Apostila do 1ºAno - 4ºBimestre

1º Aula – A Biodiversidade da Terra, como ela é classificada e
os processos genéticos associados

É essa grande variedade de seres vivos existentes no nosso planeta que chamamos de biodiversidade. Alguns especialistas estimam que existam entre cinco e trinta milhões de espécies de seres vivos na Terra. Para os biólogos geneticistas, a Biodiversidade é a diversidade de genes e organismos. Eles estudam processos como mutação, troca de genes e a dinâmica do genoma, que ocorrem ao nível do DNA e constituem, talvez, a evolução.
Desde a Antiguidade procura-se reunir os seres vivos em grupos, hoje os seres vivos podem ser classificados com base em características tanto externas quando interna, que revelam o grau de parentesco entre eles, até mesmo técnicas de biologia molecular vem sendo utilizadas para identificar esse grau de parentesco.
Os cientistas desenvolveram um sistema de classificação universalmente aceito. O cientista sueco Carlos Lineu (1707 - 1778) classificou todos os seres vivos até então conhecidos. Para isso, empregou sempre duas palavras para dar nome a eles, o chamado nome científico.
É muito difícil estudar isoladamente todos os seres vivos conhecidos na Terra. Saber como eles são, onde se abrigam, como se reproduzem, é complicado principalmente por se tratar de 5 Grandes Reinos.
Na tentativa de entender melhor a evolução dos grupos de seres vivos e suas relações de parentesco, os cientistas fazem a sua classificação. Classificar é agrupar, formar grupos, obedecendo a determinados critérios. Exemplos: Grupo dos macacos (macaco-aranha, sagüi, bugio, etc.); Grupo dos pássaros (curió, canário, pardal, beija-flor, etc.); Grupo dos cães (pequinês, yorkshire terrier, perdigueiro, pastor alemão, etc).
Espécie é o conjunto de indivíduos semelhantes que podem cruzar-se entre si, gerando descendentes férteis. Ex: do cavalo e da égua. Eles podem cruzar-se e dão origem a um descendente fértil, isto é, que também pode originar descendentes. Por isso, eles são da mesma espécie. Ex: Do cruzamento de um jumento com uma égua nascerá um burro (macho) ou uma mula (fêmea). Estes animais serão estéreis, isto é, não podem dar origem a descendentes. Portanto o cavalo (e a égua) e o jumento são de espécies diferentes.
Já espécies mais aparentadas entre si do que com quaisquer outras formam um gênero. Ex: Os cães e os lobos são parentes próximos e também muito semelhantes. Assim, todos esses animais foram classificados no gênero Canis.
Nome científico: As duas palavras do nome científico são escritas no idioma latim, deve estar destacado do texto de alguma maneira para facilitar a sua identificação. Isso pode ser feito com letras em negrito, em itálico ou sublinhadas.
Ex: Canis familiaris (cachorro) e Canis lúpus (lobo). A primeira palavra é escrita sempre em maiúscula e a segunda em minúscula. A expressão formada da primeira palavra (Canis) mais a segunda (familiaris ou lupus) representa a espécie a que pertence o animal. Assim, Canis, é o nome do gênero ao qual pertencem que é o mesmo para o cão e para o lobo. Ou seja, cão e lobo são do mesmo gênero, mas de espécies diferentes.

2ºAula – Os Reinos e suas características

O Reino é a categoria superior da classificação científica dos organismos introduzida por Lineu, e ele dividiu toda a biodiversidade da Terra em cinco Grandes Reinos
1 - Reino Monera
formado por organismos procariontes, representados pelas bactérias ealgas azuis (cianofíceas ou cianobactérias). São unicelulares ou coloniais. Possuem célulaprocariótica, onde não encontramos organelas citoplasmáticas delimitadas por membranas e omaterial nuclear não está envolto pela carioteca. Nessas células encontramos somente osribossomos, responsáveis pela síntese de proteína.
2- Reino Protista
São representados pelos protozoários - como amebas e paramécios - e certas algasunicelulares - como euglenofíceas, pirrofíceas e crisofíceas. Apresentam célula eucariótica, ouseja, com núcleo envolvido pela carioteca e organelas citoplasmáticas envolvidas por membranas.
3 - Reino Fungi
Os fungos são organismos eucariontes, heterótrofos e, em sua maioria, multicelulares.Suas células apresentam reforço celulósico externo, como nas algas e vegetais, porém é comum apresença de depósitos de quitina, substância característica dos animais.Os fungos executam nutrição externa (são heterótrofos por absorção), ou seja, vertemenzimas sobre o alimento (substrato) e absorvem as partículas previamente digeridas.
4 - Reino Plantae
Os seres vivos incluídos no reino Plantae ou Metaphyta são os vegetais verdadeiros,pluricelulares, autotróficos fotossintéticos, com cloroplastos e parede celular compostaessencialmente de celulose, um polímero de glicose. A substância de reserva característica é oamido, outro polímero de glicose.Obs:
5 - Reino Animalia
Organismos eucariontes, multicelulares e heterótrofos. Nutrem-se primariamente por ingestão. Algumas poucas formas alimentam-se por absorção. Este reino compreende os animais,desde as esponjas e o homem.

* Os vírus não constam nessa classificação por não possuírem células. Lembrando que toda célula tem como material genético DNA e RNA, já o vírus só possui DNA ou RNA. Assim sendo ele tem a capacidade de se reproduzir, mas precisa estar dentro de um ser vivo.

* Vírus é ser vivo? Para alguns cientistas sim, porque ele tem a capacidade de ser reproduzir. Para outros, não, porque ele não possui célula.

3ºAula – A distribuição da Vida na Biosfera – Mares

A fina camada de solo, água e ar que abriga a vida em nosso planeta é chamada biosfera.
Nela encontramos ambientes muito diferentes, que vão desde os oceanos com profundidades que atingem nove mil metros até as montanhas com mais de oito mil metros de altitude. Em todos esses locais existem formas de vida.
É claro que cada tipo de ambiente da biosfera apresenta condições abióticas (temperatura, pressão...) específicas, propiciando a vida de comunidades diferentes e formando, assim, ecossistemas diferenciados.
A vida nos mares: A salinidade, a temperatura e a luminosidade são fatores importantes para a distribuição da vida no ambiente marinho. Nas águas dos mares, que cobrem mais de 70% da superfície do globo terrestre. O conteúdo de sais dissolvidos na água do mar determina sua salinidade, que pode variar muito, dependendo da quantidade de água doce proveniente dos rios que ali desembocam e do grau de evaporação da água. As radiações solares que chegam até o planeta produzem efeitos de luz e calor sobre os mares. Esses efeitos variam com a profundidade: quanto mais profundas forem as regiões do mar, menos luz e calor elas recebem. Por causa disso, surgem regiões muito diferentes, que tornam possível a existência de uma grande variedade de seres vivos de acordo com a luminosidade. 1) Zona eufótica - Região de grande luminosidade, que vai até aproximadamente oitenta metros de profundidade. Aí a luz penetra com grande intensidade, possibilitando um ambiente favorável à vida de organismos fotossintetizantes, como as algas, e muitos animais que se alimentam delas. 2) Zona disfótica - Região em que a luz apresenta dificuldade de penetrar, tornando-se difusa. Esta região vai até cerca de duzentos metros de profundidade e também abriga organismos fotossintetizantes, embora em proporção menor que a da zona eufótica. Zona afótica - Região totalmente escura, que vai além dos duzentos metros de profundidade. Aí não é possível a existência de animais herbívoros.
Toda a vida no mar depende da atividade fotossintetizante dos seres autróficos, principalmente das do fitoplâncton. As algas, portanto, representam o primeiro nível trófico de praticamente todas as cadeias alimentares marinhas.
Na região iluminada vivem animais herbívoros e carnívoros, além de alguns detritívoros, isto é, que se nutrem de detritos orgânicos formados por restos de organismos mortos. As cadeias alimentares marinhas são muito diversificadas e podem começar com seres autotróficos muito pequenos, como as algas unicelulares, e terminar com animais de grande porte, como tubarões e baleias.
Na região escura não existem seres fotossintetizantes e animais herbívoros. Os peixes abissais, por exemplo, que vivem em grandes profundidades, são detritívoros ou carnívoros e têm adaptações especiais para a vida nesse ambiente.

4ºAula – A distribuição da Vida na Biosfera – Águas continentais e Mangues

As águas existentes nos continentes, rios, lagos e pântanos. Elas representam menos que 3% da massa de água existente no planeta. Sua temperatura varia mais que a da água dos mares e sua composição depende do tipo de solo que as suporta. O teor de salinidade é baixo e a penetração de luz é pequena. Rios, lagos e pântanos diferem entre si pela movimentação das águas. Nos rios, as águas estão em constante mistura por causa das correntezas; nos lagos e pântanos, elas estão praticamente paradas. Considerando esse conjunto, pode-se afirmar que esses ecossistemas abrigam uma considerável diversidade de vida, que inclui algas e outros tipos de plantas, peixes, anfíbios, répteis, moluscos, anelídeos e outros animais. Em geral, os ecossistemas de água parada produzem, através dos organismos fotossintetizantes que abrigam, o alimento necessário para a sua manutenção. Os ecossistemas de água corrente, por sua vez, são relativamente pobres em fitoplâncton. Assim, uma parte da matéria orgânica necessária para a sobrevivência dos animais que neles existem é importada dos ecossistemas terrestres vizinhos.

Mangues, ambiente típico dos litorais tropicais são verdadeiros pontos de ligação entre o ambiente marinho, o de água doce e o terrestre. São berçários da natureza.
Situam-se na região denominada entremarés, que se localiza entre o ponto mais alto da maré alta e o ponto mais baixo da maré baixa. Nessa região ocorre uma intensa deposição de detritos e sedimentos que, misturados à água doce e salgada, juntam-se à argila, formando um solo lamacento.
O solo dos mangues é pantanoso e movediço e possui pouco oxigênio e alta salinidade; abriga, então, plantas halófitas (que se desenvolvem em terrenos salgados), que promovem uma eficiente fixação da planta no solo e plantas arbórea que possui raízes respiratórias; partindo da raiz principal da planta e crescendo para cima, essas raízes emergem do solo e coletam o oxigênio atmosférico, compensando o baixo teor de oxigênio do solo.
A fauna dos manguezais inclui animais como peixes, crustáceos, moluscos e aves diversas, entre outros. O seu cheiro desagradável é produzido pelo gás sulfídrico, que resulta da ação de bactérias na decomposição de restos de animais e vegetais mortos, trazidos pelos rios e pelo mar. Essa ação decompositora das bactérias torna os mangues ricos em nutrientes. Ali muitas espécies de peixes, crustáceos e aves aquáticas vêm abrigar-se e reproduzir-se. Além da alimentação em abundância, os filhotes encontram proteção contra predadores entre as raízes das plantas e nas águas escuras. Por isso os mangues são considerados berçários da natureza.

5ºAula – A distribuição da Vida na Biosfera e no Brasil – Florestas

As florestas constituem formações vegetais em que se encontra uma quantidade enorme de nutrientes e uma diversidade muito grande de formas de vida. Na parte mais baixa, junto ao solo, temos a vegetação herbácea, seguindo-se a arbustiva e, finalmente, a arbórea.
Como as florestas ocupam lugares de temperaturas e climas muito diferentes, que vão desde regiões quentes e úmidas até regiões frias e secas, a sua vegetação difere bastante de um lugar para o outro. Assim, podemos distinguir três tipos básicos de floresta:
1)Floresta de coníferas do hemisfério norte: taiga, estende-se pelo norte da Europa, Alasca, Canadá e Sibéria. Sua vegetação é constituída predominantemente de coníferas, como os pinheiros. As folhas revestidas com cera e de pequena superfície contribuem com a redução de água por transpiração e constituem uma adaptação dessas plantas na defesa contra a insignificante absorção de água no inverno rigoroso, já que, nessas condições, a maior parte da água fica congelada no solo. A vegetação rasteira é pouco desenvolvida e formada por algumas ervas, samambaias e musgos. Isto se deve à pouca quantidade de luz que chega ao solo, pois a copa das árvores forma uma cobertura que filtra os raios luminosos do sol. Alguns tipos de fungo desenvolvem-se sobre as folhas e os ramos que caem ao solo. A fauna é constituída de alces, ursos pardos, lobos, martas, linces, esquilos, raposas e diversas aves, entre outros animais.
2)Floresta decídua temperada: quase toda Europa, parte da América do Norte, o Japão e a Austrália. Esta floresta tem uma característica marcante: as várias espécies de árvores que a constituem perdem suas folhas no final do outono, o que impede que elas se desidratem. Nessas regiões, as quatro estações são bem marcadas, com verões quentes e invernos rigorosos. As árvores mais comuns são os carvalhos, as castanheiras,... A vegetação herbácea e a arbustiva tendem a ser bem desenvolvidas. A fauna é diversificada, com esquilos, lebres, coelhos e veados, lobos, linces, texugos e doninhas.
3)Floresta úmida tropical: A floresta úmida tropical localiza-se entre os trópicos e o Equador. São as florestas de numerosas ilhas do oceano Pacífico, da América do Sul, América Central, África e de regiões da Ásia. Exemplo: floresta Amazônica.
Com vegetação exuberante e grande diversidade de espécies tanto vegetais quanto animais, esta floresta apresenta inúmeras e complexas relações entre os seres vivos. Nas regiões de florestas úmidas tropicais, o índice de chuvas é alto e as temperaturas são elevadas. Como a vegetação arbórea é muito densa, a luminosidade em seu interior é muito pequena. A altura das árvores varia muito. As copas das mais altas formam uma camada que recebe toda a luz do sol. Logo abaixo ficam as copas das árvores de menor porte e que recebem os raios solares que conseguiram passar pelas mais altas. Em seguida vêm as copas do arbustos. A medida que nos aproximamos do solo, a quantidade de luz torna-se escassa, mas a vegetação rasteira é geralmente variada. Ex: ipês, as seringueiras, os jacarandás, os jatobás. Nos troncos das árvores desenvolve-se grande número de trepadeiras e orquídeas, bromélias e samambaias, além de musgos e liquens. A fauna é muito rica e variada. Ex: macacos, preguiças, lagartos, cobras, pererecas, roedores e morcegos, além de vários pássaros como papagaios, araras, beija-flores, pica-paus, mosquitos, formigas, borboletas, decompositores, como bactérias e fungos. Estes últimos seres têm um papel fundamental na vida dessa floresta. Eles decompõem folhas e galhos que caem das árvores, assim como os restos animais que vão se depositando no chão, transformando-os em matéria inorgânica, que é devolvida ao solo. Assim reinicia-se o ciclo da matéria nesse complexo e surpreendente ecossistema.

6ºAula – A distribuição da Vida na Biosfera e no Brasil – Campos, Desertos e Tundra

Campos São ecossistemas formados por uma vegetação predominantemente rasteira, constituída basicamente de gramíneas. Podem também abrigar vegetais arbustivos e arbóreos. Os campos recebem várias denominações, como cerrado (Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo, etc.), estepe (Rússia), pradaria (Estados Unidos), savana (África), etc. A fauna dos campos é variável, conforme o tipo considerado. De maneira geral, abrigam mamíferos de alta velocidade: leopardos, antílopes, zebras e girafas, nas savanas africanas; antílopes, búfalos e coiotes, nas pradarias americanas. Além dos mamíferos, a fauna dos campos inclui aves diversas (gaviões, corujas, etc.), inúmeros répteis, insetos, etc.

Desertos são encontrados na África, na Ásia, na Austrália do Norte e na América do Sul. O maior deles é o deserto do Saara (África).
Nos desertos, o solo é árido e as chuvas são muito escassas. O grande fator ambiental que limita a vida animal e vegetal nesses ecossistemas é a água. A vegetação é pobre e pode ser formada principalmente de cactáceas.
A fauna dos desertos varia de um tipo para outro. De maneira geral, é constituída de insetos (grilos, besouros, cupins-de-areia, etc.), répteis (lagartos e cobras) e mamíferos (ratos, gazelas, raposas, coiotes, camelos, etc.), entre outros animais. Durante o dia, a temperatura desses ambientes pode chegar a 50 ºC. Essas regiões podem ficar sem chuva durante anos. As plantas suculentas, como os cactos, armazenam água no caule e suas raízes são muito espalhadas permitindo a exploração de uma área maior do solo. Muitos vegetais que se desenvolvem nessa região possuem ramos verdes ou folhas minúsculas que caem quando a água começa a faltar, evitando a evaporação. Além disso, suas folhas possuem uma espessa cutícula que reduz as perdas de água por transpiração.
Os animais, por sua vez, alimentam-se de plantas suculentas nas quais encontram, ao mesmo tempo, nutrientes e água.
Muitos animais enterram-se na areia durante o dia refugiando-se do calor excessivo, pois a dez ou vinte centímetros de profundidade, a temperatura da areia se reduz a menos da metade da temperatura da superfície. Muitos animais têm apenas hábitos noturnos. Outras características que permitem a vida dos animais no deserto incluem a formação de urina e de fezes concentradas, a escassez ou ausência de glândulas sudoríparas, etc.

Tundra, um ecossistema muito frio. No pólo norte e seus arredores há apenas duas estações durante o ano: um longo inverno, que dura cerca de nove meses, e um curto verão, com duração de cerca de três meses. Essa região dispõe de pouca luminosidade, fato que limita o desenvolvimento de uma vegetação exuberante. No verão, desenvolve-se uma vegetação rasteira, composta predominantemente por musgos e liquens, que recebe o nome de tundra. Essas plantas servem de alimento a animais herbívoros como a rena, e as lebres árticas, que, por sua vez, nutrem carnívoros como o lobo ártico, o urso polar, a raposa-ártica e a coruja-das-neves. No inverno, a vegetação praticamente desaparece, o que provoca a migração de muitos animais para outras áreas, em busca de melhores condições de vida. É o caso, por exemplo, da raposa e da coruja-das-neves, que procuram regiões mais quentes, onde é mais fácil encontrar pequenos animais que lhes sirvam de alimento. Mas os lemingues permanecem na tundra, mesmo no inverno rigoroso. Esses pequenos roedores não hibernam nem armazenam reservas alimentares para o inverno. Eles vivem em galerias que cavam no gelo e alimentam-se dos tipos de liquens, musgos e outros vegetais que conseguem sobreviver no inverno.