Resumo: Aula 9 – Transferência de energia e biomassa I

LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – CEDERJ - UENF SEGUNDO PERÍODO DISCIPLINA: Elementos de Ecologia e Conservação Resumo: Aula 9 – Transferência de energia e biomassa I · O Princípio das Propriedades Emergentes postula que quando componentes e subconjuntos se combinam formando sistemas funcionais maiores, surgem novas propriedades. · Há casos em que a soma das propriedades das partes não é igual às propriedades do todo. · Sadi Carnot foi quem formulou pela primeira vez o segundo princípio da termodinâmica. Este princípio diz que em sistemas fechados, como nas máquinas térmicas, os fenômenos físicos tendem a ir da ordem para desordem, alcançando o equilíbrio. · No final do século XIX, o pensamento evolucionista mostrava que o universo vivo caminha da desordem para ordem, ou seja, o oposto da entropia. · Bertalanffy observou que no mundo vivo, ao contrário das máquinas, o sistema é aberto, mantendo-se afastado do equilíbrio. · Um sistema aberto é aquele que além da saída (s), recebe entrada de matéria e energia de outro (s) sistema (s). E este fluxo de energia é responsável por manter os sistemas vivos longe do equilíbrio. · Na década de 70 o químico Ilya Prigogine reavalia a segunda lei aprimorando as ideias de Bertalanffy por meio da definição das "estruturas dissipativas" dos sistemas em auto regulação energética. · As estruturas dissipativas dos sistemas vivos são responsáveis pela dissipação de energia ao longo do processo de entrada, assimilação e transformação no interior dos organismos. · Em uma cadeia ou teia alimentar a medida que um indivíduo de um nível trófico se alimenta de outro de nível inferior, parte da energia contida nos nutrientes é dissipada em forma de calor pela respiração, como resíduo por meio da excreção e por fim pela decomposição por organismos decompositores como fungos, bactérias e artrópodes de animais e plantas mortas, quebrando em nutrientes básicos que serão disponibilizados para as plantas. · A Teoria Gaia sustenta que os organismos, principalmente os microrganismos evoluíram junto com o ambiente físico, formando um complexo sistema que mantem as condições favoráveis de vida na Terra. · Hoje já se sabe que tanto os organismos se adaptam a seu ambiente físico como também adaptam o ambiente geoquímico às suas necessidades biológicas. · As cianobactérias eram os organismos fotossintetizantes primitivos, a cerca de 3,5 bilhões de anos, contribuindo para o aumento do nível de oxigênio no planeta e surgimento de organismos aeróbios. REAÇÕES BÁSICAS NAS TRANSFORMAÇÕES BIOLÓGICAS DA ENERGIA · Quando um átomo de carbono recebe elétrons de outro elemento ocorre a chamada reação de redução química. · Quando um átomo de carbono cede elétrons a outro elemento ocorre a oxidação. · Para armazenar a energia solar, as plantas reduzem o carbono gerando compostos fotossintéticos como a glicose (C6H12O6). · Para seu crescimento, as plantas e animais liberam energia desfazendo-se dos compostos fotossintéticos, oxidando o carbono novamente em CO2. BALANÇO QUÍMICO DA FOTOSSÍNTESE. A PRODUÇÃO PRIMÁRIA. · A fotossíntese une quimicamente dois produtos inorgânicos comum CO2 e H2O para formar um produto orgânico (C6H1206) liberando O2. · O processo de fotossíntese significa o armazenamento da energia solar sob forma de energia potencial ("presa") no alimento (glicose), que posteriormente será utilizada nos processos de crescimento da planta, sendo transformadas em gorduras, óleos e celulose por exemplo. · Nas plantas pode ser encontrado duas medidas de energia assimiladas: 1. Produção bruta: energia total assimilada. 2. Produção líquida: acumulada na biomassa. · A produção primária bruta e líquida e realizada pelos organismos produtores (autótrofos), e a secundária pelos consumidores (heterótrofos). UMA VISÃO RESUMIDA DO METABOLISMO VEGETAL · As enzimas catalisadoras desempenham um papel crucial dentro das células, que é o de aumentar a velocidade das reações químicas, e sem serem, no entanto, consumidas neste processo. · As enzimas são tão altamente especializadas que cada uma catalisa uma reação química específica. Catalisam em segundos o que um laboratório de química poderia levar meses para catalisar. E ainda assim, são as unidades mais simples da atividade metabólica. · As sequências multienzimáticas funcionam como uma esteira de montagem em que várias enzimas atuam de maneira consecutiva e interligada, podendo ocorrer a participação de 2 a 20 enzimas. Os produtos destas transformações são chamados de intermediários metabólicos ou metabólitos. · O metabolismo tem duas fases: catabolismo e anabolismo. · Catabolismo: degradação de moléculas, ocorrendo liberação de energia contida nas moléculas orgânicas. A energia liberada será armazenada nas moléculas de ATP e NADPH, sendo posteriormente utilizados no processo de anabolismo. · Anabolismo: fase construtiva do metabolismo. As pequenas moléculas são reunidas formando as macromoléculas, como as proteínas e os ácidos nucléicos. O processo construtivo ou biossíntese requer gasto de energia, sendo utilizado para isso a quebra de moléculas de ATP em ADP. · Fase clara da fotossíntese: clorofila e outros pigmentos absorvem energia radiante e a conservam em moléculas de ATP e NADP, liberando oxigênio. · Fase escura: O ATP e NADPH são utilizados para redução do dióxido de carbono, formando a glicose e outras moléculas orgânicas. · A fixação de CO2 na fase escura são de três tipos: em plantas C3, C4 e CAM.