7. ecossistemas de água salgada
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Ecologia IIMódulo «Ecossistemas aquáticos»Licenciatura em EcoturismoManuela Abelho
Sector de Biologia e Ecologia
7.Ecossistemas marinhos Geografia e estrutura dos
oceanos
Características físico-químicas
Costas marinhas: marés; estrutura e biologia das costas rochosas e arenosas
Mamíferos marinhos observáveis na costa portuguesa: focas e cetáceos
Geografia dos oceanos Ocupam mais de 360 milhões km2 da superfície terrestre;
massa de água interligada
3 bacias principais, com mares mais pequenos nas margens Oceano Pacífico: 180 milhões km2, profundidade média > 4000
m; Fossa das Marianas >10000 m
Oceano Atlântico: 106 milhões km2, profundidade média 3900 m
Mar Mediterrâneo, Mar Negro, Mar do Norte, Mar Báltico, Golfo do México, Mar das Caraíbas
Oceano Índico: <75 milhões km2, profundidade média 3900 m
Distribuição geográfica dos oceanos
Estrutura dos oceanos
Zonação horizontal Zonação vertical
Zona litoral ou intertidal: sob a influência das marés
Zona nerítica: estende-se até à margem da plataforma continental, onde a profundidade é cerca de 200m
Zona oceânica: depois da plataforma continental
Zona epipelágica: camada superficial da água; profundidade até 200m
Zona mesopelágica: entre 200 e 1000m de profundidade
Zona batipelágica: entre 1000 e 4000m de profundidade
Zona abissal: entre 4000 e 6000m de profundidade
Zona hadal: profundidade maior que 6000m
Estrutura dos oceanos
A crosta oceânicaA crosta oceânica está em contínuo movimento e as principais características topográficas do oceano reflectem esse movimento
Características físicas dos oceanos: luz
Cerca de 80% (principalmente ultravioleta e infravermelha) absorvida nos primeiros 10 m
A radiação azul é a que penetra até mais fundo e por isso abaixo dos 50-60 m de profundidade o tom do mar é azul-escuro
A quantidade de luz que penetra até 600 m de profundidade é equivalente à luz que chega à terra vinda de uma estrela
Da superfície para o fundo há um decréscimo de luz e de temperatura
Características físicas dos oceanos: temperatura Estratificação térmica devida ao aquecimento provocado
pela radiação solar; uma camada mais quente e menos densa flutua sobre uma camada mais fria e mais densa
Temperatura média anual da água superficial varia com a latitude; -1.5ºC no Antárctico a 27ºC no Equador
Amplitude máxima anual (7-9ºC) ocorre na zona temperada acima dos 40ºN de latitude
No Equador, a amplitude máxima é semelhante à variação diária (1ºC)
A maior estabilidade ocorre a 100 m de profundidade, onde a amplitude térmica anual é <1ºC
Latitude e temperaturaa temperatura do mar é regulada principalmente pela entrada de energia solar e pela mistura da água
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Variação latitudinal na temperatura dos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico
Características físicas dos oceanos: movimentos da água Correntes superficiais
Transportam nutrientes, oxigénio, calor e organismos através do globo terrestre
Moderam o clima, fertilizam as águas superficiais, estimulam a fotossíntese e promovem a troca genética entre as populações de organismos marinhos
Correntes profundas Produzidas pela água fria e densa que se afunda no Antárctico
e no Árctico, movimentando ao longo do fundo Pode aflorar à superfície (afloramentos) nas zonas onde o
vento empurra a água superficial para o interior dos oceanos, i.e., na costa oeste dos continentes e na Antártida
Afloramentos muito importantes porque transportam nutrientes para a superfície, originando zonas muito produtivas
A corrente do Golfo modera o clima no noroeste da Europa, que de outra forma seria semelhante ao do Alasca ou da Rússia (i.e. muito mais frio)
Características químicas dos oceanos Salinidade: principais iões Na+, Mg2+ e Cl-
Varia com a latitude e nos mares que rodeiam as margens dos oceanos
Zona oceânica: entre 34 e 36.5‰ Mais baixa: onde precipitação>evaporação; Equador e
latitudes >40º Mais elevada: onde evaporação>precipitação; zona
subtropical; latitude 20-30º Mar Báltico tem salinidade 7‰ enquanto Mar Vermelho
tem >40‰ Oxigénio Maior concentração à superfície; decresce com a
profundidade até cerca de 1000 m, voltando a aumentar depois
Latitude e salinidadea salinidade é regulada pelo balanço de processos de diluição (fluxo dos rios, precipitação, nascentes) e de concentração (evaporação, formação de gelo)
Mar Báltico: 5‰Mar Mediterrâneo: 36‰
Biologia dos oceanos Organismos fotossintéticos limitados à parte iluminada da
zona epipelágica (zona eufótica); maioria fitoplâncton
Organismos heterotróficos habitam todas as profundidades
Organismos das zonas profundas alimentados pela matéria orgânica proveniente da superfície, excepto nas nascentes termais oceânicas
Oceanos abrigam milhares de espécies
Estrutura das costas marinhas (zona litoral) Zona supratidal
Raramente coberta por água; molhada pelos salpicos das ondas
Zona intertidal Zona entre marés: fica coberta por água na maré alta e
descoberta na maré baixa
Zona subtidal Permanece coberta pela água em qualquer maré
Estrutura da zona litoral
Zona subtidal
Zona intertidal
Zona supratidal
As marés A Terra e a Lua formam um conjunto que gira em torno do
Sol Marés causadas pelos efeitos gravíticos da Lua e do Sol e
pelo movimento de rotação da Terra No movimento de translação em torno do Sol, o conjunto
Terra-Lua é representado pelo centro comum de gravidade (baricentro) que se situa dentro do manto terrestre, a 4700 km de distância do centro da terra
As forças gravíticas produzem dois altos na superfície do oceano, um no sentido da Lua (maré directa) e o outro no sentido oposto (maré reflexa)
Devido à rotação da Terra, todos os pontos na sua superfície (excepto os pólos) sofrem duas marés por dia
Maré alta directa e maré reflexa
Terra
Para a Lua
Superfície da água
N
Nível médio do mar
Maré alta Maré alta
directadirecta
Maré alta Maré alta
reflexareflexa
Maré alta e maré baixa Maré alta, maré cheia ou preia-mar
Ocorre em lados opostos; no lado mais perto e mais longe da lua
No lado mais perto da lua, a força gravítica puxa a água para a lua (maré alta directa)
No lado oposto uma força gravítica mínima combina-se com a rotação da terra produzindo uma força centrífuga que arrasta a água para fora (maré alta reflexa)
Maré baixa ou baixa-mar
Ocorre em lados opostos e perpendiculares à maré cheia
Ocorrem duas marés cheias e duas marés baixas por dia cujas amplitudes variam geograficamente devido à alteração da posição da lua em relação ao equador da terra
Terra
Luanova
Luacheia
Sol
Na lua nova, a face iluminada da lua é invisível da Terra, por isso a lua fica escura (invisível)
Marés vivas ou marés de PrimaveraQuando o sol, a terra e a lua estão alinhados (lua nova e lua cheia), a força gravítica exercida pelo sol aumenta a da lua e ocorrem marés com amplitudes máximas
Terra
Lua
Lua
Sol
Durante cada ciclo lunar (~29.5 dias) ocorrem duas marés vivas e duas marés mortas
Marés mortasQuando o sol, a terra e a lua formam um ângulo recto (quarto crescente e quarto minguante), os efeitos gravíticos tendem a anular-se e ocorrem marés com amplitudes mínimas
Luz e temperatura nas costas marinhas Grandes variações devido às marés
Durante a maré baixa os organismos ficam expostos ao sol
Temperatura variável - depende da maré e do clima Climas quentes: durante maré baixa exposição a ar com
temperaturas de 40ºC
Climas frios: durante maré baixa exposição a ar com temperaturas extremamente baixas
Condições químicas nas costas marinhas Salinidade
Varia mais do que no oceano, principalmente nas poças que se criam durante a maré baixa, onde a evaporação pode fazer aumentar a salinidade e a precipitação a pode baixar
Oxigénio
Normalmente não é limitante porque os organismos da zona intertidal estão expostos ao ar durante a maré baixa e a ondulação aumenta a oxigenação da água
Biologia das costas marinhas São alternadamente habitats marinhos e terrestres Exposição ao ar (emersão)menor humidade maior
amplitude térmica O número de espécies de organismos terrestres diminui com o
aumento do stress causado pela imersão O número de espécies de organismos aquáticos diminui com o
aumento do stress causado pela emersão
Biologia das costas marinhas Zonação de espécies: ocorrência de espécies dominantes em
bandas horizontais distintas Exemplo:
nas costas rochosas da zona temperada, aparecem de cima para baixo
(1) zona de líquenes, (2) zona de gastrópodes, (3) zona de cracas e (4) zona de dominância variável
CracasSub-filo Crustacea
Costas rochosas: bidimensionais
Apenas existe a superfície para colonizar: locais sem fuga aos predadores
Muitos animais sésseis; defendem-se cobrindo o corpo com uma “armadura” (cracas, lapas, búzios,…)
Costas arenosas e lodosas:tridimensionais Sedimentos finos retêm muita água durante a maré
baixa menos exposição à dissecação Durante a maré alta os sedimentos agem como um
tampão contra as alterações na salinidade, na temperatura e no pH
Partículas finas de matéria orgânica acumulam-se no sedimento; muitos animais comem sedimento (principalmente lodos finos) para se alimentarem
Costas arenosas e lodosas:tridimensionais Os animais podem
colonizar a superfície e também a profundidade
Fogem aos predadores enterrando-se no sedimento
Muitos sobrevivem à predação parcial; muitos bivalves podem fazer “recrescer” os seus sifões
Movimento para dentro do sedimento diminui a competição directa com os vizinhos
Mamíferos marinhosOrdem Carnivora, Subordem Pinnipedia
Pelo; membros modificados em barbatanas Tamanho 1-4 m
Família Otaridae: otárias e leões-marinhos Pavilhões auriculares (orelhas) Patas posteriores debaixo do corpo
Família Phocidae: focas e elefantes-marinhos Sem pavilhões auriculares Patas posteriores viradas para trás
Família Odobenidae: morsas Sem pavilhões auriculares Patas posteriores debaixo do corpo Pouco pelo Caninos muito desenvolvidos
Ordem Carnivora, Subordem Pinnipedia
A família Phocidae– focas verdadeiras – São os pinípedes mais adaptados ao ambiente aquático
Muito hidrodinâmicos, corpo fusiforme, cabeça pequena e focinho geralmente pontiagudo
Olhos grandes – visão importante
Algumas espécies utilizam ultra-sons para se orientar –audição importante
Sub-família Monachinae inclui a espécie Monachusmonachus (foca-monge do Mediterrâneo) existente nas Ilhas Desertas, arquipélago da Madeira
Foca-monge do Mediterrâneo É a espécie mais primitiva e a única
que vive em águas quentes todo o ano
Fonte de muitas histórias na antiga Grécia
Descrita correctamente por Aristóteles
Representada em moedas de 500 aC
Pele usada como roupa pelos pobres
Considerada protecção contra o granizo e contra os relâmpagos
Os gregos acreditavam que uma barbatana de foca debaixo do travesseiro ajudava a dormir melhor
Mamíferos marinhosOrdem Cetacea Corpo alongado, com forma de torpedo Membros anteriores achatados em forma de barbatanas
peitorais que servem de leme Membros posteriores reduzidos a ossos vestigiais; têm
apenas uma ou nenhuma barbatana dorsal; a barbatana caudal está disposta horizontalmente
Espessa camada adiposa sob a pele confere forma hidrodinâmica e retarda a perda de calor (isolamento térmico)
Mantêm a temperatura do corpo constante (endotérmicos e homeotérmicos)
Dão à luz (dentro de água) crias que amamentam Respiram ar através dos pulmões (O2 atmosférico) Orifícios nasais localizados na parte posterior da cabeça
através do qual expelem o CO2 quando vêm à superfície
http://www.solcomhouse.com/images/wszhale.gif
Um cetáceo ou um tubarão?
Barbatanas
pélvicas Barbatana
peitoral
Barbatanas dorsais
Barbatana
caudal vertical
Barbatana dorsal
Barbatana
caudal horizontal
Espiráculo
Barbatana
peitoral
Barbatana
analFendas
branquiais
Adaptados à vida no mar Descendem de mamíferos terrestres que evoluíram ao
longo de 50 milhões de anos até às formas actuais Orelhas (pavilhões auriculares) – desapareceram mas
mantém-se a audição Substância oleaginosa protege pele da fricção da água e
olhos da salinidade Glândulas mamárias e órgãos genitais protegidos por
pregas Esqueleto tornou-se mais simples e leve Respiram a intervalos mais longos que os mamíferos
terrestres Grande capacidade de armazenamento de O2 nos músculos Trocam até 90% do ar armazenado nos pulmões (o Homem
apenas 15%)
Nascer no mar
Cria de golfinho a nascer Fêmea ajuda cria a subir à superfície
http://www.dailymail.co.uk/news/article-485893/The-water-baby-Amazing-pictures-capture-moment-dolphin-joins-world.html
http://www.dailymail.co.uk/news/article-485893/The-water-baby-Amazing-pictures-capture-moment-dolphin-joins-world.html
As crias nascem com a cauda primeiro para que, assim que o cordão umbilical se soltar, possam nadar até à superfície ajudadas pela mãe
Com barbas ou com dentes? Subordem Odontoceti ou
odontocetos
Cetáceos com dentes
golfinhos, botos, roazes, orcas, cachalotes, …
Alimentam-se de outros animais (peixes, moluscos, mamíferos aquáticos…)
Subordem Mysticeti ou misticetos
Cetáceos com barbas baleia-azul, baleia-de-
bossas, …
Em substituição dos dentes têm barbas, fiadas de cerdas robustas suspensas do maxilar superior que servem para filtrar a água removendo o alimento
Alimentam-se de plâncton
http://www.tmmsn.org/education/dolphin_anatomy/Mysticetes_Odontocetes.jpg
Barbas
Mandíbula/maxilar inferior
Rostro/maxilar superior
Espiráculo duploBarbatana dorsal
Pedúnculo
caudal
Barbatana caudal
Barbatanas peitorais
Espiráculo simples
Fronte
Bico
Dentes
Mysticeti
Odontoceti
Comunicar e viver em grupo Apresentam elevado nível de socialização
Sistema social baseado nos laços entre mãe e filho
Coesão e coordenação entre os elementos do grupo promovida pelo contacto e por sinais sonoros e visuais
Sons muito variados e diferentes entre espécies
Linguagem corporal rica: saltos, bater com a cauda ou barbatanas fora de água
Cooperação permite rentabilizar esforço na procura de alimento, no acasalamento, na criação dos jovens e na defesa contra predadores
Subordem OdontocetiCetáceos com dentes (cachalotes, orca, golfinhos,…)
Tamanho desde alguns metros (golfinhos) até 15-20 m (cachalotes)
Predadores activos (peixes e mamíferos marinhos mais pequenos)
Têm um único orifício respiratório
Excelentes mergulhadores; os cachalotes mergulham rotineiramente até aos 1000 m e já foi avistado um (com um sonar) aos 2250 m, provavelmente para apanhar lulas, o seu alimento favorito
Usam ecolocalização para orientação
Comunicação sofisticada, produzem muitos sinais
Animais sociais
Cetáceos com dentes Delfinídeos (Família Delphinidae)
Orca
Golfinho-comum (Delphinus delphis)
Roaz (Tursiops truncatus)
(e muitos outros…)
Cachalotes (Famílias Physeteridae e Kogiidae)
Baleias-de-bico (Família Ziphiidae)
DelfinídeosRoaz-corvineiro
(Tursiops truncatus)
Golfinho-comum
(Delphinus delphis)
No estuário do Sado existe uma população residente de roazes
Família Physeteridae
Cachalote-comum(Physeter macrocephalus)
No arquipélago dos Açores podem observar-se várias espécies de cetáceos com dentes, incluindo golfinhos e cachalotes
EcolocalizaçãoCetáceos com dentes
Emitem impulsos sonoros produzidos em órgãos especializados no interior da cabeça
Ao encontrarem um objecto os sons são reflectidos sob a forma de eco
O eco é recebido pelos ossos da mandíbula, que os canalizam para os órgãos sensoriais do ouvido interno através de zonas de gordura especial
http://www.ifeelpixel.com/pictures/dolphinsonar.jpg
http://www.inkokomo.com/dolphin/echolocation.jpg
Comunicação e comportamento dos odontocetos Dois tipos básicos de
sons
Assobios: usados para comunicar
Estalidos: usados para a ecolocalização
Os cachalotes adultos formam círculos protegendo no interior as crias e os animais mais frágeis
http://csiwhalesalive.org/csigallery14.html
http://boulders2bits.com/archives/2009/11/05/rare-photos-reveal-behavior-of-sperm-whales-and-giant-squid/
Cachalotes:recordistas do mergulho
Podem mergulhar até 1600 m (as fêmeas) ou 3300 m (os machos) em busca de um dos seus alimentos preferidos: a lula gigante
http://www.amnh.org/exhibitions/climatechange/images/lg/ocean-deep_01_whale-squid.jpg
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Subordem MysticetiCetáceos com barbas (baleia-azul, baleia-de-bossas,…)
Em vez de dentes têm, em adultos, placas córneas derivadas de tecido dérmico que se encontram na maxila e a partir das quais saem barbas compridas
Alimentam-se filtrando o zooplâncton da água com o auxílio destas barbas
Podem colocar 70 toneladas de água dentro da boca em expansão
Tamanho desde 10-15 m (baleia-cinzenta) a mais de 30 m (baleia-azul)
Família Balaenopteridae
Baleia-de-bossas(Megaptera novoeangliae)
http://1.bp.blogspot.com/_9_5PSY7vQ-c/SESwszJzliI/AAAAAAAAAqY/d7uNDjYygJQ/s400/baleia-jubarte-2%5B1%5D.jpg
http://en.wikivisual.com/images/6/61/Humpback_Whale_underwater_shot.jpg
http://www.washington.edu/burkemuseum/collections/mammalogy/mamwash/Images/Megaptera_novaengliae.jpg
Comunicação e comportamento dos misticetos Muito mais musicais que os odontocetos, algumas
espécies, como a baleia-de-bossas emitem verdadeiras melodias durante longos períodos de tempo
Os grupos raramente ultrapassam 10 indivíduos
http://csiwhalesalive.org/csigallery14.html
http://boulders2bits.com/archives/2009/11/05/rare-photos-reveal-behavior-of-sperm-whales-and-giant-squid/
Conduta de observação de cetáceos (DRL nº9/99/A, de 22 de Março, com as alterações do DLR nº10/2003/A de 22 de Março)
Proibido perseguir ou perturbar os cetáceos, tentar alimentá-los ou nadar com baleias
Proibido poluir o mar
A embarcação só pode deslocar-se paralelamente aos cetáceos, em velocidade constante e a mais de 50 m de distância (100 m se houver crias)
Proibido fazer ruído
A observação não pode exceder os 30 minutos
No local não poderão existir em simultâneo mais de 3 embarcações
(…)
50 m - Limite de aproximação a cetáceos
100 m - Limite de aproximação a baleias na presença de crias
300 m - Limite de aproximação a golfinhos para 3 ou mais embarcações
600 m – Zona de aproximação. Limite de aproximação a baleias para 3 ou mais embarcações