Ecossistemas: fatores bióticos e abióticos

Biosfera e Biodiversidade

• Biosfera compreende todos os ambientes terrestres onde a vida existe, incluindo organismos e suas interações.
• Biodiversidade refere-se à vasta gama de formas de vida existentes.
• Espécie é definida como um grupo de indivíduos semelhantes capazes de se reproduzir e gerar descendentes férteis com características semelhantes.

Organização de Sistemas Biológicos

• População consiste em indivíduos da mesma espécie que habitam a mesma área.
• Comunidade inclui diferentes populações que compartilham a mesma área.
• Ecossistemas são influenciados por fatores abióticos (físico-químicos) e bióticos (interações entre seres vivos).
• Interações bióticas podem ser intraespecíficas (entre indivíduos da mesma espécie) ou interespecíficas (entre diferentes espécies).

Níveis Tróficos

• Produtores (autotróficos): sintetizam matéria orgânica a partir de matéria inorgânica (ex: plantas, algas).
• Macroconsumidores (heterotróficos): consomem matéria orgânica já elaborada, incluindo herbívoros e carnívoros (ex: animais, protozoários).
• Microconsumidores/Decompositores (heterotróficos): decompõem matéria orgânica em inorgânica, devolvendo minerais ao meio.
• Cadeias alimentares mostram a transferência de matéria e energia entre os níveis tróficos, formando teias alimentares interligadas. A transferência de matéria é cíclica.
• Transferência de energia: apenas 10% da biomassa de um nível passa para o seguinte, limitando o número de níveis tróficos.

Conservação e Extinção de Espécies

• Extinção ocorre quando todos os organismos de uma espécie desaparecem devido à destruição de habitats, sobre-exploração, espécies invasoras e poluição.
• Conservação da biodiversidade envolve áreas protegidas, leis contra caça e comércio ilegal, monitorização de espécies ameaçadas, medidas globais de preservação e criação de corredores ecológicos.

A Célula

• A célula é a unidade estrutural e funcional básica de todos os seres vivos.
• Todos os organismos são formados por uma ou mais células.
• Novas células surgem apenas de células preexistentes.
• Todas as células possuem membrana plasmática, citoplasma (incluindo o citosol), material genético (DNA) e ribossomas.

Tipos de Células

• Células procarióticas: pequenas, sem núcleo ou organelos; DNA disperso no nucleoide; ribossomas pequenos; parede celular e flagelos comuns..
• Células eucarióticas: possuem núcleo delimitado, são maiores e mais complexas, com organelos membranosos.

Células Eucarióticas

• Célula eucariótica animal: encontrada em animais.
• Célula eucariótica vegetal: encontrada em plantas e algas.

Estruturas Celulares e suas Funções

• Parede celular: presente em células procarióticas e vegetais, oferece rigidez e proteção.
• Membrana plasmática: limita todas as células e regula as trocas com o meio externo.
• Nucleoide: contém o material genético em células procarióticas.
• Núcleo: contém DNA e controla a atividade celular em eucarióticas.
• Mitocôndria: realiza a respiração celular para obtenção de energia.
• Cloroplasto: realiza fotossíntese em células vegetais.
• Retículo endoplasmático: sistema de canais para síntese e transporte de substâncias.
• Complexo de Golgi: modificação, armazenamento e transporte de moléculas.
• Lisossoma: degrada nutrientes e organelos danificados.
• Ribossoma: síntese de proteínas.
• Vacúolo: armazena substâncias e participa em processos digestivos e equilíbrio hídrico.
• Centríolo: auxilia na divisão celular em células animais.
• Células vegetais possuem cloroplastos, parede celular e grandes vacúolos, ausentes em células animais. Células animais têm pequenos vacúolos, lisossomas, centríolos e flagelos.

Constituintes Moleculares

• Constituintes podem ser orgânicos (complexos, com átomos de carbono ligados a hidrogénio) ou inorgânicos (água e sais minerais).
• Água: 70-90% da massa celular, essencial para o metabolismo.
  • Elevada coesão molecular devido a pontes de hidrogénio.
  • Grande poder solvente.
  • Alta capacidade calorífica.
• Sais minerais: funções estruturais e de regulação iónica.
• Biomoléculas: glícidos, lípidos, proteínas e ácidos nucleicos, formados por polimerização de monómeros.
• Glícidos (hidratos de carbono): polímeros de monossacarídeos.
  • Monossacarídeos: pentoses e hexoses, glicose é a principal fonte de energia.
  • Oligossacarídeos: 2-10 monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas (ex: sacarose, lactose).
  • Polissacarídeos: longas cadeias de glicose (ex: amido, glicogénio, celulose, quitina).
• Lípidos: insolúveis em água, formados por ácidos gordos e glicerol (ligações éster).
  • Triglicéridos: função energética e isolamento térmico.
  • Fosfolípidos: principais componentes das membranas celulares, moléculas anfipáticas com regiões hidrofílicas e hidrofóbicas.
  • Bicamada lipídica: organiza-se com regiões hidrofóbicas internas e hidrofílicas externas.
  • Outros: colesterol, carotenóides, progesterona.
• Proteínas: polímeros de aminoácidos ligados por ligações peptídicas.
  • Funções: estruturais, defesa, hormonal, motora, transporte, enzimática.
  • Estruturas: primária (sequência de aminoácidos), secundária (hélice ou folha pregueada), terciária (estrutura globular), quaternária (associação de subunidades).
• Ácidos nucleicos: armazenamento, transferência e expressão de informação genética.
  • Polímeros de nucleótidos (grupo fosfato, pentose, base azotada).
  • ATP: adenosina trifosfato, armazena energia nas ligações fosfato.

Membrana Plasmática

• Separa o meio intracelular do extracelular, mantendo o meio interno constante e controlando a entrada/saída de substâncias.
• O modelo do mosaico fluido (Singer e Nicholson, 1972) descreve a membrana como fluida, com componentes capazes de mudar de posição.
• Fosfolípidos: formam bicamadas com regiões hidrofílicas externas e hidrofóbicas internas.
• Proteínas: funções de transporte, enzimáticas e receptores.
  • Extrínsecas (periféricas): não penetram na bicamada.
  • Intrínsecas (integradas): penetram na bicamada (transmembranares se a atravessam).
• Glícidos: ligados a proteínas (glicoproteínas) ou lípidos (glicolípidos), funcionam no reconhecimento químico.
• Colesterol: afeta a fluidez da membrana.
• Permeabilidade seletiva: algumas substâncias atravessam a membrana mais facilmente.
• Transporte mediado: envolve constituintes da membrana.
  • Ativo: com consumo de energia.
  • Facilitado: sem consumo de energia.
• Transporte não-mediado: substâncias atravessam a membrana sem participação ativa.
  • Osmose e difusão simples.
  • Substâncias maiores: endocitose e exocitose.

Osmose

• Difusão da água através de membranas semipermeáveis, de regiões de maior para menor potencial hídrico.
• Potencial hídrico influenciado pela concentração de solutos.
  • Isotónica: concentração de solutos igual nos dois meios.
  • Hipertónica: concentração de solutos maior no meio externo.
  • Hipotónica: concentração de solutos menor no meio externo.
• A água move-se de meios hipotónicos para hipertónicos.

Difusão

• Simples: moléculas apolares pequenas movem-se a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia.
• Facilitada: iões e moléculas polares movem-se através de proteínas transmembranares (permeases, canais iónicos, aquaporinas), a favor do gradiente, sem gasto de energia.
  • Permeases: mudam de conformação ao ligar-se às moléculas.
  • Canais iónicos: permitem a passagem de solutos carregados.
  • Aquaporinas: facilitam a difusão rápida da água.

Transporte Ativo

• Movimento contra o gradiente de concentração, com gasto de energia (ATP).
• Mediado por ATPases, que hidrolisam ATP em ADP + P + energia.

A distribuição das populações é influenciada por fatores bióticos e abióticos. As interações intraespecíficas e interespecíficas impactam as populações. A transferência de energia afeta os níveis tróficos e os decompositores mantêm o ciclo da matéria.