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Glossário

Paul R. Pinet Grupo Gen PDF Criptografado

Glossário

Abiótico Caracterizado pela ausência de vida.

Acumulados Acumulações lineares de destroços que são alinhados com o vento e que resultam, em geral, da convergência de correntes de superfície, associadas com a circulação de

Langmuir.

Advecção O transporte horizontal de líquido e ar contrastando com seu movimento vertical (convecção).

Afloramento A exposição de rocha na superfície terrestre.

Afloramento de diatomáceas na primavera Um período distinto de rápida produtividade biológica das diatomáceas que tende a ocorrer durante a estação da primavera em oceanos temperados.

Afloramento planctônico A repentina e rápida multiplicação de plânctons que resulta na densa concentração de células vegetais na água.

Água de fundo Um termo geral aplicado às densas massas de água que afundam para o “fundo” das bacias oceânicas.

Água hipersalina A água cuja salinidade é muito maior do que a água oceânica normal.

Água intersticial A água que preenche os espaços porosos de um depósito de sedimento.

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Capítulo 1. A teia da vida

Michael L. Cain, William D. Bowman, Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

1

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 1.1  Os eventos no mundo natural estão interligados.

CONCEITO 1.2  A ecologia

é o estudo científico das interações entre os organismos e seu ambiente.

CONCEITO 1.3  Os ecólogos avaliam hipóteses concorrentes sobre os sistemas naturais com observações, experimentos e modelos.

A teia da vida

Malformações e declínio em populações de anfíbios: Estudo de Caso

Em agosto de 1995, um grupo de estudantes de escolas de ensino fundamental e médio de Henderson, Minnesota, fez uma descoberta terrível ao coletar rãs-leopardo (Rana pipiens) para um trabalho de ciências no verão:

11 das 22 rãs coletadas estavam gravemente malformadas. Algumas delas tinham pernas adicionais ou ausentes, outras tinham pernas muito curtas ou curvadas em direções incomuns, e ainda outras tinham crescimentos

ósseos projetando-se de suas costas (Figura 1.1). Os estudantes relataram seus achados para a agência de controle de poluição do estado de Minnesota, que investigou e constatou que 30 a 40% das rãs na lagoa estudada eram malformadas.

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Capítulo 18 - Dormência e Germinação da Semente e Estabelecimento da Plântula

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

18

Dormência e

Germinação da Semente e Estabelecimento da Plântula

“Não está morto, está descansando.”

– Monthy Phyton

N

o Capítulo 17, foram discutidos os primeiros estágios da embriogênese que ocorrem nas sementes das angiospermas em desenvolvimento. Sementes são unidades dispersoras especializadas exclusivas da divisão Spermatophyta, ou plantas com sementes. Tanto nas angiospermas quanto nas gimnospermas, as sementes desenvolvem-se a partir dos rudimentos seminais (óvulos), que contêm o gametófito feminino, discutido no

Capítulo 21. Após a fecundação, o zigoto resultante desenvolve-se em um embrião. O empacotamento do embrião contido em uma semente foi uma das muitas adaptações que liberaram a reprodução vegetal da dependência da água. Por isso, a evolução das plantas com sementes representa um importante acontecimento na adaptação das plantas à terra firme.

Neste capítulo, segue a discussão da sequência do desenvolvimento pela descrição dos processos de germinação da semente e estabelecimento da plântula – pela qual passa a geração das primeiras folhas fotossintetizantes e de um sistema de raízes mínimo. Em geral, entre a embriogênese e a germinação, há um período de maturação da semente seguido pela quiescência, durante a qual a disseminação da semente ocorre. A germinação é, então, atrasada até que as condições de água, oxigênio e temperatura estejam favoráveis para o crescimento da plântula. Algumas sementes necessitam de tratamento adicional, como luz ou abrasão física, antes que possam germinar, condição conhecida como dormência.

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Capítulo 17. Mudanças em comunidades

Michael L. Cain, William D. Bowman, Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

17

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 17.1  Agentes de mudança atuam sobre comunidades ao longo de múltiplas escalas temporais e espaciais.

CONCEITO 17.2  Sucessão

é a mudança na composição de espécies ao longo do tempo em resposta a agentes de mudança abióticos e bióticos.

CONCEITO 17.3 

Experimentos mostram que os mecanismos de sucessão são diversos e dependentes do contexto.

CONCEITO 17.4 

Comunidades podem seguir caminhos sucessionais diferentes e apresentar estados alternativos.

Mudanças em comunidades

Um experimento natural de proporções montanhosas: Estudo de Caso

A erupção do Monte Santa Helena foi um momento determinante para ecólogos interessados em catástrofes naturais. O Monte Santa Helena, situado no estado de Washington, é parte da geologicamente ativa Cordilheira Cascade, localizada na região do Noroeste Pacífico, na América do

Norte (Figura 17.1). A montanha de topo coberto por neve tinha uma rica diversidade de comunidades ecológicas. Se você tivesse visitado o Monte

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Capítulo 5 - Nutrição Mineral

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

5

Nutrição Mineral

N

utrientes minerais são elementos, como nitrogênio, fósforo e potássio, que as plantas obtêm do solo principalmente na forma de íons inorgânicos. Embora os nutrientes percorram um ciclo contínuo por todos os organismos, eles entram na biosfera predominantemente pelos sistemas de raízes das plantas; assim, as plantas, de certo modo, agem como “mineradoras” da crosta terrestre. A grande área de superfície das raízes e sua capacidade em absorver íons inorgânicos da solução do solo, em baixas concentrações, aumentam a eficácia da obtenção mineral pelas plantas. Após serem absorvidos pelas raízes, os elementos minerais são translocados para as diferentes partes da planta, onde servem em numerosas funções biológicas. Outros organismos, como fungos micorrízicos e bactérias fixadoras de nitrogênio, frequentemente participam com as raízes na obtenção de nutrientes minerais.

O estudo sobre como as plantas obtêm e utilizam os nutrientes minerais se denomina nutrição mineral. Essa área de pesquisa é fundamental para aprimorar as modernas práticas agrícolas e a proteção ambiental, bem como para compreender as interações ecológicas das plantas em ecossistemas naturais. Produtividades agrícolas altas dependem da fertilização com nutrientes minerais. De fato, a produtividade da maioria das culturas vegetais aumenta linearmente com a quantidade de fertilizantes que elas absorvem.

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Apêndice

Michael L. Cain, William D. Bowman, Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

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 12. Competição

Michael L. Cain, William D. Bowman, Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

12

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 12.1 

A competição ocorre entre indivíduos de duas espécies que partilham um recurso que limita seu crescimento, sobrevivência ou reprodução.

CONCEITO 12.2 

A competição, tanto direta quanto indireta, pode limitar a distribuição e a abundância das espécies competidoras.

CONCEITO 12.3 

As espécies competidoras têm mais probabilidade de coexistir quando utilizam os recursos de maneiras diferentes.

CONCEITO 12.4 

O resultado da competição pode ser alterado por condições ambientais, interações de espécies, distúrbios e evolução.

Competição

Competição em plantas carnívoras: Estudo de Caso

Apesar de repetidos relatos de que plantas podiam comer animais, os primeiros cientistas eram céticos quanto a essas afirmativas. Em 1875,

Charles Darwin esclareceu essas dúvidas fornecendo claras evidências experimentais de hábitos carnívoros por plantas. Atualmente, mais de 600 espécies de plantas carnívoras foram identificadas, incluindo utriculárias, droseras, plantas-jarro e a bem conhecida vênus-papa-moscas.

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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 10 - Biologia dos Estômatos

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

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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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Capítulo 2 - Estrutura do Genoma e Expressão Gênica

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

2

Estrutura do Genoma e Expressão Gênica

O

fenótipo de uma planta é o resultado de três fatores principais: seu genótipo (todos os genes, ou alelos, que determinam as caracterí caracte sticas da planta), o padrão de modificações epigenéticas de seu

DNA (grupos químicos ligados a algumas das bases nitrogenadas do DNA

(gru

(g que afetam a atividade gênica) e o ambiente em que vive. No Capítuaf lo o 1,

1 foram revisados a estrutura fundamental e a função do DNA, seu se empacotamento dentro de cromossomos e as duas fases principais da expressão gênica: transcrição e tradução. Neste capítulo,

é discutido como a composição do genoma, além de seus genes, influencia a fisiologia e a evolução do organismo. Primeiro, são examinados a estrutura e a organização do genoma nuclear e os elementos extragene que ele contém. Em seguida, volta-se para os genomas citoplasmáticos que estão contidos dentro das mitocôndrias e dos plastídios. Também se discute sobre a maquinaria celular necessária para transcrever e traduzir os genes em proteínas funcionais, e é visto como a expressão gênica é regulada p tanto tan transcricional como pós-transcricionalmente. Por fim, são introduzidas algumas das ferramentas utilizadas para estudar a função tro odu gênica, com uma discussão sobre o uso da engenharia genética gênica a, concluindo c na pesquisa pesq qui e na agricultura.

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CAPÍTULO 15 Mudança Climática Global e os Oceanos

Paul R. Pinet Grupo Gen PDF Criptografado

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 10. Crescimento e controle populacional

Michael L. Cain, William D. Bowman, Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

10

Crescimento e controle populacional

CONCEITOS-CHAVE

O crescimento da população humana:

Estudo de Caso

CONCEITO 10.1  Tabelas de vida mostram como taxas de sobrevivência e de reprodução variam com idade, tamanho ou estágio do ciclo de vida.

CONCEITO 10.2  Dados das tabelas de vida podem ser usados para projetar o futuro da estrutura etária, do tamanho e da taxa de crescimento de uma população.

CONCEITO 10.3 

Populações podem crescer exponencialmente quando as condições são favoráveis, mas o crescimento exponencial não continua indefinidamente.

CONCEITO 10.4 

O tamanho populacional pode ser determinado por fatores dependentes e independentes da densidade.

CONCEITO 10.5  A equação logística impõe limites ao crescimento e mostra como uma população pode se estabilizar em seu tamanho máximo: a capacidade de suporte.

Vista do espaço, a Terra parece uma linda bola azul e branca imersa em um vasto mar negro. Se usarmos imagens de satélite para explorar em detalhe a superfície dessa linda bola, encontraremos claros sinais de impactos antrópicos ao redor do globo. Esses sinais vão desde a devastação de florestas tropicais, até rios que antes meandravam, mas que agora correm em linha reta nos canais criados, além de padrões surrealistas formados pelas áreas de agricultura (Figura 10.1).

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Apêndices

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Apêndice I

PROPRIEDADES DA TERRA

AS DIMENSÕES DA TERRA

Raio médio

6.371 quilômetros

3.956 milhas

Circunferência do equador

40.077 quilômetros

24.902 milhas

Quantidade de terra

149 milhões de quilômetros quadrados

58 milhões de milhas quadradas

Quantidade de oceanos e mares

361 milhões de quilômetros quadrados

140 milhões de milhas quadradas

Maior elevação (Monte Everest)

8.848 metros

29.028 pés

Maior profundidade (Fossa das Marianas)

11.035 metros

36.200 pés

OS OCEANOS DA TERRA

Oceano

(excluindo os mares)

Área

Área

Oceânica

Volume

Profundidade

Média

Oceano Atlântico

82,441  106 km2

31,822  106 milhas2

29,4 %

323,6  106 km3

77,7  106 milhas3

3.926 m

12.877 ft

Oceano Índico

73,443  106 km2

28,349  106 milhas2

20,6

291,0  106 km3

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Capítulo 3. A biosfera

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3

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 3.1  Os biomas terrestres são caracterizados pelas formas de crescimento da vegetação dominante.

CONCEITO 3.2  As zonas biológicas nos ecossistemas de água doce estão associadas à velocidade, profundidade, temperatura, transparência e composição química da água.

CONCEITO 3.3  As zonas biológicas marinhas são determinadas pela profundidade do oceano, disponibilidade de luz e estabilidade do substrato do fundo.

A biosfera

O Serengeti americano – 12 séculos de alterações nas Grandes Planícies: Estudo de Caso

Hoje em dia, a região que abrange a porção central da América do Norte, conhecida como as Grandes Planícies, mantém pouca semelhança com a Planície Serengeti da África. A diversidade biológica é muito baixa em muitas partes da paisagem atual, que contém grandes manchas uniformes de plantas cultivadas (que muitas vezes são até mesmo geneticamente iguais) e poucas espécies de herbívoros domesticados. No Serengeti, por outro lado, algumas das maiores e mais diversas manadas de animais selvagens do mundo vagam em uma pitoresca savana (Figura 3.1). Entretanto, se não fosse por uma série de importantes alterações ambientais, os dois ecossistemas poderiam parecer muito similares.

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Capítulo 18. Biogeografia

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18

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 18.1  Padrões de diversidade e distribuição de espécies variam em escalas espaciais global, regional e local.

CONCEITO 18.2  Os padrões globais de diversidade e composição de espécies são influenciados por área e isolamento geográfico, história evolutiva e clima global.

CONCEITO 18.3  Diferenças regionais na diversidade de espécies são influenciadas pela

área e pela distância, que por sua vez determinam o balanço entre as taxas de imigração e extinção.

Biogeografia

O maior experimento ecológico na Terra:

Estudo de Caso

É provável que exista apenas um lugar na Terra onde uma pessoa pode ouvir os sons de uma centena de espécies de aves ou sentir as fragrâncias de milhares de espécies de flores ou ver os padrões foliares de 300 espécies de árvores, tudo em 1 hectare de terra. Esse lugar é a Amazônia, onde reside metade das espécies e florestas pluviais tropicais que restam no mundo. Um hectare de floresta pluvial da Amazônia contém mais espécies vegetais que toda a Europa! É claro, nem toda a diversidade de espécies da Amazônia está restrita à floresta tropical em si. O vale da

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