O lei ecológica do dízimo, lei ecológica ou 10% aumenta a forma como a energia viaja em sua derivação pelos diferentes níveis tróficos. Também é frequentemente argumentado que esta Lei é simplesmente uma consequência direta da segunda Lei da Termodinâmica.
A energia ecológica é uma parte da ecologia que se preocupa em quantificar as relações que descrevemos acima. Considera-se que Raymond Lindemann (especificamente em sua obra seminal de 1942), foi quem estabeleceu os fundamentos desta área de estudo..
O seu trabalho centra-se nos conceitos de cadeia alimentar e teia, e na quantificação da eficiência na transferência de energia entre os diferentes níveis tróficos..
Lindemann parte da radiação solar incidente ou energia que uma comunidade recebe, através da captura realizada pelas plantas através da fotossíntese e continua monitorando essa captura e seu posterior uso pelos herbívoros (consumidores primários), depois pelos carnívoros (consumidores secundários) e finalmente pelos decompositores.
Índice do artigo
Após o trabalho pioneiro de Lindemann, as eficiências de transferência trófica foram consideradas em torno de 10%; na verdade, alguns ecologistas se referiram a uma lei de 10%. No entanto, desde então, várias confusões foram geradas sobre este assunto..
Certamente não há nenhuma lei da natureza que resulte em exatamente um décimo da energia que entra em um nível trófico sendo transferida para o próximo..
Por exemplo, uma compilação de estudos tróficos (em ambientes marinhos e de água doce) revelou que as eficiências de transferência por nível trófico variaram entre aproximadamente 2 e 24%, embora a média fosse de 10,13%..
Como regra geral, aplicável tanto aos sistemas aquáticos quanto aos terrestres, pode-se dizer que a produtividade secundária dos herbívoros costuma situar-se aproximadamente, ordem de magnitude abaixo da produtividade primária em que se baseia..
Esta é muitas vezes uma relação consistente que se mantém em todos os sistemas de forrageamento e que tende a se tornar estruturas do tipo piramidal, em que a base é fornecida pelas plantas e nesta base se baseia uma menor, dos consumidores primários, na qual outra (ainda menor) os consumidores secundários sentam.
Todas as coisas vivas requerem matéria e energia; matéria para a construção de seus corpos e energia para o desempenho de suas funções vitais. Esse requisito não se limita a um organismo individual, mas se estende a níveis mais elevados de organização biológica que esses indivíduos podem conformar..
Esses níveis de organização são:
Em um ecossistema, a comunidade e o meio ambiente estabelecem fluxos de energia e matéria.
Os organismos de um ecossistema são agrupados de acordo com um "papel" ou "função" que cumprem nas cadeias alimentares ou tróficas; é assim que falamos sobre os níveis tróficos de produtores, consumidores e decompositores.
Por sua vez, todos e cada um desses níveis tróficos interagem com o ambiente físico-químico que fornece as condições de vida e, ao mesmo tempo, atua como fonte e sumidouro de energia e matéria..
Primeiro, devemos definir a produtividade primária, que é a taxa na qual a biomassa é produzida por unidade de área..
É geralmente expresso em unidades de energia (Joules por metro quadrado por dia), ou em unidades de matéria orgânica seca (quilogramas por hectare e por ano), ou como carbono (massa de carbono em kg por metro quadrado por ano).
Em geral, quando nos referimos a toda a energia fixada pela fotossíntese, costumamos chamá-la de produtividade primária bruta (PPG).
Destes, uma proporção é gasta na respiração dos mesmos autótrofos (RA) e é perdida na forma de calor. A produção primária líquida (PPN) é obtida subtraindo esta quantidade do PPG (PPN = PPG-RA).
Esta produção primária líquida (PPN) é o que está disponível para consumo por heterótrofos (são bactérias, fungos e o resto dos animais que conhecemos).
A produtividade secundária (PS) é definida como a taxa de produção de nova biomassa por organismos heterotróficos. Ao contrário das plantas, bactérias heterotróficas, fungos e animais, eles não podem fazer os compostos complexos e ricos em energia de que precisam a partir de moléculas simples..
Eles sempre obtêm sua matéria e energia das plantas, o que podem fazer diretamente consumindo material vegetal ou indiretamente alimentando-se de outros heterótrofos..
É assim que as plantas ou organismos fotossintéticos em geral (também chamados de produtores), constituem o primeiro nível trófico de uma comunidade; os consumidores primários (aqueles que se alimentam de produtores) constituem o segundo nível trófico e os consumidores secundários (também chamados de carnívoros) constituem o terceiro nível.
As proporções da produção primária líquida que fluem ao longo de cada uma das vias de energia possíveis dependem, em última análise, das eficiências de transferência, isto é, da maneira como a energia é usada e passada de um nível para outro..
Existem três categorias de eficiência de transferência de energia e, com elas bem definidas, podemos prever o padrão de fluxo de energia nos níveis tróficos. Essas categorias são: eficiência de consumo (CE), eficiência de assimilação (EA) e eficiência de produção (EP).
Vamos agora definir essas três categorias mencionadas.
Matematicamente, podemos definir a eficiência de consumo (EC) da seguinte forma:
EC =eun/Pn-1 × 100
Onde podemos ver que o CE é uma porcentagem da produtividade total disponível (Pn-1) que é efetivamente ingerido pelo compartimento trófico contíguo superior (eun).
Por exemplo, para consumidores primários no sistema de pastejo, CE é a porcentagem (expressa em unidades de energia e por unidade de tempo) de PPN que é consumido por herbívoros.
Se estivéssemos nos referindo a consumidores secundários, isso equivaleria ao percentual de produtividade dos herbívoros, consumido pelos carnívoros. O resto morre sem comer e entra na cadeia de decadência.
Por outro lado, a eficiência de assimilação é expressa da seguinte forma:
EA =PARAn/eun × 100
Novamente nos referimos a uma porcentagem, mas desta vez à parte da energia proveniente do alimento e ingerida em um compartimento trófico por um consumidor (eun) e que é assimilado pelo seu sistema digestivo (PARAn).
Essa energia será aquela disponível para o crescimento e para a execução das obras. O restante (a parte não assimilada) é perdido com as fezes e então entra no nível trófico dos decompositores.
Finalmente, a eficiência de produção (EP) é expressa como:
EP = Pn/PARAn × 100
que também é uma porcentagem, mas neste caso nos referimos à energia assimilada (PARAn) que acaba sendo incorporado em nova biomassa (Pn) Todo o remanescente de energia não assimilado é perdido na forma de calor durante a respiração.
Produtos como secreções e / ou excreções (ricos em energia), que participaram de processos metabólicos, podem ser considerados como produção, Pn, e estão disponíveis, como cadáveres, para decompositores.
Tendo definido essas três categorias importantes, podemos agora nos perguntar sobre a "eficiência de transferência global" de um nível trófico para o próximo, que é simplesmente dada pelo produto das eficiências acima mencionadas (EC x EA x EP).
Expresso coloquialmente, podemos dizer que a eficiência de um nível é dada pelo que pode ser efetivamente ingerido, que então é assimilado e acaba sendo incorporado a nova biomassa..
A produtividade dos herbívoros é sempre inferior à das plantas de que se alimentam. Poderíamos então nos perguntar: Para onde vai a energia desperdiçada?
Para responder a esta pergunta, devemos chamar a atenção para os seguintes fatos:
Isso acontece por dois motivos básicos: Primeiro, pelo fato de não haver um processo de conversão de energia 100% eficiente. Ou seja, sempre há uma perda na forma de calor na conversão, o que está em perfeita concordância com a Segunda Lei da Termodinâmica..
Em segundo lugar, uma vez que os animais precisam trabalhar, o que requer gasto de energia e, por sua vez, implica novas perdas na forma de calor..
Esses padrões ocorrem em todos os níveis tróficos e, conforme previsto pela Segunda Lei da Termodinâmica, parte da energia que se tenta transferir de um nível para outro é sempre dissipada na forma de calor inutilizável..
Ainda sem comentários