Paul R Pinet (17)
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CAPÍTULO 8 Ecologia Marinha - 190

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O mundo embaixo do oceano,

Florestas no fundo do mar, os ramos e as folhas,

Alfaces-do-mar, vastos líquenes, estranhas flores e sementes, o emaranhado espesso, as aberturas, e a relva rosa,

Diferentes cores, cinza-pálido e verde, roxo, branco, e dourado, o jogo de luz através da água,

Mudos nadadores entre rochas, coral, glúten, grama, juncos, e o alimento dos nadadores,

Existências morosas que pastam suspensas, ou que rastejam lentamente próximas ao fundo,

O cachalote na superfície soprando e borrifando ar, ou se divertindo com seus linguados,

O tubarão com olhar plúmbeo, a morsa, a tartaruga, o peludo leopardo do mar, e a arraia,

Paixões, guerras, perseguições, tribos, vistos nestas profundezas do oceano,

Aspirando respirar densamente o ar, como muitos o fazem,

A mudança de lá à vista de cá, e para o sutil ar respirado pelos seres como nós que andam nesta esfera,

A progressiva mudança de nossa esfera, para aqueles seres que caminham em outras esferas.

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CAPÍTULO 11 Habitats Costeiros

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A areia espalhada nas cavernas frias e fundas,

Onde todos os ventos dormem;

Onde as luzes gastas tremem e cintilam;

Onde os animais marinhos que vagueiam ao redor

Se alimentam do lodo de sua pastagem.

~Matthew Arnold,The Forsaken Merman, 1849

Habitats Costeiros

11

Apresentação

As linhas costeiras são ambientes complexos porque representam um limite de transição entre o que verdadeiramente

é terra e o que é oceano. A costa representa a junção entre a área terrestre e água, a extremidade virtual do mar, dependendo de sua perspectiva. O termo costa denota uma ampla zona que inclui não somente o litoral, mas também muitos outros habitats e ecossistemas que são afetados pelos processos associados com este cenário único entre terra e

água. Assim, o litoral pode ser uma praia de cascalho confinando uma falésia rochosa, mas a costa daquela região pode incluir baías, enseadas, sapais, entradas de maré, estuários e lodaçais. No capítulo anterior, focamos principalmente nas praias e nas ilhas barreiras, salientando os processos físicos — ondas, correntes, marés — que moldam esses depósitos de areia. Aqui, vamos examinar as características gerais, os processos e a biota de cinco importantes cenários costeiros:

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CAPÍTULO 14 A Presença Humana no Oceano

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Rola, Oceano profundo e azul sombrio, rola!

Caminham dez mil frotas sobre ti, em vão; de ruínas o homem marca a terra, mas se evola na praia o seu domínio.

~ Lord Byron, Childe Harold’s Pilgrimage, 1812

Tradução de Castro Alves

A Presença

Humana no

Oceano

14

Apresentação

Os oceanos são imensos corpos de água que suportam uma grande variedade de ecossistemas. Bem claramente, as comunidades biológicas, assim como os aspectos físicos e químicos desses sistemas marinhos, mudaram contínua e naturalmente com o tempo. Os homens usaram o oceano e seus recursos de muitas formas criativas e proveitosas. Somente há pouco tempo, os cientistas vieram a perceber que nem todos os usos humanos do oceano são benignos e que determinadas práticas são prejudiciais às partes menos resilientes de muitos ecossistemas. Chamou a atenção de oceanógrafos que alguns recursos marinhos, tais como os peixes, vêm sendo explorados em uma taxa não sustentável durante muito tempo. Esses problemas são complexos e muitos deles não serão resolvidos com medidas simples. Entretanto, o primeiro passo para lidar com essas questões difíceis consiste em se familiarizar com a natureza e a extensão do efeito dos homens nos ecossistemas marinhos. E esta visão geral é o objetivo deste capítulo.

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CAPÍTULO 15 Mudança Climática Global e os Oceanos

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Caminho eternamente por essas praias,

Entre a areia e a espuma.

A maré alta apagará as minhas pegadas,

E o vento soprará a espuma.

Porém, o mar e a praia permanecerão

Eternamente.

~ Kahlil Gibran, Sand and Foam, 1926

Mudança

Climática Global e os Oceanos

15

Apresentação

Este capítulo final aborda o futuro dos ecossistemas oceânicos. Por causa de suas poderosas tecnologias, as espécies humanas se tornaram um agente de mudança global. Nossas atividades conjuntas destruíram habitats e estão continuamente transformando o clima do planeta para o futuro próximo. A Terra se tornará mais quente com todas as consequências ecológicas concomitantes, um pouco das quais são examinadas neste capítulo. Entretanto, pelas janelas geológicas de tempo, na ordem de dezenas e centenas de milhares de anos, a fase interglacial do presente provavelmente terminará, como uma era do gelo que prende a Terra mais uma vez, como tem feito episodicamente pelos últimos dois milhões de anos. Esta previsão do clima é baseada nos ciclos de Milankovitch, pelo que o alcance dos raios solares na Terra depende da circum-navegação planetária do Sol, incluindo a forma de sua órbita (excentricidade), e a inclinação (inclinação axial) e a oscilação (precessão) de seus eixos de rotação. Essas mudanças periódicas controlam a radiação solar, interferindo na Terra e provocando o avanço (intervalo glacial) e o recuo (intervalo interglacial) das camadas de gelo no passado; elas irão continuar fazendo isso no futuro geológico. A ciência demonstrou que o mundo natural está em eterna transformação e não preferiu estado de ser. Em outras palavras, não importa o que aconteça, a Natureza se torna no que tiver que se tornar, independentemente do tipo e da velocidade dos processos. Assim, o desespero que muitos sentem pela indução do homem no aquecimento global é uma importante matéria para os homens, mas não para a Terra, que irá continuar a evoluir sem direção por bilhões de anos no profundo futuro geológico.

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CAPÍTULO 1 O Surgimento da Oceanografia

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Qual é o sentido de se ter um bom barco se você só navega em águas conhecidas?

~ George Miller, Oyster River

O Surgimento da

Oceanografia

1

Apresentação

Um histórico completo sobre a exploração e pesquisa oceanográfica seria um empreendimento gigantesco. Os registros se estendem ao longo de vários milênios para uma época em que os antigos marinheiros construíam barcos e aventuravamse corajosamente no mar para explorar o desconhecido. No entanto, é necessário um breve esboço da história marítima em um livro que lida com a física, a química, os processos geológicos e biológicos do mar de uma forma rigorosamente científica. Em primeiro lugar, isso nos lembra que, há eras, existem pessoas no campo da “oceanografia” – pessoas com um desejo insaciável de fazer o desconhecido familiar. O conhecimento que hoje em dia é comum precisou de investigações meticulosas de inúmeros navegadores ao longo de séculos de exploração. Muitos com a intenção de se tornarem ricos, explorando recursos e controlando rotas marítimas para o comércio.Todos foram impulsionados por um desejo de compreender os mistérios da Terra e de seus mares.

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Michael L Cain William D Bowman Sally D Hacker (27)
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Capítulo 4. Lidando com a variação ambiental: temperatura e água

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4

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 4.1  Cada

espécie tem uma faixa de tolerâncias ambientais que determina sua distribuição geográfica potencial.

CONCEITO 4.2 

A temperatura de um organismo é determinada pelas trocas de energia com o ambiente externo.

CONCEITO 4.3 

O equilíbrio hídrico de um organismo é determinado pelas trocas de água e solutos com o ambiente externo.

Lidando com a variação ambiental: temperatura e água

Rãs congeladas: Estudo de Caso

No filme Austin Powers: um agente nada discreto, um superespião de 1960 concorda voluntariamente em ser congelado criogenicamente, de modo que suas habilidades possam ser recuperadas se o Dr. Evil, seu arqui-inimigo que foi congelado para evitar ser capturado por Austin, ressurgir no futuro. De fato, 30 anos depois, os dois são descongelados e continuam suas aventuras de tentar dominar o mundo e impedir essa dominação.

A ideia de suspensão da animação – a vida suspensa temporariamente

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Apêndice

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Apêndice

Algumas medidas métricas usadas em ecologia

Medidas de

Unidade

Equivalentes

Comprimento

metro (m)

unidade base

Área

Volume

Temperatura

Conversão inglesa

1 m = 39,37 polegadas = 3,28 pés

3

quilômetro (km)

1 km = 1.000 (10 ) m

centímetro (cm)

1 cm = 0,01 (10 ) m

1 km = 0,62 milha

–2

1 cm = 0,39 polegada

–3

milímetro (mm)

1 mm = 0,1 cm = 10 m

micrômetro (µm)

1 µm = 0,001 mm = 10 m

nanômetro (nm)

-9

1 nm = 0,0001 µm = 10 m

metro quadrado (m2)

unidade base

hectare (ha)

1 ha = 10.000 m

litro (L)

unidade base

mililitro (mL)

Massa

Métrica

1 mm = 0,039 polegada

-6

1 m2 = 1,196 jardas quadradas

2

1 ha = 2,47 acres

1 L = 1,06 quartos

–3

1 mL = 0,001 L = 10 L

1 mL = 0,034 onça líquida

–6

microlitro (µL)

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Capítulo 15. Mutualismo e comensalismo

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15

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 15.1 

Nas interações positivas, nenhuma espécie é prejudicada e os benefícios são maiores do que os custos para pelo menos uma espécie.

CONCEITO 15.2  Cada parceiro em uma interação mutualista atua de modo que atenda a seus próprios interesses ecológicos e evolutivos.

CONCEITO 15.3 

As interações positivas afetam a abundância e a distribuição das populações, assim como a composição das comunidades ecológicas.

Mutualismo e comensalismo

Os primeiros agricultores: Estudo de Caso

Os seres humanos começaram a cultivar há cerca de 10 mil anos. A agricultura foi um desenvolvimento revolucionário que levou tanto a um grande aumento no tamanho de nossa população quanto a inovações em governo, ciência, artes e muitos outros aspectos da sociedade humana. Contudo, as pessoas estavam longe de ser a primeira espécie a cultivar outros organismos. Essa distinção vai para as formigas da tribo Attini*, um grupo de 210 espécies, a maioria das quais vive nas florestas tropicais da América do Sul.

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Capítulo 22. Oferta e ciclagem de nutrientes

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22

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 22.1  Aportes

nutricionais em ecossistemas ocorrem por meio da decomposição química dos minerais das rochas ou por meio da fixação de gases atmosféricos.

CONCEITO 22.2 

Transformações químicas e biológicas nos ecossistemas alteram a forma química e a oferta de nutrientes.

CONCEITO 22.3 

Os nutrientes circulam através dos componentes dos ecossistemas.

CONCEITO 22.4 

Os ecossistemas de água doce e marinhos recebem aporte de nutrientes dos ecossistemas terrestres.

Oferta e ciclagem de nutrientes

Uma crosta frágil: Estudo de Caso

O Planalto do Colorado no oeste da América do Norte inclui vastas extensões de montanhas isoladas, formações de arenito detalhadamente recortadas, cânions multicoloridos e profundamente escavados. Uma das feições mais raras dessa região bela e acidentada, no entanto, ocorre em uma escala muito pequena: trata-se de uma área com solo convoluto e escuro (Figura 22.1). Examinando mais de perto, o solo se parece com a miniatura de uma paisagem de montanhas e vales, cobertos com manchas pretas, verde-escuras e brancas semelhantes a líquens. A comparação é apropriada, pois essa crosta na superfície do solo, conhecida simplesmente como crosta biológica (ou crosta criptobiótica), é composta por uma mistura de centenas de espécies de cianobactérias, líquens e musgos

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Capítulo 6. Evolução e ecologia

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6

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 6.1  A evolução

pode ser vista como variação genética ao longo do tempo ou como um processo de descendência com modificação.

CONCEITO 6.2  A seleção natural, a deriva genética e o fluxo gênico podem causar a variação na frequência de alelos em uma população ao longo do tempo.

CONCEITO 6.3  A seleção natural é o único mecanismo evolutivo que causa evolução adaptativa de modo consistente.

CONCEITO 6.4  Os padrões evolutivos de longo prazo são moldados por processos de larga escala, tais como especiação, extinções em massa e radiação adaptativa.

CONCEITO 6.5 

As interações ecológicas e a evolução exercem profunda influência recíproca.

Evolução e ecologia

Caça de troféus e evolução não intencional: Estudo de Caso

Os carneiros-selvagens (Ovis canadensis) são animais magníficos, maravilhosamente adaptados para a vida nas montanhas escarpadas nas quais eles são encontrados. A despeito de seu tamanho considerável (os machos podem pesar até 127 kg), esses carneiros podem equilibrar-se sobre bordas estreitas e saltar 6 metros de uma borda a outra. Os carneiros-selvagens são notáveis também pelos grandes cornos encurvados dos machos, usados em combates por fêmeas (Figura 6.1). Eles correm em velocidades de até 32 quilômetros por hora e batem suas cabeças uma contra a outra, disputando o direito de acasalar com uma fêmea.

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Lincoln Taiz Eduardo Zeiger Ian Max M Ller Angus Murphy (24)
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Capítulo 16 - Sinais da Luz Solar

Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian Max Møller, Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

16

Sinais da Luz Solar

A

luz solar serve não só como uma fonte de energia para a fotossíntese, mas também como um sinal que regula diversos processos do desenvolvimento, desde a germinação da semente ao desenvolvimento do fruto e à senescência (Figura 16.1). Ela também fornece pistas direcionais para o crescimento das plantas, bem como sinais não direcionais para os seus movimentos. Já foram abordados diversos mecanismos de detecção de luz em capítulos anteriores. No Capítulo 9, foi visto que os cloroplastos se movem dentro das células do tecido paliçádico foliar, para orientar sua face ou borda em direção ao sol (ver Figura 9.12). As folhas de muitas espécies são capazes de alterar sua posição para acompanhar o movimento do sol através do céu, um fenômeno conhecido como acompanhamento do sol (solar tracking) (ver Figura 9.5). Como discutido no Capítulo 10, estômatos usam a luz azul como um sinal para a abertura, uma resposta sensorial que permite a entrada do CO2 na folha.

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Capítulo 24 - Estresse Abiótico

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24

Estresse Abiótico

A

s plantas crescem e se reproduzem em ambientes adversos, que contêm uma multiplicidade de fatores abióticos (não vivos) químicos e físicos, que variam conforme o tempo e a localização geográfica. Os parâmetros ambientais abióticos primários que afetam o crescimento vegetal são luz (intensidade, qualidade e duração), água (disponibilidade no solo e umidade), dióxido de carbono, oxigênio, conteúdo e disponibilidade de nutrientes no solo, temperatura e toxinas (i.e., metais pesados e salinidade). As flutuações desses fatores ambientais fora de seus limites normais em geral têm consequências bioquímicas e fisiológicas negativas para as plantas. Por serem sésseis, as plantas são incapazes de evitar o estresse abiótico simplesmente pelo deslocamento para um ambiente mais favorável. Como alternativa, elas desenvolveram a capacidade de compensar as condições estressantes, mediante alteração dos processos fisiológicos e de desenvolvimento para manter o crescimento e a reprodução.

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Capítulo 8 - Fotossíntese: Reações de Carboxilação

Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian Max Møller, Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

8

Fotossíntese: Reações de Carboxilação

N

o Capítulo 5, foram examinadas as necessidades das plantas em relação a nutrientes minerais e luz para poderem crescer e completar seu ciclo de vida. Uma vez que a quantidade de matéria em nosso planeta permanece constante, a transformação e a circulação de moléculas pela biosfera demandam um fluxo contínuo de energia. De outra forma, a entropia aumentaria e o fluxo de matéria, em última análise, pararia. A principal fonte de energia para a sustentação da vida na biosfera é a energia solar que atinge a superfície da Terra. Os organismos fotossintetizantes capturam cerca de 3 x 1021 Joules por ano de energia da luz solar e a utilizam para a fixação de aproximadamente 2 x 1011 toneladas de carbono por ano.

Há mais de 1 bilhão de anos, células heterotróficas dependentes de moléculas orgânicas produzidas abioticamente adquiriram a capacidade de converter a luz solar em energia química, mediante endossimbiose primária com uma cianobactéria ancestral. Comparações recentes das sequências de aminoácidos de proteínas de plastídios, cianobactérias e eucariotos permitiram agrupar a progênie desse evento antigo sob a denominação de Archaeplastidae, que engloba três linhagens principais: Chloroplastidae (Viridiplantae: algas verdes, plantas terrestres), Rhodophyceae (algas vermelhas) e Glaucophytae (algas unicelulares contendo plastídios semelhantes a cianobactérias, chamadas de cianelas). A integração genética da cianobactéria com seu hospedeiro reduziu algumas funções pela perda de genes e estabeleceu um mecanismo complexo nas membranas externa e interna para direcionar (1) proteínas codificadas pelo núcleo para o endossimbionte e (2) proteínas codificadas pelo plastídio para o hospedeiro. Os eventos endossimbióticos implicaram o ganho de novas rotas metabólicas.

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Capítulo 4 - Balanço Hídrico das Plantas

Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian Max Møller, Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

4

Balanço Hídrico das Plantas

A

vida na atmosfera da Terra apresenta um desafio impressionante para as plantas terrestres. Por um lado, a atmosfera é a fonte de dióxido de carbono, necessário para a fotossíntese. Por outro, ela em geral

é bastante seca, levando a uma perda líquida de água devido à evaporação.

Como as plantas carecem de superfícies que permitam a difusão de CO2 para seu interior enquanto impeçam a perda de água, a absorção de CO2 as expõe ao risco de desidratação. Esse problema é agravado porque o gradiente de concentração para a absorção de CO2 é muito menor do que o gradiente de concentração que regula a perda de água. Para atender as demandas contraditórias de maximizar a absorção de dióxido de carbono enquanto limitam a perda de água, as plantas desenvolveram adaptações para controlar a perda de água pelas folhas e repor a água perdida para a atmosfera com água extraída do solo.

Neste capítulo, serão examinados os mecanismos e as forças propulsoras que operam no transporte de água dentro da planta e entre a planta e seu ambiente. Inicialmente, será examinado o transporte de água enfocando a

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Capítulo 10 - Biologia dos Estômatos

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10

Biologia dos

Estômatos

E

stômatos, termo derivado da palavra grega para “boca”, são estruturas dos órgãos aéreos da maioria das plantas. O termo estômato indica uma fenda microscópica ou ostíolo através da superfície do órgão vegetal, que permite a comunicação entre o seu interior e o ambiente externo, e um par de células especializadas – as células-guarda – que circundam a fenda.

As células-guarda respondem a sinais ambientais, alterando suas dimensões, regulando, assim, o tamanho da fenda estomática. De acordo com o botânico Hugo von Mohl (1856), as alterações de turgor nas células-guarda fornecem a força mecânica para as mudanças na fenda estomática (ver Capítulo 4). As células-guarda estão continuamente intumescendo ou contraindo-se, e as deformações da parede resultantes causam alterações nas dimensões da fenda. Essas alterações de dimensão são o resultado da percepção dos sinais ambientais pelas células-guarda.

Visualize a superfície externa de uma folha a partir da perspectiva de uma abelha (ver Figura 4.12C). Dentro de um mar de células epidérmicas, pares de células-guarda aparecem intercalados, com uma fenda no centro de cada par de células. Em algumas espécies, as células-guarda estão sozinhas; em outras, elas são acompanhadas por células subsidiárias especializadas que as distinguem das demais células epidérmicas.

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