Resumo de biologia: Cadeias alimentares e o fluxo de energia

Cadeia alimentar e níveis tróficos.

Cadeia alimentar é uma sequência de eventos na qual um organismo se alimenta de outro, com o objetivo de obter matéria orgânica para síntese de suas próprias moléculas e energia para realização de atividades metabólicas.

Em uma cadeia alimentar há presença de três níveis tróficos: os produtores, os consumidores e os decompositores. Os produtores são organismos autótrofos, que produzem seu próprio alimento a partir da matéria inorgânica, convertendo energia solar em energia química, através do processo de fotossíntese, ou realizando a oxidação de componentes inorgânicos, processo conhecido como quimiossíntese. Na maioria dos ecossistemas terrestres, os produtores são plantas, enquanto nos ecossistemas aquáticos, podem ser algas pluricelulares ou unicelulares, formadora do fitoplâncton, junto com as cianobactérias. Em regiões sem luz, a produção de matéria orgânica fica a cargo dos organismos quimiossintetizantes, como algumas bactérias e arqueas.

Os consumidores são representados pelos organismos heterótrofos, que podem ser de primeira ordem, quando se alimentam de um produtor, de segunda ordem, quando se alimentam de um consumidor primário, de terceira ordem, quando se alimentam de um consumidor secundário e assim sucessivamente.

Já os decompositores são microrganismos responsáveis por transformar toda a matéria orgânica disponível (fezes, detritos, folhas e animais mortos), em matéria inorgânica, devolvendo para o ambiente os elementos necessários para a construção de novas cadeias carbônicas.
 

Cadeias alimentares terrestres e aquáticas e teias alimentares.

As cadeias alimentares terrestres começam com os produtores, em destaque as plantas (lembre-se que podem existir algas ou até microrganismos quimiossintetizantes no meio terrestre) que produzem seu próprio alimento através da fotossíntese. Seres herbívoros, como gafanhotos, alimentam dos produtores, enquanto os carnívoros, como sapos se alimentam dos consumidores primários. 

As cadeias alimentares aquáticas são semelhantes às terrestres, com os produtores sendo representados pelas algas pluricelulares ou unicelulares e cianobactérias, formadoras do fitoplâncton. Os consumidores primários podem ser microrganismos que compõem o zooplâncton, como microcrustáceos, protozoário e larvas de animais. A comunidade biológica formada pelo fitoplâncton e zooplâncton é denominada plâncton, organismos que apresentam movimentação passiva na água. Em sequência, temos os consumidores que fazem parte do nécton, seres com capacidade de se deslocar ativamente na coluna d´água, como por exemplo, peixes e águas-vivas, e os bentos, organismos que se movimentam ou são fixos ao substrato aquático, como as esponjas e as estrelas-do-mar. 

As teias alimentares são conjuntos de cadeias alimentares interconectadas, que representam de modo mais realista as interações alimentares entre os organismos no ecossistema. As teias alimentares são importantes para entender como as mudanças em um ecossistema afetam outros organismos. Por exemplo, a remoção de uma espécie em uma teia alimentar pode afetar outras espécies que dependem dela como alimento, causando um efeito cascata em todo o ecossistema.

Além disso, a teia alimentar também pode ser afetada por fatores como a disponibilidade de recursos, a competição entre espécies e a predação. Por isso, o estudo das teias alimentares é fundamental para entender as dinâmicas dos ecossistemas e para a conservação da biodiversidade.
 

Controle biológico e espécies exóticas.

É importante que as interações existentes entre as espécies em um determinado meio sejam equilibradas, pois os organismos interferem diretamente e indiretamente nas densidades populacionais uns dos outros. Caso alguma população seja afetada por fatores abióticos ou bióticos do meio, provocados pelos humanos ou não, pode desencadear uma série de consequências desastrosas a todo o ecossistema, favorecendo o aparecimento ou o agravamento de problemas de saúde, econômicos ou sociais para nossa população.

O aumento de uma determinada população de organismos pode causar grandes prejuízos como a diminuição da biodiversidade, a redução da produção de alimentos e a perda de serviços ecossistêmicos importantes, como a purificação da água e do ar e uma das medidas que visam diminuir esses impactos negativos no ambiente é o controle biológico de espécies, técnica na qual se utilizam organismos vivos que são inimigos naturais de determinadas pragas, como predadores, parasitas ou patógenos. Esses organismos são introduzidos no ambiente para controlar a população da praga, reduzindo assim a necessidade de pesticidas químicos.

Uma das principais vantagens do controle biológico é que ele é considerado uma técnica ecologicamente correta, pois não prejudica o meio ambiente e não afeta a saúde humana. Além disso, os organismos utilizados no controle biológico tendem a ser específicos para a praga que está sendo controlada, o que minimiza o risco de afetar outras espécies.

No entanto, é importante ressaltar que o controle biológico pode não ser eficaz em todas as situações, e que é necessário fazer um estudo cuidadoso da praga e dos organismos utilizados para garantir que a técnica seja eficaz, pois em um passado recente, muitas nações importaram organismos nativos de outros locais para realizar o controle biológico, porém a introdução de espécies fora de sua área de distribuição natural pode acarretar em danos econômicos, ambientais e de saúde pública. Essas espécies exóticas, ou também denominadas de espécies invasoras, podem competir com as espécies nativas por recursos, e reduzir a biodiversidade local, além disso, podem causar impactos econômicos negativos em setores como a agricultura, a pesca e o turismo, além de representarem um risco para a saúde humana. É importante ressaltar que nem sempre esses organismos são introduzidos em uma área de maneira intencional pelo ser humano, também podem chegar a um novo ambiente de modo acidental ou até mesmo natural. 
 

Fluxo de energia.

A matéria orgânica apresenta basicamente duas finalidades para os organismos: constituir suas estruturas corporais/celulares e ser fonte de energia para as atividades metabólicas. Organismos autótrofos são capazes de produzir a matéria orgânica a partir da inorgânica e converter diferentes formas de energia presentes na biosfera, como a energia solar, em energia química, ficando armazenada nas moléculas orgânicas, que são transferidas aos outros organismos da cadeia alimentar. Desse modo a energia que entra na cadeia alimentar através dos produtores, segue de um nível trófico para o próximo, sendo sempre parcialmente convertida em outras formas de energia, como calor, ou utilizada pelos próprios organismos para suas atividades metabólicas, ou até ficando indisponível para o organismo consumidor, ficando presa em parte da matéria orgânica que é eliminado pelas fezes. Isso significa que a quantidade de energia disponível diminui à medida que se move através da cadeia alimentar.

Além disso, o fluxo de energia na cadeia alimentar é unidirecional, o que significa que a energia flui em uma única direção, dos produtores para os consumidores e, eventualmente, para os decompositores, que transformam a matéria orgânica em componentes inorgãnicos e reciclam os nutrientes de volta para o ambiente, mas a energia não pode ser reciclada, ou seja, ela não pode ser reutilizada pelos organismos autótrofos ou heterótrofos.
 

Pirâmides ecológicas. 

As pirâmides ecológicas são representações gráficas que mostram a transferência de energia e matéria ao longo das diferentes camadas tróficas de um ecossistema. Elas são compostas por diferentes níveis, que vão desde os produtores (plantas) até os consumidores finais (predadores) e são importantes porque nos ajudam a entender a dinâmica dos ecossistemas e a relação entre os diferentes seres vivos que os compõem.

Existem três tipos principais de pirâmides ecológicas: pirâmides de energia, pirâmides de biomassa e pirâmides de número. A pirâmide de energia representa a quantidade de energia que flui através das diferentes camadas tróficas do ecossistema, sempre representada por uma base maior em relação aos próximos níveis, evidenciando a presença de maior quantidade de energia nos níveis tróficos inferiores em comparação com os superiores. A pirâmide de biomassa mostra a quantidade de biomassa (matéria orgânica) presente em cada nível trófico e assim como a pirâmide de energia, apresenta as bases maiores em relação aos próximos níveis tróficos, exceção feita as pirâmides de biomassa aquáticas, onde uma quantidade menor de fitoplâncton pode sustentar uma população maior de consumidores primários, devido a rápida reprodução dos produtores do ambiente aquático. Já a pirâmide de número representa o número de indivíduos presentes em cada nível trófico.