Bacias Hidrográficas

Bacias Hidrográficas

Introdução

A topografia de uma região, o clima e a força da gravidade são as principais condicionantes do trajecto dos cursos de água. A região em que a água das chuvas contribui para alimentar um rio constitui a bacia hidrográfica e os

 rios que a ocupam constituem a rede hidrográfica (conjunto de todos os cursos de água, mais ou menos organizado).

Figura 1: Bacias hidrográficas portuguesas.
In: CARRAJOLA, C. et al (2007 b)

Objectivos
-Definir Bacias hidrográficas.
-Definir tipos de cursos de rio.
-Identificar riscos geológicos.-Identificar interferencias do Homem no curso dos rios.
-Comparar vantagens e desvantagens das barragens.
-Localizar as maiores bacias hidrográficas nacionais.

Desenvolvimento

A água de precipitação, que cai na bacia hidrográfica, é recolhida pela rede hidrográfica, que a transporta de uns rios para outros até chegar ao rio principal, que a conduzirá ao mar.

Há rios que transportam água todo o ano e possuem um caudal abundante, enquanto outros só têm água depois da época das chuvas, são os chamados rios sazonais.Os rios modelam a paisagem criando formas de relevo muito diferentes na superfície que atravessam.

No seu percurso, desde a nascente até à foz, o rio desenvolve um trabalho de desgaste dos terrenos por onde passa, de transporte dos materiais arrancados e de acumulação desses materiais em planícies aluviais. Este processo designa-se por erosão fluvial.

Os cursos de água tendem a correr em espaços mais ou menos bem determinados, que se designam por leitos. Os limites laterais do rio designam-se por margens e relacionam-se com o leito aparente. Tendo em consideração as características topográficas e a variação sazonal dos caudais, nos cursos de água das regiões temperadas podem distinguir-se, normalmente, várias secções ou leitos.

Figura 2: Percurso de um rio.
IN: GOMES, A. et al (2006)

Na fase inicial ou no curso superior, os rios correm geralmente entre montanhas, o declive dos terrenos é muito acentuado e a força das águas é muito significativa. O desgaste na vertical é acentuado e os vales apresentam vertentes abruptas, os vales são em V fechado, nesta fase podem surgir cataratas e rápidos.

No curso médio, o declive do terreno não é tão acentuado, o desgaste faz-se na horizontal, alargando o leito do rio, formam-se vales mais abertos.
Na fase final, no curso inferior, o rio perde velocidade e dá-se a deposição dos materiais (aluviões) que o rio transportou durante o seu percurso. Formam-se vales em caleira e as planícies aluviais. Quando o rio atravessa uma planície pode desenvolver curvas chamadas meandros. Estes surgem porque o rio desgasta as margens côncavas e acumula nas margens convexas.

Figura 3: Esquema de formação de um meandro.
IN: GOMES, A. et al (2006)

Os deltas formam-se geralmente em locais onde as marés e as correntes marinhas têm pouca força. A escassa força das águas do mar faz com que a corrente vá depositando os aluviões junto à foz, construindo um depósito de sedimentos de forma triangular.

Figura 4: Delta do rio Nilo.
IN: GOMES, A. et al (2006)

Os estuários formam-se em locais onde a força das marés e das correntes marítimas é intensa. A água arrasta os aluviões até zonas muito afastadas da foz e deposita-os no fundo do oceano. Como o estuário comunica abertamente com o mar ou com o oceano, produz-se nessas zonas uma mistura de águas e de sedimentos tornando-as ricas biologicamente.

Figura 5: Estuário do rio tejo.
IN: GOMES, A. et al (2006)

É no troço terminal que se desenvolvem, em rios mais evoluídos, extensas planícies formadas pela acumulação de sedimentos depositados nesses rios ao longo da sua existência. Essas superfícies designam-se por planícies de inundação, porque se formam precisamente pela inundação das áreas correspondentes, devido ao transbordo das águas fluviais e consequente deposição de sedimentos.

Figura 6: Cheias no vale do tejo, Santarem.
In: CARRAJOLA, C. et al, (2007 b)

As planícies de inundação definem um leito maior, de cheia, em contraste com um leito menor, normal, delimitado pelas margens habituais. Define-se, na estação seca, um leito de estiagem, quando a falta de água faz emergir os sedimentos do leito menor.

Figura 7: Perfil transversal de um rio, em zona de planicie de inundação.
In: CARRAJOLA, C. et al, (2007 b)

Riscos geológicos
As cheias
As cheias são fenómenos extremos devido à dinâmica fluvial. Diz-se que há uma cheia sempre que um rio transborda em relação ao seu leito normal. Esse transbordo origina, por sua vez, a inundação dos terrenos nas margens do rio. Todas as cheias provocam inundações, mas nem todas as inundações são causadas por cheias (tsunami).

Conforme a morfologia do vale, assim a inundação se manifesta em altura ou em extensão. Se o vale for estreito, o nível das águas pode subir dezenas de metros, por outro lado, se o vale for amplo, pode ser muito grande a extensão das áreas afectadas.

As cheias devem-se, na maior parte dos casos, a causas climáticas, mais precisamente à precipitação elevada, o que pode corresponder a chuvas muito intensas, numa pequena bacia hidrográfica, ou a chuvas contínuas e prolongadas (semanas a meses), ainda que pouco intensas, afectando várias áreas.
Assim originam cheias rápidas, mais perigosas, porque sendo repentinas, apanham as populações de surpresa, e as cheias progressivas, que se devem ao aumento progressivo do caudal dos rios. As cheias também podem ter outras causas naturais, de origem climática, origem marinha ou devido a obstáculos e derrocadas.

Nas zonas urbanas, o desenvolvimento natural do ciclo hidrológico é substancialmente alterado pela impermeabilização geral dos solos decorrente da construção de estradas e habitações, o que contribui fortemente para o aumento de volume das águas de escorrência, que vão engrossar os caudais das ribeiras e outras linhas de água, cujos leitos tantas vezes se encontram estrangulados ou mesmo ocupados por construções.

O homem interfere sobretudo:

-   Na rede hidrográfica, através de obras de engenharia, das quais se destacam as barragens.

-   Nos solos, impermeabilizando-os, à medida que aumentam as áreas construídas.

-   Na vegetação, dificultando a infiltração da água, sempre que reduz a cobertura vegetal.

A principal razão para o agravamento dos efeitos das cheias é a ocupação humana das áreas inundáveis, que continua a fazer-se de forma imprudente. Em muitos casos desvalorizam o risco de cheia, dado o grande intervalo de tempo que medeia entre duas cheias consecutivas (período de retorno). Por outro lado, as pessoas tendem a ficar nos mesmos locais, chegando a ser compensados por apoios económicos dos governos, também eles responsáveis por permitirem a construção em áreas de risco.

Apesar dos enormes transtornos que podem causar às populações, as cheias também têm alguns benefícios:

-   Os sedimentos finos que se depositam nas planícies de inundação fertilizam os solos, tornando esses terrenos muito apetecidos para a agricultura.

-   As areias que chegam ao litoral vão alimentar as praias, contribuindo para o equilíbrio entre sedimentação e erosão costeira.

-   Chegam também ao litoral, devido às cheias, grandes quantidades de nutrientes utilizados nas cadeias alimentares marinhas.

-   A quantidade de água que se infiltra nos terrenos das margens dos rios reabastece as reservas hídricas subterrâneas.

 

Prevenção das cheias

A forma mais eficaz de combater os riscos naturais é evitar, dentro do possível, a ocupação das áreas onde se manifestam, como é o caso dos fundos de vale, que são os leitos de cheia. Cabe às autoridades, no âmbito do ordenamento do território e da protecção civil, a elaboração de planos de ocupação do solo e a cartografia de zonas de risco, nomeadamente de zonas de risco de cheia, que salvaguardem a segurança das populações.

            Estas zonas devem tornar-se espaços abertos, de áreas verdes, nas faixas próximas dos cursos de água, livres de construções, até ao limite definido pela maior cheia de que há memória. Mesmo nesse limite, a ocupação do solo deve ser pouco densa e as construções aí existentes adaptadas, recorrendo, por exemplo, ao uso de pilares.

Nas últimas décadas é o crescimento urbano que tem sido responsável pela diminuição da infiltração da água, devido à impermeabilização da superfície. As vertentes têm sido desflorestadas, o que também favorece a escorrência superficial das águas e o consequente transporte de sedimentos para os cursos de água. Assim, aumenta a quantidade de água que escorre para os rios e ribeiras e o consequente assoreamento dos leitos, o que provoca o extravasamento das águas dos leitos normais.

Interferência do Homem no curso dos rios

            O homem tem tentado evitar a inundação de áreas especialmente críticas das bacias hidrográficas, através de obras de engenharia, entre as quais se destacam:

§         As barragens;

§         Os diques de protecção;

§         Os canais de derivação.

O homem modifica o curso do rio ao construir barragens. 

Estas são importantes para o abastecimento doméstico e também para a produção de energia. As barragens são um importante meio de prevenção contra as cheias, porque regularizam o caudal dos rios ao longo do seu percurso.

O impacto ambiental das barragens é grande, alteram os ecossistemas, levando ao desaparecimento da fauna e da flora e as povoações que se localizam junto às albufeiras ficam submersas, obrigando à deslocação da sua população.

  Figura 8: Barragem do Alqueva, rio Guadiana.

Os diques são barreiras dispostas ao longo do leito de cheia, tanto longitudinal como transversalmente ao rio. Procuram limitar o avanço das águas quando se dá o transbordo do leito normal.
Os canais de derivação são ramificações do rio construídas nas planícies de inundação, com o objectivo de aumentar a quantidade de água escoada, fazendo-a circular de forma controlada fora do leito normal.
A limpeza dos leitos é uma medida preventiva contra as cheias, o comportamento civilizado das pessoas, que não podem utilizar os cursos de água como depósitos de lixo, e pela acção das autoridades, que tudo devem fazer para assegurar a remoção de obstáculos à livre circulação da água.

Vantagens e desvantagens associadas às barragens

§         Armazenam água para abastecimento público.

§         Permitem irrigar vastas regiões totalmente áridas.

§         Geram energia hidroeléctrica.

§         Transformam rios em importantes vias de comunicação.

 

Desvantagens

§         Acarretam custos elevados.

§         As terras situadas a jusante perdem a capacidade de regadio.

§         A erosão a jusante aumenta.

§         As praias deixam de ser alimentadas por sedimentos.

§         Reduzem a quantidade de nutrientes chegados ao mar, prejudicando as comunidades piscícolas.

§         Verifica-se a deterioração da água a jusante.

As barragens acabam por reter, além da água, os sedimentos que esta transporta. Como consequência faltam sedimentos a jusante, nomeadamente no litoral, em compensação, acumulam-se em excesso a montante, na zona da própria albufeira, o que interfere na vida útil de uma barragem, que pode ser projectada para 100 anos e durar menos de 20.

A interrupção do trânsito sedimentar que se deve quer às barragens, quer à exploração de areias nos leitos e nas margens dos rios, pode prejudicar, entre outros aspectos, a estabilidade de obras de engenharia, como pontes, a jusante das barragens.

Conclusão:

            Portugal é um país rico em recursos hídricos, mas irregularmente distribuídos. Os rios concentram-se sobretudo no norte e centro, devido ao relevo montanhoso e à elevada quantidade de precipitação.
  O regime e o caudal dos rios portugueses variam ao longo do ano. No Inverno, os rios geralmente mantêm um caudal elevado, chegando a transbordar e originar inundações, como acontece no vale do Tejo. No verão o caudal dos rios diminui, principalmente no sul do país.
As maiores bacias hidrográficas são as que pertencem aos grandes rios ibéricos, em particular ao rio Tejo e ao rio Douro.

Bibliografia

Gomes, A; Boto, A.-Fazer Geografia, meio natural. Porto Editora, Porto, 2006.
Carrajola, C; Castro, M, J; Hilário, T.- Planeta com vida, geologia. Santilhana, Carnaxide, 2007
Santos, A; Santos, M; Santos, M.- Biologia e Geologia, o essencial. Edições ASA, Porto, 2007

Reprodução Sexuada e Variabilidade

Reprodução Sexuada e Variabilidade

Introdução:

Faz parte das concepções fundamentais da biologia, desde o século XIX, a ideia de que todas as células provem de outras preexistentes, assim os seres vivos que se reproduzem sexuadamente necessitam de promover a união de duas células especializadas para concretizar a sua perpetuação em novos indivíduos.

Na reprodução sexuada ocorre a união de duas células sexuais para a formação de um ovo ou zigoto. Estas duas células especialmente diferenciadas, os gâmetas, unem-se numa única nova célula, o ovo ou zigoto, através de um processo designado por fecundação.

A reprodução sexuada envolve a ocorrência alternada, de fecundação e meiose, um tipo de divisão nuclear que ocorre apenas em células diplóides especializadas, em alturas particulares da vida de um organismo, e que difere da mitose, pois assegura a redução do número de cromossomas para metade. Esta divisão nuclear acontece quando um determinado tipo de célula diplóide (2n), com a quantidade de cromossomas característica das células somáticas da espécie, necessita de células sexuais – gâmetas – com um número de cromossomas reduzido a metade – célula haplóide (n). Durante a fecundação a junção dos dois gâmetas vai permitir que a quantidade de DNA volte ao valor da célula diplóide. No entanto a grande importância da meiose deve-se ao facto das consequências genéticas deste fenómeno serem vitais para a existência de tão grande variabilidade entre os seres vivos. 

Fig. 1 - Mitose e meiose.
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 a)

 Objectivos:

-Reconhecer vantagens e desvantagens entre mitose e meiose.
-Comparar os processos de mitose e meiose.
-Comparar estratégias de reprodução sexuada.
-Identificar reprodução interna e externa.

Desenvolvimento:

Este tipo de divisão nuclear faz parte de um ciclo celular especial em que ocorrem várias etapas até à formação das células filhas: a interfase pré-meiótica, a meiose e a citocinese. Devido ao facto de, na meiose, ocorrerem duas divisões consecutivas com uma única duplicação do DNA, o resultado final é a formação de células haplóides capazes de participar no processo de fecundação, originando um ovo com o numero de cromossomas característico das células somáticas da espécie. Assim, unindo-se os gâmetas (n) masculino e feminino, é reposta, na nova célula diplóide (2), a quantidade de DNA.
Na profase I, o crossing-over é um mecanismo responsável pela recombinação genética, pois permite a reorganização do material presente nos cromossomas provenientes dos progenitores, que dá origem à recombinação intracromossómica.
 Posteriormente, na metáfase I, a orientação dos bivalentes na placa equatorial, que ocorre de forma aleatória, volta a aumentar as hipóteses de novas combinações, uma vez que esta posição determina os cromossomas que vão ascender a cada pólo na Anáfase (recombinação intracromossómica). Também na anáfase II, com a segregação dos cromatídeos-irmãos e a repartição ao acaso dos vários cromatídeos pelos pólos, separação ao acaso dos cromatídeos, se multiplicam as hipóteses de diversidade.
Os fenómenos de crossing-over, de segregação dos homólogos e de separação dos cromatídeos podem originar alterações na estrutura ou no número de cromossomas, se ocorrerem alguns erros, e levar ao aparecimento de mutações cromossómicas.

Fig. 2 - Diferenças entre mitose e meiose.
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 a)

Variabilidade

         A reprodução sexuada permite uma grande variabilidade genética nos organismos. É esta variedade que possibilita, em condições adversas, a sobrevivência dos indivíduos da espécie que melhor se adaptam às variações ocorridas. Os processos que contribuem para esta variabilidade são a meiose e a fecundação, que permitem a recombinação dos genes provenientes dos progenitores, dando misturas imprevisíveis de caracteres na descendência.

Estratégias da reprodução sexuada

A reprodução sexuada revelou-se mais eficaz para as espécies que a adoptam, dado que assegura maior diversidade, e consequentemente maior capacidade de sobrevivência a variações do meio. A reprodução sexuada implica a produção de células sexuais, a promoção do seu encontro e a sua fusão, a fecundação, e isso exige um maior dispêndio de energia.
Nos animais as únicas células sexuais são os gâmetas; os masculinos (espermatozóides) e os femininos (óvulos), que resultam de processos de meiose, que ocorre em estruturas especializadas, as gónadas. Os testículos são as gónadas masculinas onde se produzem os espermatozóides e os ovários são as gónadas femininas onde se produzem os óvulos. Em muitas espécies um único indivíduo produz os dois tipos de gâmetas, denomina-se hermafrodita. Nos casos em que a produção de gâmetas é simultânea e pode ocorrer autofecundação, denomina-se hermafroditismo suficiente. A fecundação ocorre entre gâmetas provenientes do mesmo indivíduo, não assegura um grande acréscimo de diversidade, mas é a única solução que algumas espécies encontram para se reproduzirem. Noutros casos, apesar da dupla produção de gâmetas, a autofecundação não é possível, por vezes, por uma incompatibilidade anatómica de contacto entre os gâmetas, necessitando estes animais de recorrer à dupla fecundação, cada animal age simultaneamente como macho e fêmea. Denomina-se hermafroditismo insuficiente, a descendência possui assim cromossomas de ambos os progenitores.
Nas plantas além dos gâmetas, encontram-se também outras células sexuais, os esporos, que resultam de meiose e são produzidos em estruturas designadas por esporângios. Os gâmetas nas plantas resultam de mitoses. É possível distinguir gâmetas femininos, oosferas, que são formados nos arquegónios e gâmetas masculinos, anterozóides, que são formados nos anterídios. Os órgãos da planta onde se formam os gâmetas designam-se por gametângios.

Fecundação

         Para que exista fecundação, é necessário sincronismo na produção de gâmetas por parte dos dois progenitores, o que pode resultar de estímulos ambientais, em animais ou plantas, ou estímulos sociais, exclusivamente em animais. A fusão das células sexuais, a fecundação, também tem de estar em harmonia com o próprio ser vivo habitat.
A fecundação externa ocorre quando o encontro dos gâmetas se verifica no meio ambiente, e restringe-se apenas ao meio aquático, e como tal às espécies que aí se reproduzem (algas e animais aquáticos). Esta fecundação exige uma produção maciça de gâmetas, a probabilidade de se encontrarem é muito baixa.
No meio terrestre é necessário uma fecundação interna, devido à mobilidade dos gâmetas ou a hidratação do ovo ou zigoto estariam comprometidas. A vantagem deste processo é a poupança energética na produção de gâmetas. Algumas espécies restringem a produção de gâmetas femininos a um único por ciclo sexual.
A fecundação interna exige que se crie uma forma de depositar um tipo de gâmetas no interior do organismo do sexo oposto. A maioria dos animais desenvolveu um órgão copulador nos machos, o pénis, e as plantas mais evoluídas desenvolveram o crescimento de um tubo polínico que assegura o depósito dos anterozóides perto da oosfera.

Conclusão

         A reprodução sexuada envolve dois fenómenos que ocorrem alternadamente, a meiose e a fecundação. A profase I é uma fase longa durante a qual ocorrem fenómenos de extrema importância para garantir a variabilidade genética, o crossing-over. A segregação dos homólogos na anafase I e a separação dos cromatídeos-irmãos na anafase II são outros fenómenos que contribuem para gerar diversidade de características.
A meiose assegura a variabilidade genética, o que é vantajoso para as espécies por aumentar a sua capacidade de subsistência em condições adversas.

Bibliografia

-Carrajola, C; Castro, M, J; Hilário, T.- Planeta com vida, biologia. Santilhana, Carnaxide, 2007
-Santos, A; Santos, M; Santos, M - Biologia e Geologia, 11ª O Essencial, Asa Edições, Porto, 2007.

Respiração aeróbia

Respiração Aeróbia

Introdução

A respiração aeróbia é a respiração que se faz na presença de oxigénio, em que os compostos orgânicos são oxidados completamente, libertando energia e originando compostos inorgânicos simples, como o CO2 e H2O.
Os seres procariontes e os seres eucariontes realizam a respiração celular aeróbia, mas as fases deste processo ocorre em locais diferentes nos dois tipos de células. Apenas os seres eucariontes possuem um organito celular, com uma estrutura muito particular, a mitocôndria, que desempenha funções muito importantes na obtenção de energia por parte da célula.

Objectivos

-Identificar a respiração aeróbia.
-Comparar células eucarióticas com células procarióticas.
-Como obter a matéria orgânica.
-Identificar os processos da respiração aeróbia.
-Comparar rendimento energético da fermentação e da respiração aeróbia.
-identificar a capacidade de alguns seres utilizarem diferentes vias metabólicas em função do meio.
-identificar a existência de processos metabólicos utilizados no fabrico, processamento e conservação de alimentos.

Desenvolvimento

Obtenção de matéria orgânica

Todos os seres vivos têm de obter matéria orgânica com regularidade, e fazê-lo chegar às suas células. Os seres autotróficos conseguem produzir a sua matéria orgânica, recorrendo à fotossíntese ou quimiossíntese, os seres heterotróficos, em que se incluem os animais e os fungos, têm de retirar do meio o alimento, recorrendo à ingestão ou absorção.
A matéria possui energia acumulada nas ligações químicas estabelecidas entre os seus átomos. Se estas ligações forem quebradas, poderão libertar energia suficiente para determinadas funções celulares. As reacções envolvidas na transformação da matéria para obtenção de energia são reacções catabólicas, são aquelas em que as moléculas orgânicas complexas e com muita energia acumulada se transformam noutras mais simples e menos energéticas.
Destas reacções é libertada energia – reacções exergónicas – que é transferida para moléculas de ADP, que se converterão em ATP, através da absorção de energia – Reacções endergónicas.

Figura 1 - Reacções exorgónicas e endorgónicas.

Todas estas reacções são catalizadas por enzimas (moléculas proteicas com capacidade de acelerar a reacção), que actuam sobre moléculas os substratos dando origem a novas moléculas, produtos finais. Estas reacções ocorrem em cadeia, não são únicas nem isoladas, o resultado de uma reacção é o substrato da reacção seguinte, estando integradas em vias metabólicas, até bastante longas e complexas, que permitem uma libertação da energia gradual e com um melhor aproveitamento desta.

Diferentes vias metabólicas

Às células chegam sempre os nutrientes, mas o oxigénio do meio pode chegar ou não. Existem seres capazes de sobreviver na ausência de oxigénio, mas não sobrevivem sem a energia de que necessitam para as suas células. São as reacções catabólicas que permitem a cedência de energia contida nas moléculas orgânicas para a síntese de ATP, e podem ocorrer na presença de oxigénio, em aerobiose, ou na sua ausência, em anaerobiose.
Quando a degradação da matéria orgânica não utiliza oxigénio e o produto final é uma molécula orgânica, o fenómeno designa-se fermentação, quando é utilizado oxigénio nas células durante a oxidação dos compostos orgânicos, trata-se de respiração aeróbia.

Figura 2 - Montagem experimental.

A figura 2 representa uma montagem experimental, que teve como objectivo pesquisar o comportamento das leveduras (fungos unicelulares) em condições de aerobiose e de anaerobiose. No dispositivo A existe um cheiro a álcool e houve um aumento do número de leveduras, no dispositivo B não existe cheiro característico, e o número de leveduras foi muito superior a A. No dispositivo B houve um maior gasto de energia, daí o número de leveduras ter crescido mais que no dispositivo A, e não houve formação de um subproduto, o álcool.

Glicólise

Em todos os fenómenos de degradação da glucose, a primeira etapa é sempre a glicólise, que se inicia com a molécula da glucose e termina com o ácido pirúvico ou piruvato. A glicólise ocorre no citoplasma, local da célula onde existem as enzimas necessárias para a realização deste processo catabólico. Durante esta etapa a glucose é activada pela energia fornecida por moléculas de ATP, que transforma em ácido pirúvico e produz duas moléculas de ATP por cada piruvato. Esta etapa é comum à respiração aeróbia e à fermentação. Na ausência de oxigénio, o ácido pirúvico sofre redução por acção da molécula de NADH formada na glicólise. Os produtos finais destas reacções químicas podem variar consoante o organismo onde decorre o processo. Em termos energéticos, o saldo é o obtido através da glicólise, por cada molécula de glucose que sofre degradação por acção da fermentação, o saldo final de energia são 2 ATP.

Respiração aeróbia

Muitos seres conseguem aproveitar melhor a energia da glucose, degradando de um modo mais eficiente o ácido pirúvico formado no final da glicólise. Possuindo como aceitador final de electrões o oxigénio, estes seres vivos dão um destino diferente ao ácido pirúvico, obtendo como produtos finais água e dióxido de carbono, compostos pouco energéticos. A respiração aeróbia engloba um maior numero de reacções do que a fermentação e produtos finais diferentes e menos energéticos.

Figura 3- Corte da mitocôndria.

Nas células eucarióticas, sempre que existe oxigénio para a realização da respiração aeróbia, o ácido pirúvico entra na mitocôndria (figura 3), e é oxidado na matriz. Quando chega à matriz mitocondrial, o ácido pirúvico dá origem a acetil-CoA. Esta molécula que é convertida em ácido cítrico, vai participar num conjunto de reacções que termina com a formação do ácido oxaloacético. Este composto inicia sempre o processo e é sempre regenerado no final. Este conjunto de reacções é conhecido por ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico. Durante o ciclo de Krebs formam-se mais algumas moléculas de NADH, FADH2, ATP e dióxido de carbono, que é libertado pela célula.

Respiração .

Figura 4- Ciclo de Hrebs e cadeia respiratória.

Estas reacções libertam energia sob a forma de ATP, que pode ser posteriormente utilizado pela célula. À medida que as diversas moléculas intervenientes nestas reacções vão fornecendo electrões e protões para reduzir o NAD+ a FAHD, vão libertando energia, e tornando-se cada vez menos energéticos.
A membrana da mitocôndria tem na sua constituição proteínas que possuem funções de transporte de moléculas. Na membrana interna da mitocôndria existem proteínas que transferem os electrões do NAHD, formados ao longo de todas as fases, de umas para as outras até um aceitador final – o oxigénio – que ao recebe-los, capta também protões existentes na matriz mitocondrial e forma água. O fluxo de electrões gerado ao longo dessa cadeia de moléculas transportadoras de electrões presentes na membrana interna da mitocôndria – cadeia respiratória – gera energia, que será utilizada para a síntese de ATP a partir de ADP e Pi.

Conclusão

O balanço energético da respiração aeróbia são 30 ou 32 ATP por molécula de glucose, corresponde a 34% da energia da molécula de glucose, a restante energia é dissipada sob a forma de calor. Através da fermentação apenas 2,5% da energia contida numa molécula de glucose é conservada sob a forma de ATP, que corresponde a 2ATP, é um processo que rende pouca energia, a restante energia continua nos produtos finais, ainda muito energéticos.

Processos metabólicos

O homem utiliza, desde há muito tempo, alguns microorganismos para a realização de algumas tarefas de que necessita, a produção de alimentos, através da fermentação, sem ter noção dos processos que se desenrolavam.
O homem utiliza a fermentação alcoólica para produzir pão, vinho, cerveja, utiliza a fermentação láctica para produzir os iogurtes, e ainda a fermentação acética para fazer o vinagre.
As células musculares humanas também recorrem à fermentação láctica com alguma frequência, quando o oxigénio que chega às células não é suficiente para a degradação da glucose, iniciam o processo de fermentação láctica, mesmo pouco energético serve para obter energia, o problema são as cãibras que podem ocorrer.

Bibliografia
Carrajola, C; Castro, M, J; Hilário, T.- Planeta com vida, biologia. Santilhana, Carnaxide, 2007

Internet:

http://www.infopedia.pt/$respiracao-aerobia

Plano de trabalho, Respiração aérobia

Plano de trabalho

RESPIRAÇÃO AERÓBIA

Introdução

- O que é a respiração aeróbia?

- Onde se dá a respiração aeróbia?

- Quais são os seres vivos que utilizam este processo de obtenção de energia?

Desenvolvimento

- Onde se vai buscar a matéria orgânica para ser transformada em energia?

- Processos da respiração aeróbia.

- Capacidade de alguns seres vivos utilizarem diferentes vias metabólicas em função do meio.

Conclusão

- Comparar o rendimento energético da respiração aeróbia com a fermentação.

- Valorização dos processos metabólicos através da utilização no fabrico, processamento e conservação de alimentos.

- As células musculares humanas recorrem à fermentação láctica com frequência.

Bibliografia

Carrajola, C; Castro, M, J; Hilário, T.- Planeta com vida, biologia. Santilhana, Carnaxide, 2007

Terra, um planeta cheio de vida

Introdução

Biosfera

A Terra é o único planeta, no nosso sistema solar, onde existe vida. Os factores que permitiram que surgisse vida no nosso planeta foram a temperatura amena, a presença de água no estado líquido, e a presença de atmosfera, vida essa que se fixou e espalhou por toda a superfície do planeta. Podemos encontrar seres vivos na zona superficial da Terra, como também nas zonas mais profundas dos oceanos, a cerca de 11 km de profundidade, assim como na atmosfera, até aproximadamente 10 km de altitude. A todos esses locais onde é possível encontrar vida, aos organismos que aí habitam e às inter-relações que se estabelecem entre os seres vivos e entre os seres vivos e o meio dá-se o nome de biosfera.

Objectivos:

-Definir a biosfera.
-Identificar a biodiversidade existente na Terra.
-Compreender a organização do mundo vivo.
-Conhecer a história da vida na Terra.
-Conhecer a importância da conservação e riscos da extinção das espécies.

Desenvolvimento

Diversidade

A vida na terra terá surgido há cerca de 3500 milhões de anos, inicialmente de forma muito simples e pouco diversificada, mas cedo foi adquirindo um maior grau de complexidade e de variabilidade. A unidade fundamental da vida é a célula (fig. 1). Os primeiros seres existentes na terra eram exclusivamente unicelulares, constituídos apenas por uma célula, hoje coabitam com estes seres multicelulares, constituídos por várias células que podem estar organizadas em tecidos diferenciados.

Figura 1- célula
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 b)

Organização biológica

Os sistemas biológicos estão organizados de forma hierárquica. As células idênticas e com funções semelhantes formam tecidos, e diferentes grupos de tecidos associam-se para formar estruturas designadas por órgãos, como por exemplo o coração ou o fígado. Estes órgãos podem formar um sistema de órgãos, como o sistema digestivo ou o sistema circulatório. Diferentes sistemas de órgãos cooperam entre si, formando um organismo (fig. 2).
Os organismos idênticos capazes de se reproduzirem entre si, originando descendentes férteis, pertencem à mesma espécie.
A organização hierárquica do mundo animal estende-se para além do organismo, onde os seres vivos pertencentes á mesma espécie e que habitam uma determinada área, num certo momento, constituem uma população.
Os indivíduos de espécies diferentes, mas que habitam uma mesma área e estabelecem relações entre si formam uma comunidade biótica ou biocenose.
O conjunto da comunidade biótica, do ambiente físico e químico e as relações que se estabelecem entre si formam um sistema ecológico ou ecossistema.

Figura 2- Organismo
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 b)

Ecossistemas

Os seres vivos de um ecossistema (fig. 3) estabelecem relações tróficas, relações alimentares, que envolvem transferências de matéria e energia. Estas relações constituem as cadeias alimentares, que são uma sequência das relações entre os seres vivos a nível alimentar. As cadeias alimentares inter-relacionam-se, formando as teias alimentares ou redes tróficas.
Nas redes tróficas existem três categorias de seres vivos de acordo com as estratégias na obtenção dos alimentos, que são os produtores, os consumidores e os decompositores.

Figura 3 - Ecossistema
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 b)

Diversidade biológica

Actualmente estima-se que existam na Terra cerca de 30 milhões de espécies diferentes. Alguns são formados apenas por uma única célula, sem núcleo organizado (Seres procariontes), enquanto outros apresentam células mais complexas, com núcleo organizado e delimitado por um invólucro (Seres eucariontes), seres estes que podem ser unicelulares ou pluricelulares.
Desde sempre o Homem optou por dividir os seres vivos em grupos, para facilitar a evolução da vida na Terra e para compreender a actual diversidade de seres vivos. Os biólogos utilizam sistemas de classificação, onde agrupam os organismos de acordo com as suas relações filogenéticas. Um dos sistemas mais utilizado foi proposto por whittaker (fig. 4) em 1979. Este sistema divide os seres vivos em três domínios: Bactéria, Archaea e Eukarya, e subdivididos em seis reinos (fig 5).

Figura 4 - Classificação de Wittaker

in: MATIAS, O. et al (2007 )

Reinos

Os organismos pertencentes ao Reino de Morena são unicelulares e procariontes.
O Reino Protista é formado por organismos eucariontes. A maioria é unicelular, existindo apenas alguns seres deste reino que são pluricelulares.
O Reino Fungi é formado por seres unicelulares e seres pluricelulares, sendo todos eucariontes. Os seres deste reino absorvem as substâncias alimentares do meio depois de as digerir no exterior das suas células. Grande parte são decompositores, sendo outros parasitas. Um pequeno numero vive em simbiose com outros seres, como os líquenes, que são associações entre algas e fungos.
O Reino Plantae é formado por seres pluricelulares eucariontes, capazes de produzir compostos orgânicos, a partir de compostos inorgânicos, através da fotossíntese.
O Reino Animalia inclui seres pluricelulares, eucariontes, incapazes de produzir compostos orgânicos, a partir de compostos inorgânicos. Estes seres ingerem os alimentos e procedem à sua digestão fora das células, absorvendo em seguida, os produtos resultantes.

Figura 5 - Reinos e domínios
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 b)

Extinção das espécies.

Desde que a vida surgiu na Terra, até à actualidade, ocorreram espantosos fenómenos de evolução, que permitiram que a partir desses seres unicelulares fosse criada uma enorme variedade de organismos com diferentes graus de complexidade. Desde o surgimento das primeiras formas de vida até aos nossos dias, um numero indistinto de espécies terá surgido e quase outro tanto terá sido extinto. Estima-se que mais de 99% das espécies que alguma vez existiram estão actualmente extintas. A extinção das espécies (Fig 6) têm ocorrido de forma natural até aqui, mas presentemente esse fenómeno está ligado directa ou indirectamente com o Homem. A acção do Homem tem contribuído bastante para a diminuição do número de representantes de algumas espécies, tendo colocado algumas em risco de se extinguirem e levado mesmo outras à extinção. As espécies podem ser ameaçadas ou mesmo extintas devido a diversas causas, de entre as quais se destacam a sobreexploração, a introdução de predadores ou de doenças, a interrupção de relações de simbiose, as alterações climáticas e a destruição e poluição de habitats. Ao ritmo a que o planeta está a ser explorado, coloca muitas espécies em risco. As estimativas prevêem que pelo menos 10% das espécies actualmente existentes sejam extintas nas próximas duas décadas, mas se o crescimento da população continuar a aumentar ao ritmo actual, prevê-se que ainda durante este século 25% de todas as espécies existentes se venham a extinguir. Se este cenário vier a verificar poderemos estar diante de uma nova extinção em massa.

Figura 6 - História da vida na Terra, extinções em massa.
in: CARRAJOLA, C. et al (2007 b)

Conclusão

Conservação das espécies

A extinção das espécies tem consequências graves, não só para o Homem, mas principalmente para o Planeta. A perda de biodiversidade conduz a uma menor capacidade de resposta face às alterações do meio. O Homem com as suas actividades, tanto económicas como de lazer, que vão desde as alterações climáticas, às mudanças nos equilíbrios dos ecossistemas, alterações na qualidade dos solos, até à sobreexploração de alimentos e matéria prima, têm colocado muitas espécies em vias de extinção. O Homem está consciente das graves consequências que resultam da extinção das espécies, e deverá actuar no sentido da conservação da biodiversidade. Muitos países já começaram a tomar medidas nesse sentido, criando zonas de protecção especial ou áreas protegidas. Esses locais pretendem manter as espécies e os ecossistemas relativamente livres da acção do Homem, permitindo conservar um património natural, tanto para as gerações actuais como para as gerações futuras. A acção passa também por anular ou controlar as causas que provocam a extinção das espécies.

Bibliografia:

MATIAS, O.; MARTINS, P.- Biologia 10/11, Livro do professor. Areal editores, 2007.

CARRAJOLA, C; CASTRO, M, J; HILÁRIO, T.- Planeta com vida, Biologia (Vol. 2). Santilhana Constância, 2007.