Ecologia: ciência que estuda as relações existentes entre os seres vivos e o meio ambiente. Em termos estritos, como ciência, a ecologia não estuda os seres vivos como o faz a biologia, a botânica, a zoologia etc. Tampouco estuda o meio ambiente como o faz a geologia, a climatologia, a podologia etc., mas sim as suas relações. Esses objetos de estudo, tanto os seres vivos como o meio ambiente, podem ser diretamente medidos, pesados, coletados etc. Já as suas relações não são passíveis de serem colocadas diretamente sob um microscópio, pesadas, medidas ou fotografadas. Ao contrário do que muitos imaginam, a ecologia como ciência implica o emprego de numerosos instrumentos matemáticos e estatísticos para poder modelizar a estrutura e o funcionamento dos ecossistema se, assim, identificar e explicar as relações entre os seres vivos e o meio ambiente. Em termos epistemológicos, a ecologia inspira-se com frequência na fenomenologia e emprega em seus estudos fundamentais ateoria matemática da informaçãoe atermodinâmicamoderna. O ecólogo deve dar respostas precisas e quantificadas sobre os ecossistemas e sobre as condições de uso dos recursos naturais pelo homem. O termoecoderiva do gregooikos, que significa lugar onde se vive, casa, hábitat…. No sentido literal, a ecologia seria o estudo dos organismos em sua casa, no seu meio, no seu hábitat. O termoecologiafoi criado por Hernst Haekel, em 1866, em seu livroGenerelle Morphologie des Organismen. No seu início, a ecologia considerou asespéciesindividualmente (ecologia da araucária, ecologia do salmão…). Hoje esse tipo de abordagem é conhecida comoauto-ecologia. A auto-ecologia estuda as respostas das espécies aos fatores ambientais, em função de suas fisiologias e de suas respectivas adaptações. Rapidamente, os ecólogos deram-se conta da importância das outras espécies sobre a repartição de determinada espécie e das relações intraespecíficas existentes (predador-presa,competição, parasitismo etc). Aos poucos nasceu uma ecologia das interações, a ecologia do conjunto das espécies, chamada desinecologia. Nos últimos anos, o termo ecologia foi apropriado pela sociedade, que passou a usá-lo de forma ampla e errônea para designar o meio ambiente e muitos dos problemas afligindo o planeta. Nesse sentido, cabe distinguir entreecólogoseecologistas. Os primeiros são profissionais, pesquisadores e cientistas, tanto quanto os biólogos e geólogos, que estudam e trabalham no campo da ecologia. O Brasil oferece essa carreira em várias universidades, nas quais, após quatro anos de estudo, o aluno forma-se em ecologia e torna-se um ecólogo. Já os ecologistas são os participantes e militantes de organizações em defesa do meio ambiente, dos seres vivos e de todos esses poderosos movimentos organizados da sociedade civil surgidos nos últimos anos, sem ter obrigatoriamente conhecimentos ou compromissos científicos com as realidades que os preocupam.
Ecossistema: sistema aberto composto por organismos vivos e o meio com o qual e no qual interagem, trocando matéria e energia. Um ecossistema contém plantas, animais e micro-organismos, e componentes físicos ou abióticos, como água, solo e outros. Esses componentes interagem para formular uma estrutura com várias funções vinculadas aos vários processos físicos e bióticos (transpiração, produção, acidificação…). Assim, os ecossistemas estão sempre estruturados no tempo e no espaço. Para a ecologia, os ecossistemas sempre envolvem vários níveis hierárquicos. Num primeiro nível, estão os componentes abióticos e bióticos de um ecossistema. Os componentes bióticos são frequentemente chamados decomunidades(vegetais e animais). Resultam de um conjunto de povoamentos que interagem entre si e formam uma unidade muito similar a uma comunidade humana, com a diferença de que nos ecossistemas as comunidades incluem populações de diferentes espécies, tanto de plantas como de animais. Num nível hierárquico ainda inferior, cada população de uma espécie é composta por um número determinado de indivíduos. O conceito de ecossistema foi utilizado pela primeira vez por Transley, em 1935. Até hoje tem sido a unidade de pesquisa de muitos cientistas, como Lindeman, Odum, Margalef etc. A ponto de muitos considerarem que a ecologia, como ciência, tem como meta analisar os ecossistemas, descrever seus componentes (bióticos e abióticos) e entender as relações entre suas estruturas e suas funções. Dadas as dificuldades em delimitar no tempo e no espaço os diversos ecossistemas e as relações existentes entre eles, o termo sistemas ecológicos tem sido bastante utilizadeo, como um equivalente, menos rígido, do termo ecossistema.
Ecótono: zona de transição entre dois ecossistemas, suas áreas de contato ou fronteiriças caracterizada por uma grande diversidade biológica. A passagem de umacomunidadevegetal ou animal para outra pode ocorrer de forma gradual ou brusca. As transições das savanas para as áreas florestais são em geral bruscas, mas em alguns casos podem estender-se sobre dezenas de quilômetros. Afaunae aflorasão mais ricas em espécies e indivíduos nessas áreas de transição do que nas biocenoses vizinhas. Uma série de fatores ligados ao oportunismo das espécies, a diversidade de ofertas dehábitatse nichos fundamentais permitem a existência e a coexistência decomunidadesbióticas mais complexas nos ecótonos do que nas biocenoses vizinhas. As bordas de uma floresta, as bordas de um lago, as zonas de beira-mar e as entradas das cavernas são exemplos de ecótonos importantes e diversificados, capazes de assegurar as transferências de energia, matéria e informação entre os dois ambientes diferentes. Um rio cheio de meandros oferecerá mais ecótonos do que um rio retilíneo. Quando ocorre uma clareira natural numa floresta como consequência da queda de árvores ou de uma evolução morfogenética, surge um novo ecótono. As áreas abertas serão colonizadas por novas espécies que frequentarão a floresta, assim como determinadas espécies da floresta frequentarão as clareiras para caçar, acasalamento etc. Paisagens homogêneas, como as criadas pelo homem, em geral nas áreas rurais, oferecem poucos ecótonos ou efeitos de borda. Paisagem heterogêneas oferecem ecótonos e geram diversidade ambiental. O tema dá lugar a polêmica quando se trata de qualificar o processo defragmentaçãode ecossistemas, como no caso dos desmatamentos em floresta tropical úmida. O tamanho, a forma e a repartição espacial dos fragmentos influi na biodiversidade existente, mas os efeitos de borda são sempre observados. A existência de ecótonos naturais é sempre um bom indicador de biodiversidade e serve de auxílio na delimitação das biocenoses e em estudos de avaliação de impacto ambiental.
Efeito Estufa: todo o calor que a Terra recebe do sol é devolvido para o espaço sideral. Em termos diários, a Terra se aquece durante o dia e perde calor à noite. Em termos anuais, o mesmo ocorre entre o verão e o inverno. Ao final de um ano, o balanço é próximo de zero. Se a Terra não perdesse para o espaço sideral o calor que recebe do Sol, ela se aqueceria indefinidamente. A atmosfera cumpre um papel importante nesse sistema termodinâmico. A temperatura média da atmosfera corresponde a um equilíbrio vinculado à capacidade da atmosfera e das superfícies terrestres de refletir, transmitir e absorver a radiação solar. A expressão efeito estufa tem origem na capacidade de alguns gases – sobretudo gás carbônico e metano – de reter calor na atmosfera terrestre, exatamente como faz a cobertura de vidro de uma estufa. É graças ao efeito estufa que existe vida na Terra. A questão é quanto calor a “estufa” atmosférica retém, o que é determinado pela quantidade de gases formadores do efeito estufa na atmosfera. Em épocas passadas, durante o Carbonífero, a atmosfera era mais rica em gás carbônico e a temperatura média do planeta, mais elevada. Hoje, com o uso de combustíveis fósseis (petróleo e carvão), está aumentando a concentração na atmosfera dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Isso leva a uma retenção crescente do calor irradiado. Os desmatamentos e as queimadas também contribuem para a emissão desses gases. Meteorologistas, climatólogos e ecólogos tentam monitorar esses fenômenos e prever (modelização) suas consequências. Um aumento da temperatura média da Terra levaria a mudanças no tamanho das calotas polares e das neves existentes nos maciços montanhosos, com consequente elevação do nível do mar. Outrasmudanças climáticas, difíceis de prever e modelizar, também ocorreriam, alterando a repartição e as condições de vida sobre o planeta (alterações dos regimes de chuva, dos ventos, da insolação…). Para reduzir o efeito estufa, os países estudam formas de limitar a emissão dos gases implicados, assim como a promoção de grandes programas de reflorestamento, capazes de retirar carbono da atmosfera e fixá-lo sob forma orgânica. Não confundir efeito estufa com destruição dacamada de ozônio.
Endemismo: termo usado para destacar espécies raras ou ameaçadas de extinção. Na realidade, o conceito tem origem etimológica no grego e designa a presença habitual de uma doença numa região determinada, ou de forma constante ou em épocas particulares. O uso do termo em ecologia derivou do conteúdo “doença indígena” para destacar espécies que somente vivem numa determinada região. O endemismo implica formas de isolamento das espécies em um espaço determinado, capazes de gerar uma evolução genética diferenciada, diferente daquelas que ocorrem em outras regiões não isoladas. Endemismo e extinção são fenômenos diferentes e não devem ser confundidos. Assim, uma espécie endêmica não significa automaticamente estar ameaçada de extinção. Mas o fato de uma espécie se extinguir localmente pode ser realmente grave no caso de um grupo endêmico. Cabe assinalar que o endemismo é comum em ilhas, em função de seu isolamento e das suas superfícies territoriais limitadas. Isso permitiu à ecologia estudar e compreender ecossistemas mais simples, menos diversificados, em condições favoráveis. Esses sistemas ecológicos insulares muito contribuíram na compreensão dos ecossistemas continentais e na formulação de várias teorias ecológicas e de leis que regem os ecossistemas.
Entropia: a vida é regida pelas leis da física? O desenvolvimento da biologia e da bioquímica durante os dois últimos séculos levou inicialmente a um raciocínio segundo o qual a vida seria um fenômeno muito original e particular, escapando às leis da física. Mas a evolução dos estudos termodinâmicos – e em particular os fluxos de energia nos ecossistemas – acabou por demonstrar que a vida também é regida pelas leis da física. Nessa compreensão de como sistemas vivos são capazes de se manter e evoluir, as noções deentropiaeneguentropiacumprem um papel relevante. A noção de entropia está ligada ao processo de transformação da energia. Ela pode ser entendida, de forma simples, como a medida dadissipaçãoou da transformação da energia em um sistema. Em geral, quando há trabalho, há “degradação” e dissipação da energia e do calor. A termodinâmica demonstra quesistemas isoladostendem estaticamente para uma entropia máxima, onde toda a energia é transformada em calor ou agitação desordenada das moléculas constituintes. Qual a situação da Terra nesta concepção? Em que medida as leis da matéria inanimada se aplicam à matéria viva? O aparente divórcio entre a física e a biologia começou a ser superado significativamente a partir das pesquisas de Ilya Prigogine. Os conceitos de seres animados e inanimados ou de meio biótico e abiótico perderam muito de seu significado tradicional. Graças a esse físico-químico, as leis da termodinâmica aplicaram-se cada vez mais à compreensão dos fenômenos vitais. Os limites entre a matéria inanimada e a matéria animada são mais permeáveis do que se imaginava. Hoje a ciência demonstra como a matéria inanimada, simples, pode se estruturar em sistemas mais complexos e sobretudo manter estável essa estrutura através dadissipação de energia(entropia) recebida de uma fonte externa (neguentropia). O exemplo mais esquemático e simplista desse processo é o de um sistema constituído por uma panela com água colocada no fogo. As moléculas de água estão se movimentando de forma desorganizada. À medida que o aporte de energia exterior aumenta, a agitação e desorganização das moléculas de água aumenta dentro da panela. A entropia é crescente com a dissipação de energia, seguindo o primeiro princípio da termodinâmica. Até que de repente, com o início da ebulição, formam-se “células” mais ou menos hexagonais de água. No centro de cada uma dessas células está o ponto de origem das bolhas de vapor. Rapidamente aumenta a estruturação do sistema e diminui a entropia. Se, globalmente, no sistema fogo-panela a entropia está aumentando, localmente, no interior da panela esta diminui. Essa diminuição se estabiliza por um certo tempo, enquanto a água está estruturada em células convectivas. Mas trata-se de um equilíbrio meta-estável. Ao se deixar que o processo prossiga, chegará um momento em que a água irá se evaporar completamente, a panela derreterá, o gás acabará… Adissipação de energia(entropia) pela água, recebia de uma fonte externa do fogo (neguentropia), permitiu um crescimento local da informação estruturada. Mesmo que, no final, como sempre, o princípio da termodinâmica tenha triunfado. O sistema Terra-Sol vive um processo semelhante, apesar de infinitamente mais complexo. Para os sistemas vivos da Terra, o Sol é meganeguêntropo. A conversão hélio-hidrogênio no Sol libera a energia de radiação, responsável pela manutenção dos meta-estáveis sistemas biológicos terrestres. O Sol em cerca de quinhentos milhões de anos se esfriará. Isso impossibilitará a manutenção dos sistemas biológicos sobre a Terra. Mas, antes mesmo que isso ocorra, haverá uma expansão do Sol, decorrente de sua evolução, que calcinará a superfície do planeta. Como a Terra, as formas de vida são um sistema termodinâmico aberto, vivendo da conversão da energia dissipada e irradiada. O estudo dos chamados equilíbrios meta-estáveis em nosso planeta permite uma compreensão da produção natural de sistemas termodinâmicos abertos. A termodinâmica permite entender como eles se organizam e mostra a forte permeabilidade existente entre sistemas físicos e biológicos. Isso vale inclusive para a escala molecular. A síntese biológica gera moléculas frágeis – como os açúcares, as gorduras e as proteínas – mas relativamente estáveis. Para alguns, pelo menos nesse nível, a vida realmente se situaria fora do campo de aplicação da física. Mas, em 1973, E. Schoffeniels mostrou que reações aparentemente pouco prováveis têm, de fato, chances razoáveis de se produzir, quando se levam em consideração as estruturas moleculares num espaço em três dimensões. Em resumo, a biosfera é um sistema fechado e não isolado. Fechado porque ele não troca praticamente matéria com o cosmos. Mas não isolado, porque recebe em permanência energia solar. Nessas condições, a biosfera pode degradar essa energia radioativa de alta qualidade para transformá-la em calor. A biosfera exporta entropia e importa neguentropia, e o estudo dosfluxos de energianos ecossistemas permite uma visão quantificada desse fenômeno. Mas essa diminuição local da entropia não está em contradição com os princípios da termodinâmica. Ao se considerar o sistema Sol-Terra, ver-se-á que a entropia segue crescente e positiva. Essas pesquisas, sobre como os sistemas vivos evoluem e se mantêm, e sobre a importância das noções de entropia e neguentropia, colocam novas escalas de tempo e atingem em cheio muito dos postulados filosóficos aceitos durante séculos como eternos.
Espécie: população ou um conjunto de seres vivos que descendem um dos outros e cujo genótipo é muito semelhante. Em condições naturais idênticas, os indivíduos da mesma espécie apresentam uma grande similitude morfológica, fisiológica e até comportamental. Também em condições naturais, eles não se cruzam – por razões genéticas, anatômicas, comportamentais ou espaciais – com seres vivos de outra espécie. Quando esses raros cruzamentos ocorrem, sua descendência é, em geral, estéril. Os indivíduos de uma mesma espécie possuem sempre um ancestral em comum. Mas uma espécie não é constituída por indivíduos idênticos, isso só é verdade no caso de clones. Em geral, os indivíduos de uma mesma espécie apresentam pequenas diferenças genéticas entre si, e essas diversas formas individuais (polimorfismo) definem, entre outras coisas, a capacidade da população de ocupar ecossistemas e ambientes diferenciados. Muito se especula em ecologia sobre a realidade e a consistência da aplicação da noção de espécie nos ecossistemas. Os critérios utilizados para subdividir um gênero em várias espécies não são de natureza ecológica. A palavra espécie vem do latim vulgar species, significando aspecto, aparência, e tem sua raiz em specio, que significa olhar, observar, perceber. O termo espécie não pode ser confundido com o termo espécime, que em ecologia ou biologia designa um indivíduo, uma amostra ou um exemplar de uma determinada espécie, por exemplo. A palavra espécie é muito adjetivada em ecologia. Os casos mais comuns são: espécie endêmica, espécie nativa e exótica, espécie rara ou cosmopolita, espécie antagonista ou simpátrica, espécie indicadora ou característica e espécie ameaçada de extinção ou extinta.
Estratégias r e K: A taxa de multiplicação das diferentes espécies animais e vegetais se revelou para os ecólogos algo mais complexo do que um simples balanço entre fecundidade e mortalidade. Diante da heterogeneidade espacial e da variabilidade temporal das condições ambientais, a taxa de multiplicação das espécies indica uma verdadeira estratégia de adaptação às condições ambientais. Ao longo do tempo, o número de indivíduos constitutivos de qualquer população pode crescer, flutuar, estacionar ou ainda declinar até a extinção. A dinâmica das populações é uma parte da ecologia, que se dedica a analisar os mecanismos dessas evoluções demográficas em interação com o meio ambiente. Em particular, os ecólogos se interessam em conhecer as condições e os mecanismos deregulação, que permitem a uma população manter-se num patamar de estabilidade. Dentro desses estudos ecológicos, consagrou-se a distinção entre dois tipos de estratégia ou tática, conforme os autores: a r e a K. Espécies pequenas, de vida curta, reprodução rápida e progenitura numerosa adotam ou se enquadram na estratégia r. Nesses casos, o crescimento da população é regulado pela sua própria densidade. É o caso de um inseto, que ao encontrar um ambiente favorável, determinada cultura agrícola, por exemplo, irá proliferar de forma exponencial. Seus efetivos consumirão rapidamente todos os recursos alimentares disponíveis e a população declinará rapidamente. Exemplos análogos existem para roedores (lebres, coelhos, ratos…). As plantas de sementes pequenas, leves e abundantes – facilmente dispostas pelo vento – também entram nessa categoria e, em geral, trata-se de ervas e arbustos. As árvores ou animais de grande porte utilizam a estratégia K. Os frutos de uma castanheira do Pará, por exemplo, são grandes, pouco numerosos, difíceis de ser transportados em quantidades a grandes distâncias, mas dão origem a indivíduos que vivem muito tempo. O mesmo ocorre com grande parte dos vertebrados, como os camelos, os macacos, os urubus, os humanos ou os elefantes. De certa forma, sua longevidade está inversamente relacionada com sua progenitura. Os termos r e K têm origem na expressão matemática que traduz a curva de evolução demográfica de uma população entre os processos chamados de recrutamento (natalidade e imigração) e os de desaparecimento (mortalidade e imigração). A taxa de crescimento nessa equação, para intervalos regulares de tempo, é estabelecida pelo r, enquanto K traduz o valor do controle do meio ambiente, quando r se torna igual a zero. De forma simplista, poder-se-ia dizer que as espécies com estratégias do tipo r revelam-se particularmente adaptadas para conquistar novos ambientes, sobretudo em situação de instabilidade. Seus esforços podem ser multiplicados e repetidos com relativa frequência, e uma fração da população, pequena, é capaz de encontrar condições favoráveis à sua manutenção. As espécies com estratégias do tipo K estão adaptadas para a exploração de ambientes estáveis, limitando gastos e esforços inúteis e de sucesso improvável. São capazes de controlar e de limitar a influência de muitos parâmetros externos através de suas capacidades individuais. A teoria das estratégias r e K comporta uma série de imprecisões e limitações, dado o caráter não-linear da retroalimentação existente entre crescimento populacional e dependência do meio ambiente. Como essa teoria traduz mal ou insuficientemente os mecanismos de regulação existentes nas populações, os ecólogos usam essas designações com prudência. Mesmo assim, o termo e o conceito ganharam espaço na sociedade em geral e, em determinados círculos, muita coisa passou a ser classificada em termos de r e K. Até o comportamento sexual da espécie humana entrou, de forma absolutamente absurda, nesse rol. Segundo alguns, os homens, produzindo milhares de frágeis espermatozoides, teriam uma tendência natural em adotar uma estratégia do tipo r, multiplicando encontros, parceiras e ocasiões para assegurar sua descendência, num contexto de instabilidade. As mulheres, produzindo apenas um óvulo fértil por mês na idade reprodutiva (menos de 400 ao longo de toda a vida), tenderiam a adotar uma estratégia K: poucos parceiros, relações estáveis e menos frequentes! Muitos estudos e observações ecológicas vêm contradizendo o simplismo das teorias do s r e dos K. Foram descobertas espécies animais e vegetais capazes de empregar uma gama variada de estratégias, impossíveis de ser enquadradas em r ou k. Hoje, para a ecologia, as estratégias r e K nada mais são do que um modelo simplista para ajudar na compreensão e no crescimento das populações nos ecossistemas ao longo do tempo.
Estudo de Impacto Ambiental (EIA): exigência da legislação para o licenciamento ambiental de muitos empreendimentos. Existe hoje uma série de modelos de simulação, estocásticos ou não, preditivos e/ou explicativos, envolvendo cenários físicos, biológicos e socioeconômicos passíveis de serem aplicados ao estudo de impacto ambiental(EIA) de um projeto ou empreendimento. Serve para detectar, identificar, qualificar, quantificar ou explicar impactos ambientais previsíveis e indesejáveis (contribui para minimizá-los/buscar alternativas).
Extinção: quando não há registros de nenhum indivíduo de uma determinada espécie por mais de 50 anos, ela é considerada extinta. Isso serve tanto para vegetais como para animais. Na verdade, são poucos os casos comprovados de extinção total na fauna atual. Dizer que uma espécie se extingue a cada minuto, ou hora, ou ano é errôneo. Muitas vezes existe apenas uma falta de registro científico da espécie e, mesmo depois de 50 anos, alguns grupos são “reencontrados”. Por isso é preferível usar a expressão “espécie ameaçada de extinção” no lugar de “espécie extinta”. Estima-se que mais de 99% das formas de vida que surgiram na Terra estão extintas. Esse processo histórico natural de mutação e seleção encontrou aspectos inéditos na consolidação e na expansão da espécie humana. O Homem foi e tem sido diretamente responsável pela ameaça de extinção de várias espécies animais, numa escala de tempo curtíssima para os padrões normais de evolução das espécies – influência, caça sistemática, destruição dos hábitats. A ameaça de extinção é determinada pelo número de indivíduos restantes de determinada espécie e varia caso a caso. Pode haver ameaça de extinção mesmo quando existe um grande número de animais, se for alto o grau de consanguinidade entre eles. Pode haver ameaça de extinção mesmo quando a espécie é facilmente reproduzida em zoos, se seu hábitat natural está totalmente destruído. De acordo com os critérios internacionais estabelecidos, a ameaça de extinção é dividida em três categorias: 1. em perigo – espécies cuja sobrevivência é improvável, se continuarem operando as causas da ameaça; 2. vulneráveis – espécies que possivelmente passarão à categoria de “em perigo” em futuro próximo, se continuarem operando os fatores adversos; e 3. raras – espécies com pequena população mundial, que estão em risco (em geral, são espécies endêmicas, restritas a pequenas áreas geográficas). É muito mais difícil extinguir uma espécie vegetal do que animal, devido à facilidade de reprodução dos vegetais. É quase impossível indicar a extinção de uma espécie vegetal nos últimos séculos.
