Biosfera

Nota:Para outros significados, vejaBiosfera (desambiguação).

Uma composição emfalsa corda abundânciafotoautotróficaoceânica e terrestre global, de setembro de 1997 a agosto de 2000. Fornecida pelo projetoSeaWiFSdaNASA/Goddard Space Flight CentereORBIMAGE

Biosfera da Terra.

Biosfera(dogregoβίος,bíos= vida; eσφαίρα,sfaira= esfera; esfera da vida) ouecosferaé o conjunto de todos osecossistemasdaTerra,sendo o maiornível de organização ecológica.Ela inclui abiotae os compartimentos terrestres com os quais a biota interage (litosfera,hidrosfera,criosferaeatmosfera), assim como seus processos e inter-relações. O termo foi introduzido em 1875 pelogeólogoaustríacoEduard Suesscomo ohabitatdosseres vivos.Este conceito foi estendido para seu significado atual em 1926 pelogeoquímicorussoVladimir Vernadskyque reconheceu a biosfera como umsistemaintegrado de processos bióticos e abióticos.

A biosfera é um sistema essencialmente fechado para troca de matéria com o universo circundante, constituindo assim uma unidade natural. Trocas materiais ocorrem principalmente pela perda de gases noescape atmosférico(~1x10⁸kg ano^-1) e o ganho depoeira cósmicapelaatração gravitacionalterrestre (~7x10⁷kg ano^-1), mas representam apenas 1x10^-16da massa da biosfera.

Em contraste com a situação da matéria, a biosfera é um sistema aberto para o fluxo deenergia,em um processo de troca contínua com o universo circundante conhecido comobalanço radiativo.A principal fonte de energia para a biosfera é oSol,com um aporte médio de ~ 1360,8 W m^-2,com pequena contribuição doenergia geotérmica(~0,09 W m^-2).Esses ganhos são balanceados por perdas aproximadamente da mesma magnitude, diretamente pelo retroespalhamento da energia incidente (~29%) ou emissão na forma decalor(~71%).

O aporte de energia desencadeia os diversos processos bióticos e abióticos, caracterizando a biosfera como um sistema dinâmico, em constante transformação material. Essas transformações estão interligadas na biosfera gerando processos de ciclagem global conhecidos comociclos biogeoquímicos.São estes ciclos que mantêm as concentrações dos componentes químicos nos diferentes compartimentos da biosfera em equilíbrio dinâmico. Avida,assim como os demais processos da biosfera, é causadora e ao mesmo tempo dependente dos ciclos biogeoquímicos para sua continuidade em um sistema materialmente fechado. A dependência energética destes processos determina que o aporte contínuo de energia é uma condição essencial para biosfera, uma vez que a energia não pode ser reciclada, isto é, os processos de conversão da energia implicam na redução contínua daenergia livreem um sistema energeticamente fechado. Sem energia livre, todos os processos da biosfera, incluindo a vida, cessariam.

Em seu caminho pela biosfera, uma pequena fração da energia solar é utilizada para aprodução primáriade organismosfotoautotróficos,que a convertem emenergia química,transformandocompostos inorgânicosemorgânicos.Este processo sustenta quase a totalidade dasteias tróficas.A biota depende da energia solar também indiretamente, uma vez que esta é a força motriz dociclo hidrológico,que transporta água doce à ecossistemas terrestres e dulcícolas, e desencadeia a movimentação de massas de ar e de água que são essenciais aos ciclos biogeoquímicos e outros processos ecológicos.

A alta diversidade e complexidade de entidades e relações da biosfera exige uma abordageminterdisciplinarpara seu estudo, e o conjunto de disciplinas aplicadas ao estudo da biosfera é conhecido comoCiências da Terra.Apesar do enfoque na Terra, a única biosfera natural conhecida, o conceito de “biosfera” pode ser expandido para compreender qualquer sistema vivo autoperpetuante que como a Terra é fechado para trocas materiais e aberto para o fluxo de energia. Assim, o termo pode ser aplicado ao conjunto ecossistêmico de outros corpos celestes que por ventura abriguem vida ou para sistemas artificiais e autossustentáveis de enclausuramento de seres vivos. O estudo destes sistemas é conhecido como bioesferologia, na denominação russa e biosférica, na denominação estadunidense.

Biociclos, biócoros e biomas

Biomas
Biomas terrestres Florestas tropicais/subtropicais húmidas Florestas tropicais/subtropicais secas Florestas de coníferas Pastagens e matagais de montanha Floresta mediterrânea Floresta decídua temperada Floresta temperada de coníferas Taiga ou Floresta boreal Tundra Mangais Savana Savanas inundadas Desertos e matagais xéricos
Biomas marinhos Polar Mar e costas temperadas Afloramentotemperado Afloramentotropical Coral tropical Fontes frias Fontes hidrotermais Zona bentónica Zona pelágica Zona abissal

O conceito de biosfera pode ser interpretado como o conjunto formado pelos diferentesecossistemas.Tendo em vista a abrangência dessa conceituação, costuma-se dividir a biosfera nos chamados biociclos, que representam conjuntos de ecossistemas dentro da biosfera. Os biociclos, por sua vez, são divididos em biócoros que podem se dividir embiomas.Existem três tipos de biociclos: epinociclo, talassociclo e limnociclo.

Divisões da Biosfera

Os seres vivos encontram-se disseminados pelas três partes fundamentais da terra: atmosfera; a litosfera, integrada pela crosta terrestre e pelo manto que a recobre; e a hidrosfera, conjunto das águas superficiais do planeta. A biosfera, portanto, compreende as porções de terra, mar e águas continentais habitadas pelos seres vivos. Não coincide com a atmosfera, a litosfera ou a hidrosfera, pois abrange as três. Os primeiros seres vivos surgiram na hidrosfera e foram evoluindo até chegar à litosfera. Eles se diferenciaram e distribuiram-se na atmosfera e em terra firme.

Epinociclo

O epinociclo é o biociclo terrestre. É o conjunto dos seres vivos que vivem sobre terra firme e apresenta quatro biócoros bem distintos: asflorestas,assavanas,oscampose osdesertos.

A biócora da floresta aparece em diversos biomas diferentes, exemplos:

• Bioma daFloresta Amazônica;
• Bioma daMata Atlântica;
• Bioma daTaiga.

Alguns exemplos de biomas que apresentam a biócora da savana:

• BiomaCerradoa savana do centro-oeste brasileiro;
• BiomaCaatingaa savana seca do nordeste brasileiro;
• BiomaPantanala savana alagada do centro-oeste brasileiro;
• BiomaSerenguetinassavanas da África.

Alguns exemplos de biomas que apresentam o biócoro do campo:

• BiomaPampasgaúcho no sul do Brasil;
• Biomapradarias;
• Biomaestepes.

Alguns exemplos de biomas que apresentam o biócoro do deserto:

• BiomaDeserto do Saara;
• BiomaDeserto da Líbia;
• BiomaDeserto da Arábia;
• BiomaDeserto de Calaári.

Talassociclo

Otalassocicloé o biociclo marinho. É o conjunto dos seres vivos que vivem em água salgada representados peloplâncton,néctonebenton.Os plânctons são seres microscópicos, tanto como ofitoplânctonquanto ozooplâncton;os néctons são os seres vivos macroscópicos que nadam livremente como, por exemplo, ospeixes,osgolfinhosetc. Os bentons são os seres vivos que passam a maior parte do tempo parados afixados nas rochas ou enterrados na areia do fundo dosmareseoceanoscomo, por exemplo,corais,ostras,mariscosetc. O talassociclo apresenta três biócoros distintos:

• Biócoro da zona nerítica, que vai da superfície a até 200 metros de profundidade;
• Biócoro da zona batial, que vai de 200 a até 2000 metros de profundidade;
• Biócoro da zona abissal, que vai de 2000 a até o fundo do oceano em profundidades que variam em torno de 11.000 metros abaixo da superfície dos oceanos.

Limnociclo

O limnociclo é o biociclo dulcícola, ou seja, é o conjunto dos seres vivos que vivem emágua docee apresenta dois biócoros distintos:

• O biócoro das águas lênticas: Águas lênticas são águas paradas comopântanos,brejos, poças de água elagoasde água doce e parada;
• O biócoro das águas lóticas: Águas lóticas são águas correntes como riachos, ribeirões,rioselagosde água doce e corrente.

Espectro biológico

OEspectro biológicoé a representação dos níveis de organização da vida.

• Osorganismosvivos se organizam empopulações
• As populações se organizam emcomunidades
• As comunidades se organizam emecossistemas
• Os ecossistemas se organizam embiomas
• Os biomas se organizam embiócoros
• Os biócoros se organizam embiociclos
• Os biociclos se organizam na biosfera
• Átomo<>Molécula<>Organela<>Célula<>Tecido<>Órgão<>Sistema<>Organismo<>População<>Comunidade<>Ecossistema<>Bioma<>Biócoro<>Biociclo<>Biosfera<>Cosmo

O Homem e a Biosfera

Planisfério evidenciando as regiões terrestres e marinhas de maior produtividade.

Ohomem,como ser vivo faz parte da biosfera, interage com os outros seres vivos mantendorelações ecológicascom eles, algumas vezes de forma harmônica, mas, na maioria das vezes de forma desarmônica, causando constantemente com isso prejuízos para a vida da biosfera em geral. A devastação de até biomas inteiros, a pesca abusiva, a substituição dos ecossistemas naturais por áreas destinadas a monoculturas e pecuária; oagronegócioem geral.

Os seres vivos não domesticados dependem uns dos outros nos ecossistemas e mantêm relações específicas entre uns e outros e todos eles também interagindo com omeio ambienteonde vivem, se o meio ambiente desaparece para ceder lugar aos agronegócios humanos todos aqueles seres vivos endêmicos daquela região, são extintos.

O homem moderno e civilizado é adaptado apenas para viver em sociedade e dentro das cidades, ele consegue viajar e acampar temporariamente em quase todos os lugares do planeta mas, não consegue mais se adaptar à vida dos indígenas, ficou impossível para o homem moderno voltar a viver nu na natureza.

Cada ser vivo tem um ambiente a que melhor se adapta, e, se oecossistemaem que ele vive for modificado pelo homem, a sobrevivência desse ser vivo é ameaçada. Do mesmo modo, outros seres vivos também são dependentes de ecossistemas que foram montados e organizados em teias alimentares, estabelecidas ao longo de milhões de gerações, e que fizeram e fazem a história da evolução genética de diversas espécies que viveram ou que ainda vivem há milhões de anos, sendo, por isso, ecossistemas bastante complexos e que, pouco a humanidade sabe como funcionam realmente.

O homem tem uma responsabilidade ainda maior que os demais seres vivos na manutenção da saúde da biosfera, pois ele, de uma forma significativamente maior, pode compreender o quão complexas e intrincadas são essas teias alimentares que demoraram milhões de anos em evolução para serem o que são hoje, como pode se visto através da luta pela sobrevivência dos seres vivos nas florestas e nos oceanos, cheios de vida, que por vezes, apresenta-se bastante frágil perante as consequências da interferência humana na busca desenfreada pela conquista de mais territórios sobre os ecossistemas naturais, causando com isso, a destruição destes.

Neste sentido, aUNESCOlançou, em 1971, o programa internacional "O Homem e a Biosfera"para incentivar a cooperação entre os países no sentido de conhecer e encontrar formas de evitar a degradação da biosfera.

A Degradação da Biosfera

Com o avanço da ocupação humana sobre os mais diversos ecossistemas, várias têm sido as formas de impacto sobre o equilíbrio ecológico. Osseres vivose omeio ambienteestabelecem uma interação dinâmica, porém frágil. O grande dilema dassociedadesmodernas é conciliar o desenvolvimento tecnológico e a carência cada vez maior derecursos naturaiscom o equilíbrio danatureza.

A tentativa de conciliação ou harmonização começou a ser intensificada nadécada de 1980,quando se tornaram muito mais visíveis e preocupantes várias consequências da profunda interferência do homem na paisagem: oefeito estufa,as chuvas ácidas, asilhas de calornas cidades, oburaco de ozônio,apoluiçãodos oceanos, a grande extensão dos desmatamentos eextinçãode espécies animais, o rápido esgotamento dos recursos não-renováveis, etc.

O Desenvolvimento Sustentável

Odesenvolvimento sustentávelproposto desde então define-se pela continuidade dosinvestimentoseconômicos, daspesquisastecnológicas e da exploração dematéria-prima,de tal forma que se leve em consideração não só o presente, mas também as gerações futuras. As diferentes nações têm procurado encontrar os meios de atingir a fórmula, como explorar sem destruir ou, pelo menos, diminuir os impactos ambientais.

A Degradação das Florestas

A degradação ambiental pode ser das formações vegetais, como a destruição das florestas. Quando os portugueses chegaram aoBrasil,61% das terras que hoje pertencem ao nosso país eram cobertos pormatas.No Brasil, a preservação ambiental ocupa um espaço cada vez maior nosmeios de comunicaçãoque veiculam quase diariamente materiais de esclarecimento, alerta e denúncia sobre o assunto. Vários movimentos organizados, como o "S.O.SMata Atlântica"trabalham em prol da defesa dasflorestasbrasileiras. Quando há o rompimento do equilíbrio natural (o desmatamento das florestas) rompem-se a relação vegetação/solo que possibilita o desenvolvimento da vida vegetal e animal.

A Degradação dos Ecossistemas Marinhos

Além de reunirecossistemasriquíssimos, os oceanos funcionam como fonte dealimentoe de trabalho para milhares de pessoas em todo o mundo. Um dos principais problemas que atinge os ecossistemas próximos aolitoral,comomanguese ospântanos,é a grande concentração populacional ao longo da costa em vários países.

No caso dosrecifesdecoral,sua destruição é provocada pela exploração demergulhadores,que retiram material para colecionar e vender, mas, principalmente, pelapoluiçãodas águas dos próprios oceanos. Outro fenómeno recente é obranqueamentodos corais, que é atribuído aoaquecimento global.

Mais de 80% da poluição oceânica vem docontinente,trazida pelosrios,chuvaseventos.Entre os principais poluentes, estão: agrotóxicos utilizados em plantações;plásticos,latas,metais,madeiras,resíduos industriais como metais pesados (chumbo,mercúrio,cobre,estanho);esgotoslançados sem tratamento, principalmente em países mais pobres e povoados doTerceiro Mundo.

Mas também há contaminação devida às atividades humanas no mar:óleoepetróleoderramado devido a acidentes com navios-tanques, rompimentos de dutos e emissários submarinos,lixo radioativodepositado por alguns países no fundo do mar e materiais depesca.

Muitos desses poluentes trazem consequências devastadoras para acadeia alimentarmarinha.Peixese outros animais contaminam-se compesticidas,resíduos industriais, o que é repassado a diante para outros animais da cadeia, de maneira que o próprio homem acaba ingerindo peixes e mariscos contaminados.

O esgoto e o escoamento da área cultivada levam às águas oceânicas grande quantidades denitrogênioefósforopresente emdetergentesefertilizantes.Esses elementos aumentam a quantidade dealgasprincipalmente nas regiões costeiras. Seu grande crescimento diminui o nível deoxigênioda água, sufocando as demais espécies.

Biosferas artificiais

Ver artigo principal:Biosfera artificial

As primeiras biosferas artificiais foram ecossistemas em miniatura, construídas no século passado com propósito tanto recreativo quanto de pesquisa científica.Alguns desses sistemas mostraram que é possível a aplicação do conceito de biosfera em pequenas escala, permanecendo viáveis por mais de 50 anos sem interferências externas.Essas biosferas em miniatura são atualmente comercializadas, como pela empresa estadunidenseEcosphere Associates Inc.

O maior desenvolvimento da bioesferologia, porém, se deu com o interesse em desenvolver tecnologia e conhecimento para fins de colonização espacial, motivando o desenvolvimento das primeiras biosferas artificiais de grande escala.A construção destes sistemas inciou em 1965 com o complexo BIOS-1 na cidade Russa de Krasnoyarsk e tive seu ápice com a construção doBiophere 2(doinglês,Biosfera 2), o maior ecossistema fechado artificial atualmente, com 12.700 m². Nove dessas instalações continuam em operação e são utilizadas tanto em pesquisas de sistema de suporte de vida para colonização espacial quanto como modelos para compreender processos ambientais na Terra:

• Sistema Biológico Fechado de Suporte de Vida (Biological Closed Life Support System-3,BIOS-3) – Krasnoyarsk, Rússia;
• Complexo de Teste de Sistemas de Suporte de Vida Bioregenerativos (Bioregenerative Life Support Systems Test Complex,BIO-Plex) – Houston, Texas, EUA;
• Biosfera 2(Biosphere 2) – Oracle, Arizona, EUA;
• Projeto placa de ensaio (Breadboard Project) – Flórida, EUA;
• Instalações Experimentais de Ecologia Fechada (Closed Ecology Experiment Facilities,CEEF) – Rokkasho, Aomori, Japão;
• Sistemas Biológicos Aquáticos Fechados e Equilibrados (Closed Equilibrated Biological Aquatic System,CEBAS) – Bochum, Renânia do Norte-Vestfália, Alemanha;
• Complexo Experimental de Solo (Ground Experimental Complex) – Moscou, Rússia;
• Laboratório Biosfera (Laboratory Biosphere) – Santa Fé, Novo México, EUA;
• Sistema Micro-Ecológico Alternativo de Suporte de Vida (Micro-Ecological Life Support System Alternative,MELiSSA) – Barcelona, Catalunha, Espanha.

Destes complexos, o BIOS-3 e o Biosphere 2 tem instalações com habitações humanas e foram utilizados em experimentos com equipes de três a oito componentes mantidas em enclausuramento por quatro meses a dois anos.

Ver também

• Reserva da biosfera

Referências bibliográficas

• Coleção Biologia - 3 volumes - porCésar da Silva Juniore Sezar Sasson - Atual Editora - Biologia 1 - Capítulo I - Níveis de Organização - páginas 1 a 4 - São Paulo - Brasil, 1980

Ligações externas

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