Questão 1 Unifesp 2020 - 2ª fase - Bioexatas

a) O fenômeno decorrente do lançamento de fertilizantes no Oceano Atlântico, que contribui para a formação das ilhas de sargaço, é a eutrofização.

A eutrofização pode ser causada por fatores naturais ou pode ter origem antrópica, ou seja, pode ser uma consequência de atividades humanas, como lançamento de fertilizantes, esgoto ou resíduos industriais nas águas de lagos, rios ou mares. Esses poluentes são ricos em nutrientes minerais, como nitrato e fosfato, os quais promovem o crescimento explosivo das populações de algas. De forma geral, a eutrofização envolve o aumento do tamanho das populações de organismos fitoplanctônicos, como cianobactérias, algas verdes, dinoflagelados, entre outras. Porém, o caso apresentado na questão envolve o crescimento explosivo de algas multicelulares pertencentes ao clado Phaeophyta (algas marrons), como o sargaço (Sargassum). As consequências da eutrofização envolvem:

1. O acúmulo de matéria orgânica morta, que se forma em grande quantidade devido à morte das algas.
2. O aumento da DBO (demanda bioquímica de oxigênio), que leva ao aumento da taxa de decomposição realizada por bactérias aeróbicas.
3. A diminuição da concentração de oxigênio dissolvido na água, o que leva à morte de espécies que dependem desse gás, como peixes, moluscos, crustáceos, entre outros.
4. O aumento da taxa de decomposição realizada por bactérias anaeróbicas, que liberam para o ambiente gases como o metano (CH₄) e o sulfeto de hidrogênio (H₂S).

A cadeia alimentar indicada na questão envolve três níveis tróficos: uma espécie de produtor (sargaço); uma espécie de consumidor primário (peixe); e uma espécie de consumidor secundário (ave). Portanto, a cadeia alimentar poderia ser representada da seguinte forma:

Sargaço → Peixe → Ave

Essa mesma cadeia alimentar também pode ser representada como uma pirâmide de biomassa, na qual a largura de cada barra ou “degrau” indica a massa seca (ou seja, a massa total menos a massa referente à quantidade de água) existente naquele nível trófico.

Quando consideramos ambiente aquáticos, em geral o nível trófico dos produtores é representado por algas unicelulares do fitoplâncton, enquanto o nível trófico dos consumidores primários é representado por organismos heterótrofos microscópicos do zooplâncton (microcrustáceos, larvas de animais, protozoários etc.). Nesse caso, o nível trófico dos produtores possui uma biomassa menor do que o nível trófico dos consumidores primários, o que resulta em uma pirâmide invertida. Esse fenômeno pode ser explicado pela alta taxa reprodutiva das algas fitoplanctônicas, que, apesar de apresentar uma menor biomassa, são capazes de sustentar uma biomassa maior de zooplâncton.

No entanto, a cadeia alimentar considerada apresenta algas multicelulares (sargaço) ocupando o nível trófico dos produtores e apresenta peixes ocupando o nível trófico dos consumidores primários. Logo, a pirâmide de biomassa será direita (base larga e topo estreito), como é característico de ambientes terrestres (Figura 1).

Figura 1: pirâmide de biomassa para uma cadeia alimentar constituída por sargaço, peixes e aves. A biomassa de sargaço será maior do que a biomassa de peixes, uma vez que essas algas multicelulares não apresentam uma taxa reprodutiva tão elevada quanto à das algas unicelulares do fitoplâncton.

b) O tipo de produtividade primária correspondente aos 20 milhões de toneladas de biomassa de sargaço é a produtividade primária líquida (PPL). A PPL representa a energia, na forma de compostos orgânicos, presente no nível trófico dos produtores. Essa energia química foi convertida por meio da fotossíntese realizada pelos cloroplastos dos organismos autótrofos, cujo valor total é chamado de produtividade primária bruta (PPB). A diferença entre o valor total de energia convertido pela fotossíntese (PPB) e a energia armazenada nas células (PPL) representa o calor perdido pela utilização dos compostos orgânicos durante a respiração aeróbica (R), para a síntese de ATP. Logo, temos que:

PPL = PPB – R

A produtividade primária líquida é a energia utilizada pelas algas e também pelas plantas para a produção de novas células e, portanto, para o crescimento, o desenvolvimento e a reprodução. Assim, a produtividade primária líquida é a quantidade de energia presente no nível trófico dos produtores e é representada pelo tamanho da barra em uma pirâmide de biomassa.