâneas.     

         

Efeito estufa

O Efeito Estufa é a forma que a Terra tem para manter sua temperatura constante. A atmosfera é altamente transparente à luz solar, porém cerca de 35% da radiação que recebemos vai ser refletida de novo para o espaço, ficando os outros 65% retidos na Terra. Isto deve-se principalmente ao efeito sobre os raios infravermelhos de gases como o Dióxido de Carbono, Metano, Óxidos de Azoto e Ozônio presentes na atmosfera (totalizando menos de 1% desta), que vão reter esta radiação na Terra, permitindo-nos assistir ao efeito calorífico dos mesmos.

Nos últimos anos, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado cerca de 0,4% anualmente; este aumento se deve à utilização de petróleo, gás e carvão e à destruição das florestas tropicais. A concentração de outros gases que contribuem para o Efeito de Estufa, tais como o metano e os clorofluorcarbonetos também aumentaram rapidamente. O efeito conjunto de tais substâncias pode vir a causar um aumento da temperatura global (Aquecimento Global) estimado entre 2 e 6 ºC nos próximos 100 anos. Um aquecimento desta ordem de grandeza não só irá alterar os climas em nível mundial como também irá aumentar o nível médio das águas do mar em, pelo menos, 30 cm, o que poderá interferir na vida de milhões de pessoas habitando as áreas costeiras mais baixas. Se a terra não fosse coberta por um manto de ar, a atmosfera, seria demasiado fria para a vida.

As condições seriam hostis à vida, a qual de tão frágil que é, bastaria uma pequena diferença nas condições iniciais da sua formação, para que nós não pudessemos estar aqui discutindo-a.

O Efeito Estufa consiste, basicamente, na ação do dióxido de carbono e outros gases sobre os raios infravermelhos refletidos pela superfície da terra, reenviando-os para ela, mantendo assim uma temperatura estável no planeta. Ao irradiarem a Terra, parte dos raios luminosos oriundos do Sol são absorvidos e transformados em calor, outros são refletidos para o espaço, mas só parte destes chega a deixar a Terra, em consequência da ação refletora que os chamados "Gases de Efeito Estufa" (dióxido de carbono, metano, clorofluorcarbonetos- CFCs- e óxidos de azoto) têm sobre tal radiação reenviando-a para a superfície terrestre na forma de raios infravermelhos.

Desde a época pré-histórica que o dióxido de carbono tem tido um papel determinante na regulação da temperatura global do planeta. Com o aumento da utilização de combustíveis fósseis (Carvão, Petróleo e Gás Natural) a concentração de dióxido de carbono na atmosfera duplicou nos últimos cem anos. Neste ritmo e com o abatimento massivo de florestas que se tem praticado (é nas plantas que o dióxido de carbono, através da fotossíntese, forma oxigênio e carbono, que é utilizado pela própria planta) o dióxido de carbono começará a proliferar levando, muito certamente, a um aumento da temperatura global, o que, mesmo tratando-se de poucos graus, levaria ao degelo das calotes polares e a grandes alterações a nível topográfico e ecológico do planeta.

Fonte: http://www.sobiologia.com.br

Fluxo de matéria e energia na natureza

Fluxo de matéria e energia na natureza

Fluxo de matéria e energia na natureza

Os elementos químicos que compõem a matéria dos ecossitemas participam de ciclos biogeoquímicos. Dessa forma, esses elementos químicos, em certas situações, compõem os compostos orgânicos que integram os seres vivos e em outras situações, compõem compostos inorgânicos na forma de gases, água ou sais minerais.

Fluxo de energia e níveis tróficos

A energia luminosa captada por algas, plantas e bactérias fotossintetizantes é utilizada na produção de substâncias orgânicas, nas quais fica armazenada como energia química. Ao comer seres fotossintetizantes, os consumidores primários aproveitam a energia contida nas moléculas das substâncias orgânicas ingeridas, utilizando-as em seus processos vitais, inclusive na síntese de suas próprias substâncias orgânicas. Os consumidores secundários, por sua vez, ao comer consumidores primários, utilizam as substâncias destes como fonte de energia, e assim por diante.

Portanto, a transferência de energia na cadeia alimentar é unidirecional, ela tem início com a captação da energia luminosa pelos produtores e termina com a ação dos decompositores.

Em uma cadeia alimentar, portanto a quantidade de energia presente em um nível trófico é sempre maior que a energia que pode ser transferida ao nível seguinte. Isso ocorre porque todos os seres vivos consomem parte da energia do alimento para a manutenção de sua própria vida e não transferem essa parcela para o nível trófico seguinte.

Além disso, quando um animal come uma planta ou outro animal, parte das moléculas orgânicas contida no alimento não é aproveitada, sendo eliminada na urina e fezes.

Fonte: AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia V.3 - 2ª ed.. São Paulo: Moderna, 2004, p.300-301.

Nomenclatura Científica

Nomenclatura Científica

 

Nomenclatura é a atribuição de nomes (nome científico) a organismos e às categorias nas quais são classificados.

O nome científico é aceito em todas as línguas, e cada nome aplica-se apenas a uma espécie.

Há duas organizações internacionais que determinam as regras de nomenclatura, uma para zoologia e outra para botânica. Segundo as regras, o primeiro nome publicado (a partir do trabalho de Lineu) é o correto, a menos que a espécie seja reclassificada, por exemplo, em outro gênero. A reclassificação tem ocorrido com certa frequência desde o século XX. O Código Internacional de Nomenclatura Zoológica preconiza que neste caso mantém-se a referência a quem primeiro descreveu a espécie, com o ano da decisão, entre parênteses, e não inclui o nome de quem reclassificou. Esta norma internacional decorre, entre outras coisas, do fato de ser ainda nova a abordagem genética da taxonomia, sujeita a revisão devido a novas pesquisas científicas, ou simplesmente a definição de novos parâmetros para a delimitação de um táxon, que podem ser morfológicos, ecológicos, comportamentais etc.

O sistema atual identifica cada espécie por dois nomes em latim: o primeiro, em maiúscula, é o gênero, o segundo, em minúscula, é o epíteto específico. Os dois nomes juntos formam o nome da espécie. Os nomes científicos podem vir do nome do cientista que descreveu a espécie, de um nome popular desta, de uma característica que apresente, do lugar onde ocorre, e outros. Por convenção internacional, o nome do gênero e da espécie é impresso em itálico, grifado ou em negrito, o dos outros táxons não. Subespécies têm um nome composto por três palavras.

Ex.: Canis familiares, Canis lupus, Felis catus.

Nomenclatura popular

A nomeação dos seres vivos que compõe a biodiversidade constitui uma etapa do trabalho de classificação. Muitos seres são "batizados" pela população com nomes denominados populares ou vulgares, pela comunidade científica.

Esses nomes podem designar um conjunto muito amplo de organismos, incluindo, algumas vezes, até grupos não aparentados.

O mesmo nome popular pode ser atribuído a diferentes espécies, como neste exemplo:

Ananas comosus

Ananas ananassoides

Estas duas espécies do gênero ananas são chamadas pelo mesmo nome popular Abacaxi.

Outro exemplo é o crustáceo de praia Emerita brasiliensis, que no Rio de Janeiro é denominado tatuí, e nos estados de São Paulo e Paraná é chamado de tatuíra.

Em contra partida, animais de uma mesma espécie podem receber vários nomes, como ocorre com a onça-pintada, cujo nome científico é Panthera onca.

Outros nomes populares:

canguçu, onça-canguçu, jaguar-canguçu

Um outro exemplo é a planta Manihot esculenta, cuja raiz é muito apreciada como alimento. Dependendo da região do Brasil, ela é conhecida por vários nomes: aipim, macaxeira ou mandioca.

Considerando os exemplo apresentados, podemos perceber que a nomenclatura popular varia bastante, mesmo num país como o Brasil, em que a população fala um mesmo idioma, excetuando-se os idiomas indígenas. Imagine se considerarmos o mundo todo, com tantos, com tantos idiomas e dialetos diferentes, a grande quantidade de nomes de um mesmo ser vivo pode receber. Desse modo podemos entender a necessidade de existir uma nomenclatura padrão, adotada internacionalmente, para facilitar a comunicação de diversos profissionais, como os médicos, os zoólogos, os botânicos e todos aqueles que estudam os seres vivos. 

Fonte: http://www.sobiologia.com.br

A Filogênese dos Seres Vivos

A Filogênese dos Seres Vivos

Qual foi o ancestral dos répteis (lagartos, cobras) que vivem na Terra atual? Essas e outras perguntas relativas à origem dos grandes grupo de seres vivos eram difíceis de serem respondidas até surgir, em 1859, a Teoria da evolução Biológica por Seleção Natural, proposta por Charles Darwin e Alfred Russel Wallace. Com a compreensão de "como" a evolução biológica ocorre, os biólogos passaram a sugerir hipóteses para explicar a possível relação de parentesco entre os diversos grupos de seres vivos.

Diagramas em forma de árvore - elaborados com dados de anatomia e embriologia comparadas, além de informações derivadas do estudo de fósseis - mostraram a hipotética origem de grupos a partir de supostos ancestrais. Essas supostas "árvores genealógicas" ou "filogenéticas" (do grego, phylon = raça, tribo + génesis = fonte, origem, início) simbolizavam a história evolutiva dos grupos que eram comparados, além de sugerir uma provável época de origem para cada um deles. Como exemplo veja a figura abaixo.

O esquema representa uma provável "história evolutiva" dos vertebrados. Note que estão representados os grupos atuais - no topo do esquema- bem como os prováveis ancestrais. Perceba que o grupo das lampreias (considerados "peixes" sem mandíbula) é bem antigo (mais de 500 milhões de anos). Já cerca de 150 milhões de anos, provavelmente a partir de um grupo de dinossauros ancestrais. Note, ainda, que o parentesco existe entre aves e répteis é maior do que existe entre mamífero e répteis, e que os três grupos foram originados de um ancestral comum.

Atualmente com um maior número de informações sobre os grupos taxonômicos passaram-se a utilizar computadores para se gerar as arvores filogenéticas e os cladogramas para estabelecer as inúmeras relações entre os seres vivos.

Estabelecendo Filogenias com os Cladogramas

Ao dispor de um grande número de características comparativas, mais confiáveis - anatômicas, embriológicas, funcionais, genéticas, comportamentais etc. - os biólogos interessados na classificação dos seres vivos puderam elaborar hipóteses mais consistentes a respeito da evolução dos grandes grupos. Influenciados pelo trabalho de Wili Hennig - um cientista alemão, especialista em insetos - passaram a apresentar as características em cladogramas. Neste tipo de diagrama, utiliza-se uma linha, cujo ponto de origem - a raiz- simboliza um provável grupo (ou espécie) ancestral. De cada nó surge um ramo, que conduz a um ou a vários grupos terminais. Com os cladogramas pode-se estabelecer uma comparação entre as características primitivas - que existiam em grupos ancestrais - e as derivadas - compartilhadas por grupos que os sucederam.

Classificação dos Seres Vivos

Classificação dos Seres Vivos

A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos. Inclui a taxonomia (ciência da descoberta, descrição e classificação das espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios) e também a filogenia (relações evolutivas entre os organismos). Em geral, diz-se que compreende a classificação dos diversos organismos vivos. Em biologia, os sistematas são os cientistas que classificam as espécies em outros táxons a fim de definir o modo como eles se relacionam evolutivamente.

O objetivo da classificação dos seres vivos, chamada taxonomia, foi inicialmente o de organizar as plantas e animais conhecidos em categorias que pudessem ser referidas. Posteriormente a classificação passou a respeitar as relações evolutivas entre organismos, organização mais natural do que a baseada apenas em características externas. Para isso se utilizam também características ecológicas, fisiológicas, e todas as outras que estiverem disponíveis para os táxons em questão. É a esse conjunto de investigações a respeito dos táxons que se dá o nome de Sistemática. Nos últimos anos têm sido tentadas classificações baseadas na semelhança entre genomas, com grandes avanços em algumas áreas, especialmente quando se juntam a essas informações aquelas oriundas dos outros campos da Biologia.

A classificação dos seres vivos é parte da sistemática, ciência que estuda as relações entre organismos, e que inclui a coleta, preservação e estudo de espécimes, e a análise dos dados vindos de várias áreas de pesquisa biológica.

O primeiro sistema de classificação foi o de Aristóteles no século IV a.C., que ordenou os animais pelo tipo de reprodução e por terem ou não sangue vermelho. O seu discípulo Teofrasto classificou as plantas por seu uso e forma de cultivo.

Nos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em características anatômicas superficiais. No entanto, como a ancestralidade comum pode ser a causa de tais semelhanças, este sistema demonstrou aproximar-se da natureza, e continua sendo a base da classificação atual. Lineu fez o primeiro trabalho extenso de categorização, em 1758, criando a hierarquia atual.

A partir de Darwin a evolução passou a ser considerada como paradigma central da Biologia, e com isso evidências da paleontologia sobre formas ancestrais, e da embriologia sobre semelhanças nos primeiros estágios de vida. No século XX, a genética e a fisiologia tornaram-se importantes na classificação, como o uso recente da genética molecular na comparação de códigos genéticos. Programas de computador específicos são usados na análise matemática dos dados.

Em fevereiro de 2005 Edward Osborne Wilson, professor aposentado da Universidade de Harvard, onde cunhou o termo biodiversidade e participou da fundação da sociobiologia, ao defender um "projeto genoma" da biodiversidade da Terra, propôs a criação de uma base de dados digital com fotos detalhadas de todas a espécies vivas e a finalização do projeto Árvore da vida. Em contraposição a uma sistemática baseada na biologia celular e molecular, Wilson vê a necessidade da sistemática descritiva para preservar a biodiversidade.

Do ponto de vista econômico, defendem Wilson, Peter Raven e Dan Brooks, a sistemática pode trazer conhecimentos úteis na biotecnologia, e na contenção de doenças emergentes. Mais da metade das espécies do planeta é parasita, e a maioria delas ainda é desconhecida.

De acordo com a classificação vigente as espécies descritas são agrupadas em gêneros. Os gêneros são reunidos, se tiverem algumas características em comum, formando uma família. Famílias, por sua vez, são agrupadas em uma ordem. Ordens são reunidas em uma classe. Classes de seres vivos são reunidas em filos. E os filos são, finalmente, componentes de alguns dos cinco reinos (Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia).

 Fonte: http://www.sobiologia.com.br

Doenças humanas virais

Doenças humanas virais

No homem, inúmeras doenças são causadas por esses seres acelulares. Praticamente todos os tecidos e órgãos humanos são afetados por alguma infecção viral. Abaixo você encontra as viroses mais frequentes na nossa espécie. Valorize principalmente os mecanismos de transmissão e de prevenção. Note que a febre amarela e dengue são duas viroses que envolvem a transmissão por insetos (mosquito da espécieAedes aegypti). Para a primeira, existe vacina. Duas viroses relatadas abaixo, AIDS e condiloma acuminado, são doenças sexualmente trasmissíveis (DSTs). A tabela também relaciona viroses comuns na infância, rubélola, caxumba, sarampo, poliomelite - para as quais exiestem vacinas.

Algumas das principais viroses que acometem os seres humanos:

Clic em um dos links para abrir o conteudo.

• Resfriado Comum;
• Caxumba;
• Raiva;
• Rubéola;
• Sarampo;
• Hepatites;
• Dengue;
• Poliomielite;
• Febre amarela;
• Varicela ou Catapora;
• Varíola;
• Meningite viral;
• Mononucleose Infecciosa;
• Herpes
• Condiloma
• Hantavirose
• AIDS.

Prevenção e tratamento de doenças virais

Devido ao uso da maquinaria das células do hospedeiro, os vírus tornam-se difíceis de matar. As mais eficientes soluções médicas para as doenças virais são, até agora, as vacinas para prevenir as infecções, e drogas que tratam os sintomas das infecções virais. Os pacientes frequentemente pedem antibióticos, que são inúteis contra os vírus, e seu abuso contra infecções virais é uma das causas de resistência antibiótica em bactérias. Diz-se, às vezes, que a ação prudente é começar com um tratamento de antibióticos enquanto espera-se pelos resultados dos exames para determinar se os sintomas dos pacientes são causados por uma infecção por vírus ou bactérias.

Fonte: http://www.sobiologia.com.br/

Vírus são os únicos organismos acelulares da Terra atual.

Vírus

Vírus são os únicos organismos acelulares da Terra atual.

Os vírus são seres muito simples e pequenos (medem menos de 0,2 µm), formados basicamente por uma cápsula proteica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA, RNAou os dois juntos (citomegalovírus). A palavra vírus vem do Latim vírus que significa fluído venenoso outoxina. Atualmente é utilizada para descrever os vírus biológicos, além de designar, metaforicamente, qualquer coisa que se reproduza de forma parasitária, como ideias. O termo vírus de computador nasceu por analogia. A palavra vírion ou víron é usada para se referir a uma única partícula viral que estiver fora da célula hospedeira.

Das 1.739.600 espécies de seres vivos conhecidos, os vírus representam 3.600 espécies.

Ilustração do vírus HIV mostrando as proteínas do capsídeo responsáveis pela aderencia na célula hospedeira.

Vírus é uma partícula basicamente proteica que pode infectar organismos vivos. Vírus são parasitas obrigatórios do interior celular e isso significa que eles somente se reproduzem pela invasão e possessão do controle da maquinaria de auto-reprodução celular. O termo vírus geralmente refere-se às partículas que infectam eucariontes (organismos cujas células têm carioteca), enquanto o termo bacteriófago ou fago é utilizado para descrever aqueles que infectamprocariontes (domínios bacteria e archaea). Tipicamente, estas partículas carregam uma pequena quantidade de ácido nucleico (seja DNA ou RNA, ou os dois) sempre envolto por uma cápsula proteica denominada capsídeo. As proteínas que compõe o capsídeo são específicas para cada tipo de vírus. O capsídeo mais o ácido nucleico que ele envolve são denominados nucleocapsídeo. Alguns vírus são formados apenas pelo núcleo capsídeo, outros no entanto, possuem um envoltório ou envelope externo ao nucleocapsídeo. Esses vírus são denominados vírus encapsulados ou envelopados.

O envelope consiste principalmente em duas camadas de lipídios derivadas da membrana plasmática da célula hospedeira e em moléculas de proteínas virais, específicas para cada tipo de vírus, imersas nas camadas de lipídios.

São as moléculas de proteínas virais que determinam qual tipo de célula o vírus irá infectar. Geralmente, o grupo de células que um tipo de vírus infecta é bastante restrito. Existem vírus que infectam apenas bactérias, denominadas bacteriófagos, os que infectam apenas fungos, denominados micófagos; os que infectam as plantas e os que infectam os animais, denominados, respectivamente, vírus de plantas e vírus de animais.

Esquema do Vírus HIV

Os vírus não são constituídos por células, embora dependam delas para a sua multiplicação. Alguns vírus possuem enzimas. Por exemplo o HIV tem a enzima Transcriptase reversa que faz com que o processo de Transcrição reversa seja realizado (formação de DNA a partir do RNA viral). Esse processo de se formar DNA a partir de RNA viral é denominado retrotranscrição, o que deu o nome retrovírus aos vírus que realizam esse processo. Os outros vírus que possuem DNA fazem o processo de transcrição (passagem da linguagem de DNA para RNA) e só depois a tradução. Estes últimos vírus são designados de adenovírus.

Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios: a falta de hialoplasma e ribossomos impede que eles tenham metabolismo próprio. Assim, para executar o seu ciclo de vida, o vírus precisa de um ambiente que tenha esses componentes. Esse ambiente precisa ser o interior de uma célula que, contendo ribossomos e outras substâncias, efetuará a síntese das proteínas dos vírus e, simultaneamente, permitirá que ocorra a multiplicação do material genético viral.

Em muitos casos os vírus modificam o metabolismo da célula que parasitam, podendo provocar a sua degeneração e morte. Para isso, é preciso que o vírus inicialmente entre na célula: muitas vezes ele adere à parede da célula e "injeta" o seu material genético ou então entra na célula por englobamento - por um processo que lembra a fagocitose, a célula "engole" o vírus e o introduz no seu interior.

Vírus, seres vivos ou não?

Vírus não têm qualquer atividade metabólica quando fora da célula hospedeira: eles não podem captar nutrientes, utilizar energia ou realizar qualquer atividade biossintética. Eles obviamente se reproduzem, mas diferentemente de células, que crescem, duplicam seu conteúdo para então dividir-se em duas células filhas, os vírus replicam-se através de uma estratégia completamente diferente: eles invadem células, o que causa a dissociação dos componentes da partícula viral; esses componentes então interagem com o aparato metabólico da célula hospedeira, subvertendo o metabolismo celular para a produção de mais vírus.

Há grande debate na comunidade científica sobre se os vírus devem ser considerados seres vivos ou não, e esse debate e primariamente um resultado de diferentes percepções sobre o que vem a ser vida, em outras palavras, a definição de vida. Aqueles que defendem a ideia que os vírus não são vivos argumentam que organismos vivos devem possuir características como a habilidade de importar nutrientes e energia do ambiente, devem ter metabolismo (um conjunto de reações químicas altamente inter-relacionadas através das quais os seres vivos constroem e mantêm seus corpos, crescem e performam inúmeras outras tarefas, como locomoção, reprodução, etc.); organismos vivos também fazem parte de uma linhagem contínua, sendo necessariamente originados de seres semelhantes e, através da reprodução, gerar outros seres semelhantes (descendência ou prole), etc.

Os vírus preenchem alguns desses critérios: são parte de linhagens contínuas, reproduzem-se e evoluem em resposta ao ambiente, através de variabilidade e seleção, como qualquer ser vivo. Porém, não têm metabolismo próprio, por isso deveriam ser considerados "partículas infecciosas", ao invés de seres vivos propriamente ditos. Muitos, porém, não concordam com essa perspectiva, e argumentam que uma vez que os vírus são capazes de reproduzir-se, são organismos vivos; eles dependem do maquinário metabólico da célula hospedeira, mas até aíi todos os seres vivos dependem de interações com outros seres vivos. Outros ainda levam em consideração a presença massiva de vírus em todos os reinos do mundo natural, sua origem - aparentemente tão antiga como a própria vida - sua importância na história natural de todos os outros organismos, etc. Conforme já mencionado, diferentes conceitos a respeito do que vem a ser vida formam o cerne dessa discussão. Definir vida tem sido sempre um grande problema, e já que qualquer definição provavelmente será evasiva ou arbitrária, dificultando assim uma definição exata a respeito dos vírus.

Imagens de Vírus