Níveis de organização ecológica

Um lobo-guará atravessa uma estrada de terra do Parque Nacional de Brasília no começo da noite. Quem o vê pode fazer seis anotações diferentes sobre a mesma cena. Aquele animal, de pernas longas e pelagem alaranjada, é um indivíduo. Os lobos-guará que vivem no parque neste ano são uma população. Lobos, lobeiras, capins, cupins, tamanduás, corujas, fungos e bactérias do parque, juntos, formam uma comunidade. A comunidade somada ao solo ácido, à chuva de verão, à seca de inverno, à luz e ao fogo é um ecossistema. O parque é um pedaço de um bioma, o Cerrado, e o Cerrado é um pedaço da biosfera. Nada mudou na estrada. Mudou a escala da pergunta, e com ela o que se pode medir: de um indivíduo se mede o peso e a dieta; de uma população, quantos são e se estão aumentando; de uma comunidade, quem convive com quem; de um ecossistema, por onde passam a energia e a matéria.

Esta página percorre essa escada degrau por degrau e marca a fronteira entre cada dois degraus, que é onde os itens de prova são decididos. Ela começa pelo que a Ecologia estuda e pelo conceito de espécie, sem o qual não existe população; define comunidade, biótopo e ecossistema; mostra por que lavoura e cidade são ecossistemas; trata de ecótono, bioma e biosfera; separa habitat de nicho; e termina nas propriedades que só aparecem em cada nível e nos erros que a prova planta. Os assuntos vizinhos têm páginas próprias: quem come quem está em cadeias e teias alimentares; a energia que se perde a cada degrau, em pirâmides ecológicas; os saldos de cada interação, em relações ecológicas; as taxas e as curvas de crescimento, em dinâmica populacional; o bioma em detalhe, em Cerrado.

O que a Ecologia estuda, e por que ela começa acima do organismo

A palavra ecologia foi criada em 1866 pelo zoólogo alemão Ernst Haeckel, a partir do grego oikos, casa. É a parte da Biologia que estuda as relações dos seres vivos entre si e com o ambiente em que vivem. A definição é curta, e o que dá trabalho é a escala. A Biologia organiza a vida em níveis, do menor ao maior: molécula, organela, célula, tecido, órgão, sistema, organismo, população, comunidade, ecossistema, bioma, biosfera. A fisiologia e a citologia trabalham do organismo para baixo. A Ecologia trabalha do organismo para cima.

Cada degrau contém o anterior e acrescenta alguma coisa. Uma população são vários organismos, mas com uma exigência a mais: todos da mesma espécie. Uma comunidade são várias populações, de espécies diferentes. Um ecossistema é a comunidade mais o ambiente físico. Um bioma reúne muitos ecossistemas sob um mesmo clima regional. A biosfera reúne tudo. Para classificar qualquer exemplo, a pergunta é sempre a mesma: o que foi incluído no conjunto?

Espécie: o critério que decide o que é uma população

Sem definir espécie não se define população. O conceito que a escola e a prova usam é o conceito biológico de espécie: espécie é o conjunto de indivíduos capazes de cruzar entre si, em condições naturais, e gerar descendentes férteis. O que separa duas espécies é o isolamento reprodutivo. Égua e jumento cruzam e nasce a mula, mas a mula é estéril: cavalo e jumento são espécies diferentes. O lobo-guará (Chrysocyon brachyurus) e o cachorro-do-mato (Cerdocyon thous) vivem nos mesmos campos do Cerrado e não se cruzam: são duas espécies, logo duas populações.

O critério tem limites conhecidos. Ele não se aplica a organismos de reprodução assexuada, como as bactérias, nem a fósseis; nesses casos usam-se outros critérios, como a semelhança de forma e, quando há material disponível, a semelhança genética. Para os itens de ecologia, basta a versão simples, com as três condições que fazem uma população.

É na população que se contam nascimentos, mortes e migrações. Densidade (indivíduos por área), taxa de natalidade, taxa de mortalidade e distribuição por idade são medidas que não existem para um indivíduo: um lobo não tem densidade. Essas medidas e as curvas que elas produzem estão na página dinâmica populacional.

Comunidade é só o que está vivo

A comunidade, também chamada biocenose ou comunidade biótica, é o conjunto de todas as populações que vivem e interagem numa área: plantas, animais, fungos, protozoários, bactérias. O termo biocenose foi proposto em 1877 pelo zoólogo alemão Karl Möbius, ao estudar bancos de ostras, para nomear o conjunto de seres que vivem juntos e dependem uns dos outros. Duas coisas definem o nível. A primeira é o todas: a comunidade não é só o que se vê. Num campo do Cerrado, a maior parte das espécies está no solo, e sem os fungos e as bactérias que decompõem a matéria morta nenhuma das outras populações se manteria. A segunda é o só: a comunidade é a parte viva. Solo, água, luz e temperatura influenciam a comunidade, mas não fazem parte dela.

É o nível em que se estudam as interações entre espécies, como predação, competição e mutualismo, e as teias alimentares. As medidas próprias de uma comunidade são o número de espécies (riqueza), a proporção entre elas e a organização de quem come quem.

O PAS cobrou a definição numa lavoura. O bloco de 2014 partia de um texto sobre o Censo Agropecuário e a agricultura familiar, e o item 67 dizia que, quanto à organização dos seres vivos, é classificado como uma comunidade o conjunto de populações de espécies de feijão, milho, mandioca e aves presentes em uma única lavoura. Certo. O item lista populações de espécies diferentes num mesmo lugar e não inclui solo nem chuva. Repare que a lista não precisa ser completa para o rótulo valer: o item diz “é classificado como uma comunidade”, e várias populações convivendo são o que a palavra nomeia. Se a frase acrescentasse o solo e a água, o nível subiria para ecossistema.

Fatores bióticos e abióticos: os vizinhos e o ambiente físico

Tudo o que afeta um ser vivo no ambiente se divide em dois grupos. Fatores bióticos são os outros seres vivos e as relações com eles: quem ele come, quem o come, com quem disputa, quem o parasita, quem o poliniza. Fatores abióticos são os componentes físicos e químicos: luz, temperatura, água, umidade, vento, pressão, salinidade, gases, pH e nutrientes minerais do solo e da água, fogo. O conjunto dos fatores abióticos de uma área, o espaço físico com suas condições, é o biótopo. A biocenose vive no biótopo, e os dois se alteram mutuamente: o solo decide que plantas crescem, e as plantas, ao perder folhas, mudam o solo.

No Cerrado, três fatores abióticos explicam quase toda a paisagem. O clima sazonal concentra a chuva de outubro a abril e deixa uma seca de vários meses. O solo é antigo, profundo, ácido, pobre em nutrientes como o fósforo e rico em alumínio. O fogo, natural no fim da seca, queima a camada de capim. Cascas grossas, raízes profundas e troncos retorcidos são respostas da comunidade a esse biótopo.

Dois princípios do século XIX e do começo do XX organizam o efeito dos fatores abióticos. A lei do mínimo, difundida pelo químico Justus von Liebig em 1840 para as plantas cultivadas, diz que o crescimento é limitado pelo recurso mais escasso em relação à necessidade, e não pela soma dos recursos. Esse recurso é o fator limitante. Adubar com nitrogênio uma lavoura à qual falta fósforo não aumenta a colheita. A lei da tolerância, do zoólogo Victor Shelford (1913), completa a ideia: excesso também limita. Para cada fator, cada espécie tem um intervalo em que sobrevive, com uma faixa ótima no meio, zonas de estresse nas pontas e limites além dos quais morre.

Os prefixos gregos dão o vocabulário. Espécie euri- tolera faixa larga de um fator; espécie esteno- tolera faixa estreita: euritérmica e estenotérmica para temperatura, eurialina e estenoalina para salinidade. Espécies de faixa estreita servem de indicadoras: se a espécie está presente, a condição está dentro da faixa dela.

Exemplo resolvido (leitura da curva). Um riacho tem água a 23 °C e abriga as duas espécies da figura. Uma indústria passa a despejar água de resfriamento e a temperatura sobe para 29 °C. Preveja o que acontece com cada população. Resolução. Localize 29 °C no eixo horizontal. A curva da espécie B termina em 26 °C: 29 °C está fora do limite de tolerância, e a população desaparece do trecho, por morte ou por fuga. A curva da espécie A vai até 34 °C, mas a faixa ótima acaba em 26 °C: a 29 °C a espécie sobrevive em zona de estresse, com crescimento e reprodução menores. Conferência. A 23 °C as duas estavam na faixa ótima (18 a 26 para A, 22 a 24 para B), o que explica a convivência inicial. A mudança de um único fator abiótico alterou a composição da comunidade sem que ninguém tocasse em nenhum peixe.

Ecossistema é biocenose mais biótopo, e é sempre um sistema aberto

O termo ecossistema foi proposto pelo botânico inglês Arthur Tansley em 1935, para lembrar que os seres vivos não podem ser entendidos separados do ambiente físico com que trocam matéria e energia. A definição operacional tem duas partes e um verbo.

Por não ter tamanho mínimo, o conceito se aplica a escalas muito diferentes. Uma poça de chuva com algas e larvas de mosquito é um ecossistema pequeno e de vida curta. A água acumulada entre as folhas de uma bromélia, com larvas, pererecas e microrganismos, é outro. O intestino humano, com centenas de espécies de bactérias interagindo com temperatura, acidez e o alimento que passa, é um ecossistema dentro de um organismo. O Lago Paranoá é um, uma vereda é outro, e a Terra inteira, nesse sentido, é o maior deles. Quem delimita é a pergunta do estudo.

Essas trocas com o exterior fazem do ecossistema um sistema aberto. No vocabulário da Física, sistema aberto troca matéria e energia com a vizinhança; sistema fechado troca só energia; sistema isolado não troca nada. Numa vereda, a luz entra, o calor sai, a chuva traz água, o riacho leva água e nutrientes, aves chegam e partem. Não existe ecossistema isolado, porque a energia não recicla: ela entra como luz, passa pelos seres vivos e sai como calor. Cortada a entrada, o sistema para. Os ecossistemas da natureza trocam também matéria com os vizinhos. Os dois casos-limite são a garrafa lacrada e o planeta inteiro, em que a matéria quase não entra nem sai; mesmo neles a energia continua entrando e saindo, como mostra o exemplo a seguir.

Exemplo resolvido (aberto ou fechado). Classifique três sistemas quanto às trocas de matéria e de energia: (1) o Lago Paranoá; (2) uma garrafa de vidro lacrada, com água, lodo, plantas aquáticas e caramujos, deixada na janela; (3) a Terra. Resolução. Faça duas perguntas separadas: matéria entra e sai? Energia entra e sai? (1) No lago, entram água e nutrientes pelos ribeirões, saem água pela barragem e gases para o ar; entra luz, sai calor. Aberto. (2) Na garrafa, nenhum átomo entra ou sai: o gás carbônico que os caramujos soltam é o que as plantas fixam, e o oxigênio das plantas é o que os caramujos respiram. A luz entra pelo vidro e o calor sai por ele. Fechado: troca energia, não troca matéria. (3) A Terra recebe luz do Sol e devolve radiação infravermelha ao espaço; a entrada de matéria por poeira e meteoritos é desprezível diante da massa do planeta. Na prática, fechada. Conferência. A garrafa lacrada dura meses na janela e morre em semanas dentro de um armário escuro, com exatamente os mesmos átomos. A diferença entre as duas é só a energia, e isso confirma que matéria reciclada não substitui entrada de luz.

Lavoura e cidade são ecossistemas, com gente dentro

A definição não menciona a origem do sistema. Por isso, os livros distinguem ecossistemas naturais (uma vereda, um recife, um trecho de cerrado), agrícolas (os agroecossistemas: lavoura, pasto, pomar) e urbanos (a cidade), e os três são ecossistemas pelo mesmo critério.

Uma lavoura de soja tem produtores (a soja e as plantas espontâneas que o agricultor combate), consumidores (lagartas, percevejos, aves, o ser humano que colhe), decompositores no solo, luz, chuva e nutrientes. Em relação a um cerrado vizinho, ela é simplificada: uma espécie de produtor domina, a teia é curta, e boa parte da matéria produzida sai na colheita, de modo que os nutrientes precisam ser repostos por adubo. O agroecossistema depende de entradas trazidas pelo ser humano, como sementes, fertilizantes, combustível e irrigação. Simplificado e subsidiado, ele continua sendo ecossistema.

Uma cidade tem árvores, gramados, pombos, pardais, cupins, baratas, ratos, gatos, pessoas, fungos e bactérias, sobre um biótopo de asfalto, concreto, solo, água encanada e ar. Produz pouco do que consome: importa alimento, água, energia elétrica e combustíveis, e exporta esgoto, lixo, gases e calor. É um ecossistema que depende de trocas intensas com o entorno. Isso não o desqualifica: é a versão exagerada de uma propriedade que todo ecossistema tem.

O ser humano é um componente biótico como qualquer outro consumidor: come, respira, excreta e morre dentro do ecossistema. A separação entre natureza e gente não tem lugar na definição.

O PAS testou essa fronteira três vezes, com três pretextos diferentes, e os três itens tinham o mesmo gabarito.

• Origem artificial. PAS 1 2014, item 66: a integração de fatores abióticos e bióticos de um sistema agrícola de produção de alimentos não pode ser classificada como um ecossistema, pois ambientes agrícolas são produzidos artificialmente pelos seres humanos. Errado. A primeira metade da frase é a própria definição de ecossistema; a razão alegada para negar o rótulo não consta da definição.
• Sistema aberto. PAS 1 2010, item 31: o texto-base apresentava as áreas urbanas como ecossistemas construídos, com entradas de alimentos, ar, água e materiais e saídas de resíduos, calor e produtos. O item dizia que, do ponto de vista ecológico, uma cidade é classificada como um sistema aberto e, portanto, não pode ser considerada um ecossistema. Errado. A cidade é um sistema aberto, e todo ecossistema também é. A premissa é verdadeira e a conclusão não decorre dela.
• Presença humana. PAS 1 2017, item 46: diante de uma pintura de Frida Kahlo com pessoas, plantas, um cão, a Terra, o Sol e a Lua, o item afirmava que, considerando-se ecossistema como a interação entre os elementos bióticos e abióticos, os elementos observados não podem representar um ecossistema, devido à presença do ser humano. Errado. O ser humano é um elemento biótico. A própria definição citada no item o inclui.

Ecótono: a faixa em que dois ecossistemas se misturam

Os limites entre ecossistemas raramente são linhas. Entre um campo e uma mata há uma faixa em que espécies das duas comunidades convivem. Essa zona de transição é o ecótono.

Os exemplos brasileiros aparecem em escalas diferentes. Em escala local, a borda entre o cerrado e a mata de galeria. Em escala de paisagem, o manguezal, ecossistema costeiro de transição entre os ambientes terrestre e marinho, sujeito às marés. Em escala regional, as faixas em que os biomas se encontram: a Mata dos Cocais, no Maranhão e no Piauí, entre a Amazônia, o Cerrado e a Caatinga, e a transição entre o Cerrado e a Amazônia, no norte de Mato Grosso e no Tocantins. O geógrafo Aziz Ab’Sáber, que dividiu o país em domínios morfoclimáticos, reservou um nome para essas áreas: faixas de transição.

Bioma não é um ecossistema grande: é um conjunto deles

Bioma é uma unidade regional. Reúne tipos de vegetação vizinhos e reconhecíveis em escala regional, sob condições semelhantes de clima e de relevo e com uma história comum, o que resulta em uma fauna e uma flora próprias. O que se reconhece primeiro num bioma é a fisionomia da vegetação: floresta, savana, campo. O IBGE divide o território brasileiro em seis biomas continentais. No mapa de 2019, as áreas são: Amazônia, 49,5 %; Cerrado, 23,3 %; Mata Atlântica, 13,0 %; Caatinga, 10,1 %; Pampa, 2,3 %; Pantanal, 1,8 %.

A relação com o nível de baixo é de conjunto e elemento: um bioma contém muitos ecossistemas. O Cerrado, com cerca de 2 milhões de quilômetros quadrados, é o exemplo mais claro. Quem atravessa o Distrito Federal passa, em poucos quilômetros, por paisagens que não se parecem. A classificação mais usada, de José Felipe Ribeiro e Bruno Walter, pesquisadores da Embrapa, descreve onze tipos principais de vegetação em três grupos:

• formações campestres: campo limpo (só capins e ervas), campo sujo (capins com arbustos esparsos) e campo rupestre (sobre afloramentos de rocha);
• formações savânicas: cerrado sentido restrito (árvores baixas e tortuosas, espalhadas sobre um estrato de capim, sem formar teto contínuo), parque de cerrado, palmeiral e vereda (buritis em solo encharcado, junto a nascentes);
• formações florestais: cerradão e mata seca (nos terrenos bem drenados entre os rios) e mata ciliar e mata de galeria (acompanhando os cursos d’água), todas com copas que se tocam.

Cada uma dessas fitofisionomias tem solo, regime de água, luz e comunidade próprios: cada uma é um ecossistema diferente, e todas pertencem ao mesmo bioma. Uma vereda e um campo limpo a duzentos metros de distância têm espécies diferentes porque o lençol freático está em profundidades diferentes. O detalhe das formações e de suas adaptações está na página Cerrado.

O PAS cobrou a relação entre os dois níveis. Em 2006 (item 115), a partir de um trecho de Aziz Ab’Sáber sobre onde começa a Amazônia, o item afirmava que o texto enfoca um bioma constituído por diversos ecossistemas, em que estão presentes vários fatores bióticos e abióticos. Certo, nas duas camadas: bioma é conjunto de ecossistemas, e cada ecossistema tem as duas partes. Em 2009 (item 70), um item de múltipla escolha perguntava de que os termos Amazônia e Mata Atlântica são exemplos, com as opções população, ecossistema, bioma e nicho. A resposta é bioma. A opção “ecossistema” atrai quem não considera a escala.

Biosfera: a camada fina em que tudo isso acontece

A biosfera é o conjunto de todas as regiões da Terra em que há vida, com os seres vivos que as ocupam. O termo foi criado pelo geólogo austríaco Eduard Suess em 1875 e ganhou o sentido atual com o russo Vladimir Vernadsky, em 1926. Ela não coincide com o planeta. Vai do fundo das fossas oceânicas, a quase 11 km de profundidade, até pouco acima das montanhas mais altas, a cerca de 9 km de altitude: uma casca de cerca de 20 km de espessura num planeta de 6 371 km de raio. O interior da Terra e a alta atmosfera ficam de fora.

A biosfera ocupa partes de três compartimentos: a litosfera (o solo e a camada superficial das rochas), a hidrosfera (oceanos, rios, lagos, água subterrânea) e a atmosfera (a camada de ar mais próxima da superfície). Os livros costumam dividi-la em três grandes ambientes, os biociclos: o terrestre (epinociclo), o de água doce (limnociclo) e o marinho (talassociclo).

Nessa escala se estudam os processos globais: a circulação do carbono, da água e do nitrogênio, tratada em ciclos biogeoquímicos, e o balanço de energia do planeta. Para a matéria, a biosfera é praticamente fechada: os átomos são sempre os mesmos e precisam ser reciclados. Para a energia, é aberta: depende da luz do Sol que chega e do calor que sai.

Habitat é o endereço; nicho é o modo de vida

Os dois termos seguintes descrevem uma espécie, não um nível da escada.

O ecólogo G. Evelyn Hutchinson deu ao nicho, em 1957, uma forma que ajuda a pensar. Imagine cada condição ou recurso como um eixo: temperatura num eixo, umidade em outro, tamanho da presa em outro. Para cada eixo, a espécie tem uma faixa de tolerância, como a da curva da figura anterior. O nicho é a região definida por todas essas faixas ao mesmo tempo, o espaço de muitas dimensões dentro do qual a população consegue se manter. A ideia tem uma consequência direta: nicho não é um lugar. Duas espécies podem ocupar o mesmo lugar com nichos diferentes, e a mesma faixa de nicho pode existir em lugares diferentes.

Exemplo resolvido (classificar habitat e nicho). Num campo do Parque Nacional de Brasília vivem o lobo-guará e a coruja-buraqueira. O lobo é onívoro: cerca de metade do que come é vegetal, e os frutos da lobeira respondem por cerca de um terço da dieta; o resto são pequenos roedores, aves e insetos. É solitário, ativo ao entardecer e à noite, e ao defecar longe da planta-mãe dispersa as sementes da lobeira. A coruja-buraqueira come sobretudo insetos, além de pequenos roedores e répteis, e faz o ninho em tocas no solo. Diga o que as duas espécies têm em comum e o que as distingue. Resolução. O lugar é o mesmo, o campo aberto: as duas compartilham o habitat. Os nichos diferem em várias dimensões: o lobo come frutos e a coruja não; o abrigo da coruja é a toca, o do lobo é o capim alto; só o lobo dispersa sementes. Há uma sobreposição parcial: as duas espécies comem insetos e pequenos roedores. Conferência. Se o nicho fosse o lugar, as duas teriam o mesmo nicho, e bastaria a palavra habitat. A existência de espécies com dietas e abrigos diferentes no mesmo campo mostra que são dois conceitos.

Hutchinson separou ainda dois tamanhos de nicho. O nicho fundamental é tudo o que a espécie conseguiria ocupar pelas suas tolerâncias, se estivesse sozinha. O nicho realizado é a parte que ela de fato ocupa na presença de competidores, predadores e parasitas, e é quase sempre menor. O experimento clássico é de Joseph Connell, publicado em 1961, com duas espécies de cracas num costão rochoso da Escócia. A craca Chthamalus vivia só na faixa mais alta das rochas, que fica muito tempo fora d’água; a craca Balanus dominava a faixa de baixo. Connell retirou Balanus de alguns trechos, e Chthamalus passou a ocupar também a faixa inferior. Ela tolerava a faixa de baixo, ou seja, a faixa fazia parte do nicho fundamental dela. Era a competidora que a mantinha confinada ao alto.

O conceito tem dois usos em prova. O primeiro são os equivalentes ecológicos: espécies que vivem em regiões diferentes e têm nichos parecidos, sejam ou não parentes próximas. A ema nos campos da América do Sul e o avestruz nas savanas da África são grandes aves corredoras de campo aberto; o tamanduá-bandeira na América do Sul e o pangolim na África e na Ásia comem formigas e cupins. Mesmo nicho, habitats em continentes diferentes. O segundo uso é a inversão dos dois termos, e foi ela que o PAS cobrou.

Em 2007, o item 11 do PAS 1 partia de uma tira em que insetos conversam num lixão; um deles lembra que os sábios dizem que a humanidade vai desaparecer e os insetos herdarão o mundo, e o outro pergunta quem vai fornecer o lixo. O item afirmava que os nichos ecológicos de insetos e seres humanos, naquele contexto, são semelhantes, ainda que esses organismos vivam em habitat diferentes. Errado, e errado por inversão. O que os dois compartilham é o habitat, a cidade com o seu lixão. Os nichos são diferentes: os humanos produzem o lixo, os insetos vivem dele.

Dois nichos iguais não cabem no mesmo lugar

Se o nicho é o conjunto de recursos e condições que uma espécie usa, duas espécies com nichos iguais usam exatamente os mesmos recursos. Quando os recursos são limitados, isso é competição em todas as dimensões ao mesmo tempo.

No começo da década de 1930, o biólogo russo Georgii Gause cultivou duas espécies de paramécio em tubos com a mesma quantidade diária de alimento; os resultados saíram em 1934, no livro The Struggle for Existence. Separadas, Paramecium aurelia e Paramecium caudatum cresciam e se estabilizavam. Juntas no mesmo tubo, P. aurelia sempre eliminava P. caudatum em algumas semanas. Em experimentos seguintes, com outro par, P. caudatum e P. bursaria, as duas persistiam: uma se alimentava na parte de cima do tubo, a outra no fundo.

A saída mais comum na natureza é a segunda: a partilha de recursos. Robert MacArthur mostrou, em 1958, que cinco espécies de pequenas aves insetívoras, as mariquitas, convivem nas mesmas árvores de florestas de coníferas da América do Norte porque cada uma caça numa parte diferente da copa. No Cerrado, aves que comem insetos no mesmo trecho de mata se separam por altura, por horário e pelo tamanho da presa. O habitat é um só; os nichos são vários.

A consequência para o julgamento de itens é direta: quanto mais parecidos os nichos, mais intensa a competição. O PAS 1 de 2005 (item 140), num bloco sobre um trecho de Darwin em A Origem das Espécies, afirmava que espécies de nichos ecológicos semelhantes costumam apresentar menor competição entre si. Errado: é o inverso. O próprio texto-base lembrava que Darwin considerava a competição entre indivíduos do mesmo gênero, em geral, muito mais acirrada do que entre gêneros diferentes, justamente porque organismos aparentados tendem a precisar das mesmas coisas.

A competição como relação ecológica, com o seu saldo para cada parte e os demais tipos de interação, está em relações ecológicas. Aqui ela entra apenas como consequência da definição de nicho.

Cada degrau tem propriedades que o de baixo não tem

Uma propriedade emergente é uma característica que aparece num nível de organização e não existe nos componentes isolados. Ela não se obtém somando as partes: aparece da interação entre elas. É por isso que cada nível tem medidas e perguntas próprias, e que uma informação de um nível não responde a uma pergunta de outro.

Um lobo-guará encontrado magro e doente é um dado sobre um indivíduo. Para afirmar que a população está em declínio é preciso contar lobos ao longo de vários anos. Um levantamento com muitas espécies de aves é um dado da comunidade; ele não informa se alguma dessas populações está diminuindo. Tirar uma conclusão sobre um nível a partir de um dado de outro nível é um erro de raciocínio.

Exemplo resolvido (ler um levantamento). Uma equipe estudou 2 hectares de uma vereda e registrou os dados abaixo (valores construídos para o exemplo).

(1) Que linhas descrevem populações, e qual é a densidade de cada uma? (2) Que linhas descrevem a comunidade? (3) Que linhas descrevem o biótopo? (4) Com esses dados, pode-se dizer que a vereda é um ecossistema? (5) Pode-se dizer que a população de capivaras está crescendo? Resolução. (1) As duas primeiras: cada uma conta indivíduos de uma espécie na mesma área. Densidade é número de indivíduos dividido pela área: $84 \div 2 = 42$ buritis por hectare e $14 \div 2 = 7$ capivaras por hectare. (2) A terceira e a quarta: contam espécies, não indivíduos. São medidas de riqueza, uma propriedade da comunidade. (3) As três últimas: pH, temperatura e profundidade do lençol são fatores abióticos. (4) Sim: há uma comunidade (buritis, capivaras, aves, herbáceas e os microrganismos que o levantamento não contou) e fatores abióticos com os quais ela interage. (5) Não. Crescimento é variação no tempo, e o levantamento é uma única contagem. Seria preciso repetir a contagem em outros anos. Conferência. Densidade tem unidade de indivíduos por área: 42 por hectare vezes 2 hectares devolve os 84 buritis. E nenhuma das sete linhas descreve um organismo isolado: as contagens são de populações e da comunidade, e as medidas físicas são do biótopo.

Como ler um item de níveis de organização

O julgamento de um item deste assunto cabe em três perguntas, nesta ordem.

1. O que o enunciado incluiu no conjunto? Uma espécie: população. Várias espécies, só seres vivos: comunidade. Seres vivos mais fatores físicos: ecossistema. Vários ecossistemas sob o mesmo clima regional: bioma.
2. Qual é o lugar e qual é a época? População e comunidade exigem área e tempo definidos. “Lugar” descreve habitat; “modo de usar o lugar” descreve nicho.
3. A razão alegada consta da definição? Depois de “pois”, “portanto”, “devido a” e “uma vez que”, confira se o motivo é um dos critérios da definição ou um pretexto (artificial, urbano, aberto, pequeno, com gente).

Exemplo resolvido (três itens, três julgamentos). Julgue cada afirmação como certa ou errada e justifique. (I) Em uma lagoa do Cerrado, o conjunto formado pelas populações de peixes, aves, plantas aquáticas e microrganismos, juntamente com a água, a luminosidade e os nutrientes dissolvidos, constitui uma comunidade. (II) Um aquário com plantas, peixes e bactérias, iluminado pela janela, não constitui um ecossistema, uma vez que foi montado por uma pessoa e depende de ração. (III) Duas espécies de aves que capturam insetos na mesma mata, uma na copa e outra junto ao chão, compartilham o habitat e têm nichos distintos. Resolução. (I) A lista inclui água, luz e nutrientes: fatores abióticos. O conjunto é um ecossistema, não uma comunidade. Errada. (II) O aquário tem comunidade e fatores abióticos em interação. “Montado por uma pessoa” e “depende de ração” não constam da definição; a ração é uma entrada de matéria, e todo ecossistema as tem. Errada. (III) Mesmo lugar (a mata), usos diferentes do lugar (alturas de caça). Certa. Conferência. Em (I) e (II) o erro está no rótulo ou na razão, e a descrição da cena está correta, o que é a marca desses itens. Em (III), a convivência estável das duas aves é coerente com o princípio de Gause: os nichos diferem numa dimensão, a altura de forrageio.

Os erros que a prova planta

1. Comunidade com fatores abióticos. Água, solo, luz e temperatura não são populações. Se a lista do item os inclui, o nível é ecossistema.
2. População com mais de uma espécie. “Os peixes do lago” e “as aves do parque” são conjuntos de populações.
3. Ecossistema negado por ser artificial. Lavoura, pasto, açude e aquário têm comunidade e biótopo em interação (PAS 1 2014, item 66).
4. Ecossistema negado pela presença humana. O ser humano é fator biótico (PAS 1 2017, item 46).
5. Ecossistema negado por ser sistema aberto. Todo ecossistema troca energia com o exterior, e os da natureza trocam também matéria; nenhum é isolado (PAS 1 2010, item 31).
6. Ecossistema com tamanho mínimo. Poça, bromélia e intestino são ecossistemas.
7. Bioma tratado como um ecossistema só. Amazônia, Cerrado e Mata Atlântica são biomas, cada um com muitos ecossistemas (PAS 1 2006, item 115; PAS 1 2009, item 70).
8. Habitat e nicho trocados. O lugar é o habitat; o modo de vida é o nicho (PAS 1 2007, item 11).
9. Mesmo habitat, logo mesmo nicho. Um trecho de cerradão abriga dezenas de nichos.
10. Nichos semelhantes, menor competição. É o inverso: quanto maior a sobreposição, mais intensa a competição (PAS 1 2005, item 140).
11. Temperatura como recurso. Temperatura é condição; recursos são consumidos (PAS 1 2005, item 139).
12. Biosfera igual ao planeta. A biosfera é só a camada com vida.
13. Conclusão em nível diferente do dado. Um indivíduo doente não prova população em declínio; uma contagem única não prova crescimento.

Como o PAS cobrou. Nos itens do PAS 1 reunidos nesta página, de 2005 a 2017, o assunto nunca veio com conta. Veio pendurado em textos de outras áreas: um trecho de Darwin (2005), um texto de Aziz Ab’Sáber (2006), uma tira de humor (2007), um texto sobre desmatamento na Amazônia (2009), um esquema das entradas e saídas de uma cidade (2010), o Censo Agropecuário (2014) e uma pintura de Frida Kahlo (2017). São oito itens de julgamento e um de múltipla escolha. Dos oito, seis têm gabarito errado. Nos três que negam o ecossistema (2010, 2014 e 2017), a primeira metade da frase está correta e o erro vem depois do conectivo. Nos outros três, um termo foi trocado pelo vizinho: habitat por nicho (2007), menor por maior (2005, item 140), condição por recurso (2005, item 139). Para os dois itens de 2005, o gabarito disponível é o preliminar. A matriz do PAS 1 para 2026–2028 abre o conhecimento de Ecologia com “Conceitos Ecológicos e Níveis de Organização”.

O essencial em meia página

• Escada: indivíduo → população (uma espécie, mesma área, mesma época) → comunidade ou biocenose (todas as populações, só o vivo) → ecossistema (comunidade + biótopo, em interação) → bioma (conjunto de ecossistemas em escala regional) → biosfera (toda a camada da Terra com vida).
• Espécie: indivíduos que cruzam entre si e geram descendentes férteis. “Os peixes do lago” não são uma população.
• Fatores: bióticos são os outros seres vivos; abióticos são luz, temperatura, água, solo, gases, fogo. Biótopo é o conjunto dos abióticos. Recurso se consome (luz, água, alimento); condição não (temperatura, pH). Fator limitante é o recurso mais escasso (Liebig, 1840); cada espécie tem uma faixa de tolerância com um ótimo (Shelford, 1913); euri- é faixa larga, esteno- é faixa estreita.
• Ecossistema (Tansley, 1935): não exige tamanho, origem natural nem ausência de gente. É sempre sistema aberto: energia entra como luz e sai como calor. Garrafa lacrada na janela: fechada para matéria, aberta para energia.
• Lavoura e cidade são ecossistemas. PAS 1 2014/66 (artificial), 2010/31 (sistema aberto) e 2017/46 (presença humana): os três errados. PAS 1 2014/67 (populações de uma lavoura formam comunidade): certo.
• Ecótono: faixa de transição entre dois ecossistemas, em geral com mais espécies que cada vizinho (efeito de borda). Exemplos: borda entre campo e mata de galeria, manguezal, Mata dos Cocais.
• Bioma × ecossistema: o Cerrado é um bioma; campo limpo, cerrado sentido restrito, cerradão, vereda e mata de galeria são ecossistemas dentro dele. PAS 1 2006/115 certo; 2009/70, resposta bioma.
• Habitat × nicho: endereço e modo de vida. Mesmo habitat não implica mesmo nicho. PAS 1 2007/11 (nichos semelhantes em habitats diferentes): errado, por inversão. Nicho fundamental é o que a espécie toleraria; nicho realizado é o que ela ocupa com os vizinhos presentes (cracas de Connell, 1961).
• Exclusão competitiva (Gause, 1934): nichos iguais não coexistem com recurso limitado; ou uma espécie some, ou os nichos se separam. Nichos semelhantes, competição maior (PAS 1 2005/140, errado).
• Propriedades emergentes: densidade e natalidade são da população; riqueza é da comunidade; fluxo de energia e ciclagem são do ecossistema. Dado de um nível não responde pergunta de outro.
• Protocolo do item: o que foi incluído no conjunto; qual o lugar e a época; a razão alegada consta da definição.
• Vizinhos: cadeias e teias alimentares, pirâmides ecológicas, relações ecológicas, dinâmica populacional, Cerrado, ciclos biogeoquímicos, sucessão ecológica.