Flutuabilidade e Bexiga Natatória

Como os peixes fazem para flutuar na água?

A flutuabilidade é um dos desafios que os peixes precisam enfrentar para desenvolver o seu papel nos ecossistemas. Alguns fatores biológicos e físicos atuam conjuntamente para permitir que os peixes consigam isso. Na escala evolutiva, os peixes desenvolveram diversos padrões para amenizar o efeito da flutuabilidade em seus corpos. Capacidade de engolfar o ar, ou transformar compostos de seu sangue para aumentar sua densidade é uma dessas habilidades.

Sobre a flutuabilidade os peixes podem ser divididos em dois grupos:

-Fisóstomos: peixes que possuem uma ligação entre o seu tubo digestório e sua bexiga natatória.

Fisóclistos: peixes que não possuem ligação do tubo digestivo com a bexiga natatória.

Por falar em bexiga natatória, por que ela se chama assim? Esse nome é devido a capacidade desse órgão de possibilitar com que o peixe se eleve ou abaixe na coluna d’água.

Mas como isso acontece?

Para todas os seres vivos aquáticos existe uma pressão que exerce influencia sobre sua flutuabilidade.  Essa pressão se chama hidrostática e está relacionada com a força que a água faz em todos os corpos que estão em seu interior. Ela funciona basicamente da seguinte forma sobre os peixes: quanto mais fundo o peixe vai, mais essa pressão exerce força sobre a bexiga natatória, comprimindo-a e diminuindo a quantidade de gás que está contido nela. Dessa forma o peixe vai afundando ainda mais. Já quando o peixe se eleva na coluna d’água a pressão vai diminuindo e a quantidade de gás vai aumentando dentro da bexiga.

Mas vendo dessa forma, ou os peixes estariam boiando na coluna d'água, ou sempre estariam no fundo dos rios e lagos. Como eles fazem para isso não acontecer?

É ai, que entra a função da bexiga natatória, dependendo de como é a classificação do peixe sobre a ligação do tubo digestório a bexiga, ela trabalha de uma forma diferente. Para os peixes fisóstomos, eles precisam ir até a superfície da água e engolfar ar. Esse ar passa pelo trato digestório e chega até a bexiga, com isso o peixe pode controlar a quantidade de gás dentro da bexiga e flutuar melhor na água. Já os peixes fisóclistos possuem outro mecanismo para ajudá-los a enfrentar a flutuabilidade.

Na região inferior da bexiga se encontra a glândula de gás. Ela tem a função de secretar gases dentro da bexiga natatória. Próximo a ela, existe uma rede de capilares sanguíneos, chamada: rete mirable. Essa rede de capilares promove um fluxo contra-corrente que facilita a liberação de gases presentes no sangue, para a bexiga natatória. Para haver a liberação a glândula de gás libera ácido lático, que acidifica o sangue e faz com que a hemoglobina libere o oxigênio, com isso o mesmo vai sendo acumulado na rete mirable, até que a pressão desse gás nessa rede de capilares se eleve acima da pressão de oxigênio dentro da bexiga e assim, consiga alcançar o interior desse órgão.

Os peixes fisóclitos, não tendo a ligação da bexiga natatória com o tubo digestivo, possuem uma cavidade acima da bexiga natatória, chamada oval. Essa cavidade se liga a vasos sanguíneos. A função dela é facilitar a passagem do gás presente na bexiga natatória, quando a mesma está com um volume alto. A alta pressão de oxigênio presente dentro da bexiga força com que o gás se difunde para dentro do sangue, livrando e diminuindo o volume dentro da bexiga.

É bom lembrar que a bexiga natatória pode ter evoluído de um pulmão rudimentar de um peixe primitivo. Dessa forma, os vertebrados pulmonados seguiram uma linha evolutiva, desenvolvendo pulmões mais sofisticados para obter oxigênio aéreo. Já os peixes com bexiga natatória possibilitou com que os peixes utilizassem brânquias para suprir a necessidade de oxigênio e que com isso, a bexiga ficasse disponível para regular a flutuabilidade desses animais. O que possibilitou maior vantagem evolutiva aos Osteichthyes (peixes ósseos)  perante a outros grupos de peixes (sem bexiga natatória) como os Chondrichthyes (peixes cartilagionosos).

Infelizmente alguns peixes sofrem algumas doenças sobre a bexiga natatória e isso impossibilita uma boa função desse órgão, fazendo com o que o peixe fique mais propício a ser predado.

Abaixo vai um vídeo mostrando um Kinguio (peixe ornamental) com problema na bexiga natatória:

Referências: POUGH F. H., JANIS, C. M., HEISER, J. B.; A Vida dos Vertebrados. 4º Edição. (coordenação editorial da edição brasileira Ana Maria de Souza). 4º Edição. São Paulo. Atheneu Editora, 2008.

Espécies invasoras: um grande problema

Já ouviram falar em espécies invasoras?

 

Estróbilos femininos de Pinus. As sementes dessa planta são aladas e se dispersam muito bem através do vento. Isso aumenta seu grau de invasão.

É um assunto que ultimamente está muito na moda na área das pesquisas ecológicas. Essas espécies são chamadas assim, pois são nativas em outras partes do mundo e acabam alcançando outras áreas, onde elas conseguem se estabelecer e se reproduzir. 

Mas alguns termos ainda estão sendo disseminados:

- Espécie exótica: Espécie encontrada em uma determinada região onde não é sua área de origem, geralmente ela não gera nenhum efeito (positivo ou negativo) no ecossistema que ela se estabelece. 

- Espécie nativa: Espécie encontrada em sua região de origem e por esse fato, está em equilíbrio com diversos fatores do ambiente em que vive (relações bióticas e abióticas) e por isso sua presença não altera o equilíbrio do ecossistema em questão.

- Espécie invasora: Espécie encontrada em uma região onde não é sua área de origem. Geralmente ela se dispersa, estabelece e se reproduz com muita facilidade e o aumento da densidade de indivíduos dessa espécie afeta o equilíbrio do ecossistema que é invadido. Na maioria das vezes seu efeito altera variáveis ambientais que podem excluir ou incluir algumas espécies na comunidade em questão.

Tudo bem, que ela invade locais. Mas qual o motivo de tanta atenção a esse tema?

Por dois motivos: Econômico e ecológico

No motivo econômico o problema é devido algumas espécies causarem prejuízos para as atividades humanas. Um exemplo é o mexilhão-dourado (Limnoperma fortunei), originário da Ásia. Já o motivo ecológico está relacionado com a extinção de espécie. Atualmente as espécies invasoras são o segundo maior motivo de perda de biodiversidade (extinções).

Quais são as principais espécies invasoras no mundo?

Mexilhão-dourado (Limnoperma fortunei)

Caracol-gigante-africano (Achatina fulica)

Brachiaria (Urochloa sp.)

Hydrilla verticillata

Pinus (Pinus sp.)

Mexilhão-dourado (Limnoperma fortunei) espécie que vem causando grande problema econômico para embarcações e hidroelétricas. Os indivíduos formam grandes aglomerados nas peças das turbinas e impossibilitam seu bom funcionamento. Na foto os mexilhões menores são os invasores, o maior é um mexilhão nativo que está quase extinto devido a ação do invasor.

Caracol-gigante-africano (Achatina fulica) Caracol encontrado em várias partes do Brasil. Originário da África veio trazido ao Brasil para servir de prato no escargot. Não acabou dando certo e foi liberado por produtores, causando a invasão

Brachiaria (Urochloa sp.) Gramínea africana utilizada para pecuária. Está em várias partes do país.

Hydrilla verticillata - É encontrada em vários ecossistemas lacustres do Brasil e sua presença vem causando problemas econômicos e ecológicos

Pinus - Espécie utilizada no Brasil para produção de madeira e celulose. Sua concentração está nos Campos Gerais - PR e sul de São Paulo. Sua dispersão é facilitada pela ação do vento e ela possui substancias nocivas a outras plantas que são depositadas nas folhas quando estão senescentes. 

Mas como elas conseguem invadir e influenciar negativamente um local?

Irei contar uma história de como espécies podem chegar a locais do outro lado do mundo e invadi-los. 

Atualmente com a globalização, muitas transações comerciais feitas em aviões ou em navios (principalmente), podem levar consigo alguns propágulos (qualquer forma de dispersão de alguma espécie na maioria das vezes são brotos ou sementes de plantas ou animais vivos que vão na embarcação). Outro problema é a compra de animais de estimação exóticos, como peixes e plantas aquáticas de aquários ou répteis, aves e mamíferos. Na maioria das vezes os seus donos acabam se "enjoando" de cuidar dos animais e os jogam em rios ou florestas. 

Quando essas espécies entram em contato com esse novo ambiente, precisarão enfrentar dois problemas: A resistência biótica e os fatores ambientais do local.

A resistência biótica é o conjunto de todas as interações que a espécie invasora poderá ter com a comunidade que ela estará invadindo. Essas interações são predação, herbivoria ou parasitismo. Se ela conseguir passar por isso (ou suportar), poderá se estabelecer no local. Mas ainda falta a outra parte. A segunda parte é a ambiental. Para haver sucesso no estabelecimento a espécie invasora, também deverá se adaptar aos fatores ambientais do local (temperatura, disponibilidade de recurso, precipitação, umidade, etc.).

Passado esses fatores a espécie invasora começará a utilizar recursos do ambiente. Essa utilização pode causar confrontos com espécies nativas que possuem o nicho similar (todo o papel ecológico que a espécie desempenha num lugar, como utilização de um determinado recurso ou horário de forrageamento). Ai que entra o problema. Elas estarão em constante competição. 

Geralmente a espécie invasora começa a causar seus efeitos negativos a partir desse momento. As espécies invasoras possuem capacidades mais eficientes na obtenção de recurso ou para habitarem um local. Como assim?

Para explicar melhor darei um exemplo:

A Hydrilla verticillata é uma macrófita submersa originária da Austrália e Ásia e chegou aos rios brasileiros em 2005. Ela é da família Hidrocharitaceae. No Brasil existe uma macrófita submersa nativa chamada Egeria najas. As duas são da mesma família e são muito similares. As diferenças entre elas são as vantagens que a invasora possui sobre a nativa. Uma dessas vantagens é a resistência que H. verticillata possui. As folhas e hastes da espécie invasora são mais resistentes do que da espécie nativa. Dessa forma a H. verticillata consegue habitar locais com uma correnteza maior. A E. najas não consegue por que se quebra muito fácil. Outra vantagem é a resistência para suportar grandes momentos de stress. A invasora quando está em um local onde sofre uma seca, sua capacidade de suportar esse distúrbio, através de suas raízes é bem maior do que a nativa. Dessa forma sua capacidade de estabelecer no local quando a água voltar é maior do que a nativa. Existem outros exemplos da eficiência da invasora sobre a nativa.

            

Egeria najas                                                                    Hydrilla verticillata

Após o estabelecimento dessa espécie invasora, se ela conseguir se reproduzir e aumentar a densidade de indivíduos, caracterizará uma invasão bem sucedida. A maioria das espécies não conseguem alcançar esse nível. Mas as que chegam causam grandes problemas.  

Qual a melhor forma de combater essas espécies?

Após a invasão é muito difícil conter a espécie. O que pode ser feito são trabalhos apenas para conter a densidade dos organismos (mas eles irão voltar). A melhor coisa a se fazer é prevenir que novas espécies cheguem a novos locais. Haver um trabalho conjunto entre sociedade, pesquisa e empresas para conter a "globalização" dessas espécies pelo mundo.

 

A planta aquática carnívora

Boa Noite Pessoal



Hoje o assunto é uma planta carnívora que vive em lagos e rios. O nome dela é Utricularia vulgaris. Ela geralmente habita locais com baixa disponibilidade de nutrientes e portanto, necessita suprir sua demanda com a predação. Ela é uma macrófita (planta aquática) submersa (suas raízes e folhas ficam abaixo da superfície da água) e ficam livres na coluna d'agua e geralmente se prendem em outras macrófitas submersas.

 

Mas como elas se alimentam? O que elas utilizam para se alimentar na água?

Pois bem, o seu nome vem do latim (utriculus= pequena garrafa) e portanto, ela tem entre suas folhas pequenas válvulas que servem como armadilha para diversos pequenos invertebrados que habitam o mesmo ambiente que essas plantas.

Utrículos são as "bolsinhas" em verde

Mas como funciona essas "armadilhas"?

Basicamente, elas utilizam diferença de pressão na entrada dessas armadilhas. Ela funciona da mesma forma que um cnidócito (célula protetora dos cnidários), mas ao invés da armadilha expelir algo para fora dela. Ela puxa para dentro fechando a entrada, impossibilitando a saída do animal preso, Após isso a planta pode começar a digestão de sua presa.

Quais os animais que ela se alimentam?

Eles são animais que compreendem o grupo dos zooplânctons. Eles recebem esse nome por que flutuam na coluna d'água e são muito pequenos, alguns microscópicos e se alimentam do fitoplâncton (algas). Os principais representantes desse grupo são os copépodas, cladóceros, entre outros.

Abaixo vai um vídeo mostrando a predação dessas plantas:

Livro de Ecologia - Economia da Natureza

Boa Noite Pessoal


Mais um belo livro da área de Ecologia! Esse livro é ótimo para quem está na graduação ou está se preparando para algum mestrado

Link para download: https://www.dropbox.com/sh/ao0vvxhoyeztl42/AACQgMxz7myzSDq0eGWxogJ4a?dl=0

Aproveitem!

Macrófitas

Isso mesmo, Macrófitas! São espécies vegetais que durante sua evolução saíram do ambiente terrestre e retornaram ao habitat aquático.

Quem são as macrófitas?

 Este grupo de seres vivos, já recebeu diversas propostas para identificar como um grupo igual, desde Traqueófitos aquáticos, Hidrófitas, Limnófitos, até chegar ao atual, Macrófitas. Segundo WEANER e CLEMENTS (1938), esse é o termo que melhor caracteriza vegetais que habitam desde brejos até ambientes verdadeiramente aquáticos. Neste grupo pode ser encontrados diversos grupos taxonômicos, como pteridófitas até Angiospermas.

Onde elas são encontradas?

 - Fitotelmos: são aquelas poças que encontramos entre as folhas de Bromélias. Sim, ali há espaço para que fitoplâncton, zooplâncton, larvas de insetos e macrófitas vivam,
- Cachoeiras: minoria das macrófitas
- Lagos: maioria das espécies de macrófitas,
- Rios, riachos e corredeiras
- Ambientes salobros: estuários, lagunas.
- Ambientes salgados como baías e recifes de corais.

Fitotelmo

Bancos de Macrófitas em Lagoas

Como elas são divididas:
As macrófitas podem ser divididas em grupos distintos de fácil identificação. Essa classificação é feita de acordo com o seu biotipo.

Divisões das macrófitas

Grupo das EMERSAS: São macrófitas que possuem raízes fixadas no sedimento mas que suas folhas saem para fora da água. Na maioria das vezes sua reprodução é similar ao das plantas terrestres:
Exemplos: Typha, Pontederia, Echinodorus,

Pontederia,

Typha


Grupo das Macrófitas com FOLHAS FLUTUANTES: plantas enraizadas no sedimento e com folhas flutuando nas superfícies. Nesse grupo estão um dos exemplos
mais conhecidos como a Vitória-régia
Ex: Nymphaea, Vitoria, Nymphoides.

Nymphaea

Vitoria



Grupo das Macrófitas SUBMERSAS ENRAIZADAS: plantas  enraizadas no sedimento que crescem totalmente submersas na água. Podem crescer em locais de até 11 m de profundidade, dependendo da disponibilidade de luz. Durante a fase reprodutiva, seus órgãos reprodutores são emitidos para fora da água.
Ex: Myriophyllum, Elodea, Egeria, Hydrilla, Vallisneria, Mayaca.

Egeria

 Hydrilla



Grupo das Macrófitas SUBMERSAS LIVRES: Essas plantas possuem rizóides rudimentares e acabam permanecendo livres submersas. As vezes são encontradas presas nos pecíolos e talos de outras macrófitas.
Ex: Utricularia e Ceratophyllum.

Utricularia

Grupo das Macrófitas FLUTUANTES: São aquelas que flutuam na superfície da água. Geralmente são encontradas formando grandes bancos em locais que há pouca influencia pelo vento.
Ex: Eichhornia, Salvinia, Plutia, Lemna e Azolla.

 Eichhornia

Salvinia


A importância ecológica deste grupo de seres vivos está na influência que elas realizam na Produção do local onde estão inseridas. Em condições ideais estas plantas, crescem bastante, produzem muita matéria orgânica (com a queda das folhas mais velhas), que vai sendo depositado nos locais onde elas estão fixadas. Com o aumento da matéria orgânica, ocorre o aumento de bactérias que irão decompor essa matéria. Para ocorrer essa decomposição elas necessitam do oxigênio presente na água,

 Com isso ele acaba sendo diminuído pela atividade das bactérias e aumenta o stress de algumas espécies sensíveis a mudanças nas concentrações de oxigênio. Essa condição se apresenta na maioria das vezes em locais que estão eutrofizados (com grande acúmulo de nutrientes que fazem com que algum grupo de seres vivos se desenvolvam muito mais do que outros). Na maioria das vezes a eutrofização encontradas em macrófitas é ocasionada por grande depósito de N (nitrogênio) ocasionado por atividades agrícolas e por P (Fósforo) ocasionado por atividades agrícolas e utilização de grandes quantidades de detergente por populações urbanas próximas aos ambientes aquáticos em questão.

Atualmente com o mundo cada vez mais globalizado, diversas transações comerciais estão sendo realizadas. Na maioria das vezes os produtos comercializados são levados em navios. Esses navios agem como grandes transportadores de propágulos (pedaços de plantas, sementes ou animais vivos), e quando eles chegam ao local de destino, são inseridos acidentalmente e começam a competir com as espécies nativas do local. Essa competição pode ser prejudicial para toda a comunidade do local.

Este post foi escrito utilizando o livro Fundamentos de Limnologia de Francisco de Assis Esteves.

REFERÊNCIAS:

WEANER, J. E. & CLEMENTS, F. E. - 1983 - Plants ecology. New York, Mc. Gran - Hill.

Como alguns animais podem viver em desertos?

Alguns ambientes terrestres são muito hostis para diversos animais. Mas a Evolução ajudou alguns animais a se adaptarem a viver em locais quase inóspitos. Um desses ambientes são os desertos quentes. Eles ocorrem em regiões subtropicais. Os principais desertos são o Atacama (América do Sul), Saara e Kalahari (África) entre outros. 

Para sobreviver nesses locais os animais necessitam de adaptações para suportar a pressão da falta de água e altas temperaturas.

- Possuírem rins altamente especializados: 

Os rins de animais do deserto, são altamente especializados em produzir uma urina muito concentrada. A urina é tão concentrada que a quantidade de água presente nela, fica menor do que 50% do total da urina. Os rins desses animais possuem componentes que conseguem concentrar ainda mais a urina, sendo mais eficiente nisso do que outros animais que vivem em locais de clima mais agradável. 

- Água vem do alimento:

Como esses locais não possuem água por grandes períodos no ano. Os animais necessitam retirar a água do alimento. Alguns ratos-cangurus se alimentam somente de sementes secas, mas que possuem uma quantidade pequena de água. Essa quantidade é ótima para o rato-canguru manter seu metabolismo em dia. Algumas vespas procuram aranhas, onde elas as matam e depositam seus ovos no corpo da aranha, onde esses ovos eclodiram e se alimentaram da aranha. 

- Extremidades mais afinadas:

Os animais desérticos não podem possuir nariz, orelhas, rabos e patas, fofos e redondos. Em desertos quanto menor a superfície de contato com o ar, menos água o animal perderá por transpiração. Dessa forma uma característica peculiar desses animais são as extremidades afinadas. Essa característica fica mais evidente se olharmos duas espécies de raposa, uma sendo dos desertos quentes e outra de ambientes gelados. 

- Tempo de forrageamento: 

Como durante o dia, o sol castiga muito. A maioria dos animais desérticos possuem um forrageamento somente a noite. Alguns animais diurnos, forrageiam durante o dia até períodos onde sua temperatura corpórea não se eleve tanto. 

Quais animais vivem em desertos? Há uma grande gama de animais adaptados a esse ambiente, já foram encontrados 70 espécies de mamíferos, 90 espécies de pássaros (residentes) e 100 espécies de répteis. 

Podemos encontrar diversos animais como: Cangurus, camelos, dromedários, raposas, lagartos (muitos tipos), alguns pássaros, diversos artrópodes, etc.