O oxigênio é um gás essencial para a sobrevivência da maioria dos seres vivos de nosso planeta. Ele é necessário para que ocorra a respiração celular, um processo responsável pela liberação da energia necessária para a célula realizar suas atividades vitais. O oxigênio presente na atmosfera, em quase sua totalidade, está disponível para os seres vivos graças aos organismos fotossintetizantes, que, no processo de fotossíntese, liberam-no como produto. Entre os principais organismos fotossintetizantes, podemos citar as plantas e as algas. → A produção de oxigênio pelas algas e árvoresEm razão da grande quantidade de florestas e matas em nosso planeta, muitas pessoas acreditam que as árvores são as grandes responsáveis pela produção de oxigênio. Era comum no passado, por exemplo, ouvir pessoas dizendo que a Amazônia era o grande pulmão do mundo. Entretanto, quando analisamos a quantidade de oxigênio produzido pelas florestas, devemos lembrar que as árvores também respiram e, consequentemente, utilizam o oxigênio, liberando durante o processo gás carbônico. Além disso, no processo de decomposição, muito gás carbônico é liberado.
As algas, que constituem a base da grande maioria das cadeias tróficas aquáticas, são consideradas por muitos autores as grandes estrelas quando falamos em produção de oxigênio. São elas as responsáveis pela maior parcela de oxigênio liberado na atmosfera, uma vez que muitas espécies produzem muito mais do que realmente necessitam. Além da grande produção de oxigênio pelas algas, elas ocupam uma área muito maior que as árvores. Grande parte do planeta é coberta de água e, nesses ambientes, normalmente são encontradas algas microscópicas fotossintetizantes que produzem oxigênio. → A ação do homem e a produção de oxigênioAs mudanças climáticas são uma realidade triste do mundo atual. Infelizmente, variações de temperatura afetam diretamente os seres vivos, como é o caso das algas. Mudanças na temperatura afetam o ciclo de vida desses organismos, comprometendo sua proliferação e até mesmo levando algumas espécies à extinção, o que pode alterar a produção de oxigênio no planeta. Além das mudanças climáticas, o desmatamento é outro grave problema que afeta os organismos fotossintetizantes. Grandes áreas de florestas são devastadas anualmente em todo o mundo, destruindo habitat, diminuindo a biodiversidade e aumentando a concentração de gás carbônico como resultado da decomposição. O homem deve ficar cada vez mais atento aos seus atos, uma vez que nossas ações normalmente causam impactos negativos no meio. Se não tivermos um desenvolvimento sustentável, respeitando os limites da natureza, provavelmente deixaremos um cenário catastrófico para a próxima geração.
If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website. Se você está atrás de um filtro da Web, certifique-se que os domínios *.kastatic.org e *.kasandbox.org estão desbloqueados. Para sobreviverem, todos os seres vivos precisam absorver energia, sendo que em seus organismos há dois processos que formam o metabolismo, (1) o catabolismo, que está envolvido com o consumo, e (2) o anabolismo, que está envolvido com a formação de moléculas. Nós, seres humanos, fazemos isso por meio da alimentação. Por exemplo, quando comemos vegetais que contêm amido, este é decomposto em unidades de glicose, que no fígado são recombinadas na forma de glicogênio, que é chamado de “amido animal”. Se o organismo animal precisar, o glicogênio pode ser decomposto em glicose, que é transportada pelo sangue e levada até os tecidos, onde é oxidada a gás carbônico, água e energia. Essa energia é absorvida pelo nosso organismo e o nosso corpo continua a realizar as suas funções vitais. Mas e as plantas, os vegetais e as frutas que são nossos alimentos? De onde vem a energia deles? Por muito tempo, filósofos gregos, incluindo Aristóteles, acreditavam que as plantas obtinham a sua energia do solo. Porém, na verdade, a energia das plantas vem do sol. As plantas usam energia solar para transformar gás carbônico, que vem do ar, e água, que vem do solo, em alimentos e combustíveis. A esse processo é dado o nome de fotossíntese. A fotossíntese é uma reação química que ocorre com absorção de energia e pode ser dividida em duas etapas: 1ª) Etapa de claro: processa-se em presença de luz. Nessa fase, as plantas utilizam a clorofila, seu principal pigmento, para reter a energia luminosa que é então armazenada. Há também a quebra das moléculas de água e a liberação do oxigênio. 2ª) Etapa de escuro: Independe da luz. A energia que foi obtida na fase anterior é usada para transformar as moléculas do gás carbônico em compostos complexos, como os carboidratos, cujas funções principais residem na reserva de energia e na composição estrutural. Um dos carboidratos principais produzidos na fotossíntese é a glicose (C6H12O6). O processo de fotossíntese pode, então, ser resumido na equação química abaixo, em que a planta utiliza energia luminosa para transformar a água e o gás carbônico em glicose e oxigênio:  As moléculas de glicose são combinadas para formar a celulose e o amido. A celulose constitui a parede celular das plantas, e é um reforço externo das células vegetais. As plantas estocam o excesso de energia produzida geralmente na forma de amido, que é armazenado em diferentes órgãos vegetais, inclusive nos alimentos produzidos por elas. Além dos carboidratos, as plantas também armazenam energia na forma de lipídios, que são óleos e gorduras formados a partir de compostos gerados da transformação de carboidratos nos organismos vivos. Por exemplo, nas sementes das plantas há óleos armazenados que servem de alimento (energia) para o embrião, pois quando começam a germinar, elas ainda não possuem folhas para realizar a fotossíntese. Inclusive, os óleos extraídos de muitos vegetais formam biocombustíveis, como o biodiesel, que são usados como fontes de energia para automóveis e indústrias. O ser humano armazena energia extra na forma de gordura e não na forma de carboidratos como podem fazer as plantas. Isso acontece porque os animais se locomovem e precisam de mais energia que as plantas, sendo que o catabolismo de carboidratos fornece menos da metade da energia que a degradação da mesma quantidade de gordura. É interessante que a energia das máquinas de indústrias, dos automóveis e dos eletrodomésticos vem em sua grande maioria de combustíveis fósseis, que foram produzidos por organismos fotossintéticos há milhões de anos. Com isso, concluímos que praticamente toda a energia necessária para a manutenção de toda a vida no planeta vem do processo de fotossíntese. Todos os seres vivos necessitam de energia para a manutenção, crescimento e reprodução. Os organismos autótrofos produzem o seu próprio alimento pela fotossíntese ou quimiossíntese e são chamados de produtores. Os organismos heterótrofos cuja fonte de energia provem da alimentação de outros seres vivos são chamados consumidores. Tanto os produtores como consumidores, quando precisam gastar a energia obtida fazem isso de duas maneiras: respiração celular e fermentação. Respiração celular A disciplina da Fisiologia Animal, refere-se ao termo "respiração" como o conjunto de mecanismos que os organismos utilizam para obter O2 do ambiente externo e eliminar CO2. Do ponto de vista da Biologia Celular e da Bioquímica, "respiração" refere-se ao processo de extração de energia das moléculas orgânicas (carboidratos, lipídios) por meio da transformação progressiva em moléculas menores. Essa energia é utilizada pela célula para realização de vários trabalhos fundamentais para o seu funcionamento e manutenção.
Na respiração celular as moléculas orgânicas (p.e. glicose) sofrem degradações químicas e formam compostos menores (CO2 e H2O) quando há presença de O2. O resultado dessa reação bioquímica é a produção de 38 moléculas de ATP prontinhas para serem utilizadas. Essa reação bioquímica ocorre, na verdade, em várias etapas sucessivas mas podemos resumi-la em dois grandes momentos: fase anaeróbia (ou glicolítica) que ocorre no citoplasma e dispensando o O2 e a fase aeróbica que ocorre dentro das mitocôndrias, na presença de O2. No citoplasma a glicose é degradada em duas moléculas de piruvato e NADH2. Em seguida, o piruvato entra na mitocôndria e sofre a sua degradação completa para CO2 e H2O. Esse tipo de respiração celular é realizada por praticamente todos os seres vivos, inclusive algumas bactérias cuja oxidação completa ocorre na membrana citoplasmática.
Na falta de oxigênio, há uma forma alternativa de respiração celular cuja degradação da matéria orgânica pode ser feita usando nitrito, nitratos, sulfetos ou carbonatos. No solo há várias bactérias desnitrificantes que usam essa forma de produção de energia e participam do ciclo da matéria no Planeta. Fermentação Quando a produção de energia pode ser feita sem oxigênio ou sem os sais (nitrato, nitrito, sulfato,etc.) dizemos que é por meio de fermentação. A fermentação não possui uma fase aeróbica e, portanto, a degradação da molécula orgânica é parcial. Há duas formas mais comuns de fermentação: alcoólica (bactérias) e a lática (algumas bactérias, protozoários, fungos e no tecido muscular de vertebrados) como ilustrados abaixo. Note que o saldo de moléculas de ATP produzidos é muito baixo: apenas 2 moléculas de ATP contra 38 moléculas resultante da respiração aeróbica.
Para que serve o ATP? A energia que os seres vivos necessitam para a realização das atividades biológicas essenciais estão armazenadas nas ligações químicas de várias moléculas, entre as quais a adenosina trifosfato ou ATP. Quando é hidrolisada (ou "quebrada") por uma enzima especifica, a ATPase, a energia química é liberada podendo ser prontamente utilizada no transporte ativo de partículas através das membranas biológicas, na contração muscular, nos bioluminescência, etc.). Os seres vivos possuem mecanismos não só para gastar (catabolismo) como também para armazenar energia (anabolismo). No organismo todo o processo bioquímico que produz e gasta energia está acoplado entre si e constituem o metabolismo celular. Os animais que respiram oxigênio também podem fazer a fermentação! Você sabia que nas provas de corridas para 100m que dura uns 9 segundos, o atleta não respira? É isso mesmo! E você sabia que as baleias e os golfinhos, precisam prender a respiração para o mergulho? Então vem pergunta? Além da respiração celular, podemos simultaneamente, usar a fermentação? Muito bem! Acertou! De fato, o atleta de velocidade (da prova de 100m) realiza toda atividade muscular durante os 9 segundos usando energia proveniente da fermentação lática. Mas se o exercício prolongar, precisará de oxigênio para as células. Em outras palavras, as fibras musculares esqueléticas podem fazer a respiração celular aeróbica e a fermentativa (erroneamente chamado de metabolismo anaeróbico). Por outro lado, as células nervosas e as fibras musculares cardíacas, só podem realizar respiração celular aeróbica e portanto, a falta de oxigênio pode ser fatal. A falta de oxigenação e de glicose nesses tecidos, por um período de tempo critico, certamente causará morte celular, o tão temido infarto. O fungo, o pão e o vinho: o que eles têm em comum? A levedura é um tipo de fungo muito útil e é chamado cientificamente de Saccharomyces cerevisiae. Ela é incapaz de utilizar o oxigênio para obter a energia necessária para a sua sobrevivência e vive de fermentação alcoólica sendo o açúcar, a fonte de sua nutrição. Do subproduto da fermentação são eliminados o álcool (CH3CH2OH) e gás carbônico (CO2). Assim as destilarias associam a garapa (suco de cana-de-açucar) ao fungo para a fabricação do álcool combustível. Ao invés de garapa, se a fermentação ocorrer no suco de uva, torna-se possível a produção de vinho. Você pode apreciar em casa, uma outra função útil do processo de fermentação. você já deve visto a sua mãe utilizando o fermento biológico para fazer um delicioso pão caseiro. Quando a levedura entra em contato com a farinha de trigo ela encontra o seu alimento preferido: glicose. Rapidamente, o processo fermentativo tem início e a população de fungo começa a crescer. Como vimos, um dos subprodutos da fermentação é o CO2. O gás produzido no meio da massa a faz crescer, deixando-a fofa e macia, pronta para ser modelada e ir ao forno. Durante o processo de assar o álcool evapora e os fungos que prestaram um grande serviço, morrem.
Quem veio primeiro? Os organismos aeróbicos ou anaeróbicos? Autótrofos ou heterótrofos? Poder viver sem oxigênio foi decisiva na Terra primitiva. Afinal, quem teria surgido primeiro: os seres vivos que não precisavam de oxigênio (anaeróbicos) ou os que precisavam (aeróbicos)? Clique aqui e descubra! Page 2
Comportamento alimentar dos animais O zoólogo britânico Mark Ridley descreveu precisamente o que seria o comportamento alimentar dos animais: “ ...encontrar e obter alimento para sí, enquanto não está sendo procurado como alimento por um outro animal”. Afinal, todos os animais são heterotróficos.
Alimento é qualquer item a partir do qual um animal pode extrair, energia e as moléculas orgânicas necessárias aos processos de crescimento e de manutenção. O intervalo entre as refeições, a sua quantidade, a forma e a maneira como estas são obtidas varia de uma espécie para a outra. A diversidade em torno da forma de alimentação está relacionado com o hábito alimentar (o que come) e o sistema digestório (como é feita a digestão do alimento). No capitulo "Do que somos feitos?" vimos que os seres vivos são feitos essencialmente das mesmas macromoléculas biológicas (carboidratos, proteínas, nucleotídeos e lipídios). Cada grupo de macromoléculas são feitas de biomoléculas fundamentais, respectivamente, de glicose, aminoácidos, ácidos nucléicos e ácidos graxos. Em outras palavras, todos os seres vivos podem, potencialmente, servir de alimento para os animais que são organismos heterotróficos! O que determina o que e como comem os animais? As plantas fotossintetizantes assimilam a energia radiante do sol e, a partir de moléculas inorgânicas (CO2 e H2O), sintetizam seus próprios nutrientes. A condição heterotrófica faz com que os animais obtenham as suas fontes de energia e nutrientes a partir das moléculas orgânicas de outros seres vivos. Em outras palavras os animais precisam se alimentar de outros seres. Os tecidos ou fluidos corporais ingeridos são quimicamente digeridos no trato gastrointestinal nas unidades fundamentais (glicose, aminoácidos, ácidos graxos, nucleotídeos, etc.). Podemos identificar três grandes grupos de animais quanto ao hábito alimentar: herbívoros (comedores de plantas) carnívoros (comedores de carne) onívoros (comedores de plantas e carne) dedritívoros (comedores de matéria orgânica em decomposição). Do ponto de vista da estratégia de obtenção de alimento, os animais herbívoros não precisam correr atrás do alimento pois eles não se movem, ao contrário da grande parte dos carnívoros que precisa localizar, correr, capturar e manipular a presa, antes de começar a comer. Os comedores de plantas Os comedores de plantas aproveitam-se de, praticamente, todas as partes dos vegetais e vários animais são especialistas em comer apenas as folhas, frutas, flores, tubérculos, seiva vegetal, etc. Os animais que se alimentam de flores e das frutificações estão sujeitos às variações sazonais, espaciais e temporais das fontes de alimento. Os recursos alimentares são tá importantes que são ativamente defendidos contra os concorrentes. A exploração de recursos alimentares num mesmo espaço obriga os animais a se distribuírem espacialmente e temporalmente: se você prestar atenção num arbusto florido observará abelhas e borboletas coletando néctar ou pólen, formigas cortando as folhas e os coleópteros sugando a seiva vegetal, etc. Se comparar a observação em diferentes momentos do dia e da noite, verificará que não são os mesmos usuários. A figura abaixo ilustra várias espécies de herbívoros ruminantes da savana africana comendo folhas em diferentes partes da planta. Os elefantes e as girafas exploram cada um os pontos mais elevados das árvores. Além de diferentes formas para alcançar folhas nas copas, compare as adaptações para a preensão da língua da girafa e da tromba do elefante! Dessa maneira esses herbívoros podem conviver de forma ecologicamente equilibrada.
Comedores de carne Já os comedores de carne são dotados de estratégias que exigem habilidades sensoriais para localizar e identificar a presa, assim como uma maquinaria eficaz para um exercício muscular intenso. Na mesma savana africana entre os predadores mais eficazes está o guepardo (ou chita), o felino mais veloz do mundo que chega a alcançar 120Km/h. Ao localizar uma presa, ele atinge essa velocidade em menos de 5 segundos! Nenhum carro tem tal torque! Como todos os vertebrados caçadores possuem olhos frontais que garantem uma visão estereoscópica ou de profundidade, essencial para o cálculo da distância. Furtivamente, camuflada entre a vegetação, a chita aproxima-se lentamente, a favor do sol e contra o vento, em direção à presa escolhida. Quando está a uma distância de 30m arremete-se contra a presa em alta velocidade e manobrabilidade incrível. A presa tenta mudar a trajetória da fuga tentando despistar. Quando se aproxima da presa, derruba-a, calçando-a. A presa então é imobilizada e asfixiada. Comportamento dos animais onívoros O que você acharia sobre o hábito alimentar do nosso lobo-guará (Chrysocyon brachyurus) maior canídeo da América do Sul que habita o Cerrado com os seus quase 1m de altura e 20 a 25 Kg de peso? Seria um dos maiores carnívoros da América do Sul, ao lado da onça-pintada? Grande engano! O lobo-guará antes de mais nada, prefere comer frutas maduras! Ele um animal tipicamente onívoro, ou seja, um comedor generalista como os seres humanos que come um pouco de tudo. O lobo-guará caça pequenos mamíferos (roedores, tatus), aves e répteis, frutos da lobeira (Solanum lycocarpum) uma solanácea que inclui vegetais conhecidos como o tomate e a berinjela. Além de fonte de alimento para o lobo-guará (50% da dieta) a lobeira é uma planta medicinal que funciona como vermífugo! Os comedores de cadáveres (detritívoros) Finalmente, temos os animais detritívoros que ocupam o último nível da cadeia trófica e que se alimentam de carcaças ou material orgânico em decomposição. Voltando para as savanas africanas, temos como exemplos os abutres e as hienas que esperam a oportunidade de se alimentar, enquanto a chita termina a sua refeição. Por vezes, a chita que é exímia caçadora não consegue, sozinha, defender-se das hienas, e perde a presa abatida para as oportunistas. Um lembrete:os detritívoros são diferentes dos decompositores pois são microorganismos como fungos e bactérias que decompõem a matéria orgânica (tecidos mortos, penas, folhas, fezes, urina, etc) em compostos simples, como água, gás carbônico e compostos nitrogenados. Esses ocupam o último nível da cadeia trófica e realizam a reciclagem da matéria no Planeta, enquanto os detritívoros apenas se alimentam da matéria orgânica morta ou em decomposição. |
Estrutura na qual o oxigênio e o alimento são utilizados para a produção de energia
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