Cadeia alimentar, este termo ecológico representa o vínculo existente entre um grupo de organismos presentes em um ecossistema, os quais são regulados pela relação predador-presa. É através da cadeia alimentar, ou cadeia trófica, que é possível a transferência de energia entre os seres vivos. É a unidade fundamental da teia trófica.

Existem basicamente dois tipos de cadeia alimentar, as que começam a partir das plantas fotossintetizantes e as originadas através da matéria orgânica animal e vegetal morta. As plantas são consumidas por animais herbívoros enquanto que a matéria orgânica morta é consumida pelos animais detritívoros. A cadeia alimentar é constituída pelos seguintes níveis:

Detritívoro

Em biologia chamam-se detritívoros, saprófagos ou necrófagos os animais que se alimentam de restos orgânicos, reciclando-os e retornando-os à cadeia alimentar para serem reaproveitados pelos demais organismos vivos.

PRODUTORES - São os organismos capazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias terrestres e aquáticas.

CONSUMIDORES PRIMÁRIOS - São os animais que se alimentam dos produtores, ou seja, são as espécies herbívoras. Milhares de espécies presentes em terra ou na água, se adaptaram para consumir vegetais, sem dúvida a maior fonte de alimento do planeta. Os consumidores primários podem ser desde microscópicas larvas planctônicas, ou invertebrados bentônicos (de fundo) pastadores, até grandes mamíferos terrestres como a girafa e o elefante.

CONSUMIDORES SECUNDÁRIOS - São os animais que se alimentam dos herbívoros, a primeira categoria de animais carnívoros.

CONSUMIDORES TERCIÁRIOS - São os grandes predadores como os tubarões, orcas e leões, os quais capturam grandes presas, sendo considerados os predadores de de cadeia. Tem como característica, normalmente, o grande tamanho e menores densidades populacionais.

DECOMPOSITORES OU BIOREDUTORES - São os organismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, transformando-a em nutrientes minerais que se tornam novamente disponíveis no ambiente. Os decompositores, representados pelas bactérias e fungos, são o último elo da cadeia trófica, fechando o ciclo. A seqüência de organismos relacionados pela predação constitui uma cadeia alimentar, cuja estrutura é simples, unidirecional e não ramificada.

A transferência do alimento (energia) de nível para nível trófico a partir dos produtores faz-se através de cadeias alimentares, cuja complexidade é variável. Na maioria das comunidades, cada consumidor utiliza como alimento seres vivos de vários níveis tróficos. Daí resulta que na Natureza não há cadeias alimentares isoladas. Apresentam sempre vários pontos de cruzamento, formando redes ou teias alimentares, geralmente de elevada complexidade.

Produtores, consumidores, decompositores ou microconsumidores são componentes bióticos que integram um ecossistema.

 De modo geral, podemos afirmar que nos ecossistemas, os organismos cujo alimento é obtido a partir das plantas, através de um número de passagens, pertencem ao mesmo nível trófico.

Os níveis tróficos são os mesmos nos diversos ecossistemas, apesar de se observarem variações quanto a seus componentes.

Os seres vivos precisam de uma fonte de energia potencial para executar a tarefa de viver: a energia química existente nos compostos orgânicos.

A partir dos açúcares produzidos na fotossíntese, o vegetal sintetiza outras substâncias orgânicas que fazem parte da sua estrutura, como proteínas e lipídios. Os vegetais, sendo capazes de sintetizar compostos orgânicos, não precisam "comer". A energia que utilizam nessa síntese não é perdida, pis fica armazenada na forma de energia química, conclui-se que, quando a planta produz compostos orgânicos, armazena e condensa energia.

Os animais não são capazes de utilizar diretamente a energia proveniente do Sol. Sendo heterótrofos, vêem-se obrigados a utilizar os compostos orgânicos produzidos pelos vegetais, assim, ao se alimentarem de vegetais ou de outros animais, na verdade estão ingerindo energia química condensada nas ligações dos compostos orgânicos.

Uma vez no organismo, os compostos orgânicos chegam às células, onde são degradados; nessa ocasião liberam energia, que é, então, utilizada para realizar trabalho.

O processo da liberação de energia a partir de compostos orgânicos é denominado respiração.

As cadeias alimentares são linhas de transferência de energia dos produtores em direção aos consumidores e aos decompositores, no qual, podemos ressaltar:

Em cada transferência de energia de um organismo para outro ou de um nível tróficos para outro, uma grande parte de energia é transformada em calor, portanto, a quantidade de energia disponível diminui à medida que é transferida de um nível a outro.

A partir dessa afirmação, conclui-se que quanto mais curta é a cadeia alimentar, ou quanto mais próxima estiver do organismo do início da cadeias, maior será a energia disponível.

Pode-se dizer que é possível a sobrevivência de um maior número de seres, a partir dos produtos de uma determinada área, desde que funcionem como consumidores primários em vez de secundários.

Alguns ecologistas consideram que cada elo da cadeia alimentar recebe aproximadamente 10% da energia que o elo anterior recebeu.

É importante observar que a energia, uma vez utilizada por um organismo em seus processos vitais, não é reaproveitada. Assim, a energia gasta não retorna aos produtores para ser novamente utilizada; isso permite dizer que a energia possui um fluxo unidirecional.

O mesmo não ocorre com a matéria. Esta, ao contrário, tem um comportamento cíclico, voltando aos produtores e sendo reaproveitada. Portanto, a matéria circula de forma cíclica.

Importante:

o        A energia é unidirecional

o        A matéria é cíclica

Qualidade de Energia

Como já foi visto anteriormente, energia define-se como capacidade de realizar trabalho, evidentemente que obedecendo as leis termodinâmicas

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Além da quantidade, a energia tem qualidade. Quantidades iguais de formas diferentes de energia são variáveis em seu potencial de trabalho, ou seja, a qualidade está diretamente relacionada à menor quantidade gasta no menor espaço de tempo empregado (e.g. potencial de trabalho do petróleo é maior que o potencial da energia solar).
Veja o quadro abaixo:

 

Quanto mais se degrada a quantidade utilizada, mais se eleva a qualidade; quando gasta-se muito para produzir pouco em muito tempo tem-se baixa qualidade; ao contrário, quando gasta-se pouco para produzir muito em pouco tempo tem-se alta qualidade.

Importância de se conhecer as cadeias alimentares.
 

Deve-se perguntar qual a importância de se conhecer uma cadeia alimentar. Com a praticidade com a qual estamos lidando com a natureza e a tecnologia que sempre e cada vez mais "de ponta", as pessoas tendem cada vez mais a lidar com a natureza de forma mecanicista. Existe, porém uma grande importância em se conhecer as cadeias ecológicas. Basicamente, a observação nos leva a entender toda a seqüência de alimentação dos animais que ali vivem.

Podemos também examinar o conteúdo estomacal de animais e assim percebermos essa seqüência. A importância disto está baseada no uso natural de animais ou plantas que possam controlar ou equilibrar no ecossistema de forma a evitar o uso de pesticidas e quaisquer outras formas artificiais que possam desequilibrar em longo prazo o ambiente, ou ainda, provocar sérias reações nos animais e até os seres humanos que ali habitam.
 

Controle biológico
 

As medidas naturais utilizadas para o controle de pragas e restabelecimento para de ecossistemas são chamados controles biológicos. Podemos citar como exemplo de controle biológico:

• - peixes no controle da esquistossomose

• - peixes no controle de larvas de Aedes aegypti 

• - besouros o controle da mosca do chifre

• - bactérias e vírus no controle de pragas e insetos

Todas essas medidas são viáveis economicamente e tecnicamente. E quando tomadas podem, de forma muito mais barata, controlar um grande número de pragas que são na verdade desequilíbrios de ecossistemas.
 

Níveis Tróficos
 

O conjunto de indivíduos que se nutre no mesmo patamar alimentar, ou seja, alimentam se basicamente dos mesmos nutrientes estão colocados em um mesmo nível trófico.

• Os produtores estão colocados no 1º nível trófico

• Os consumidores primários, aqueles que se alimentam dos produtores, são herbívoros e constituem o 2º nível trófico.

• Os consumidores secundários compõem o 3º nível trófico, sendo os carnívoros

Após esses existe o 4º nível trófico e assim por diante.
Os decompositores ocupam sempre o último nível da transferência de energia formando um grupo especial que degrada tanto produtores quanto consumidores.

Princípio de Gauss (ou princípio da exclusão competitiva):

O Princípio de Gauss diz respeito ao processo de competição inter específica que acontece quando duas espécies diferentes habitam um mesmo ambiente. Assim duas espécies não podem ocupar um mesmo nicho por muito tempo, uma delas irá sempre prevalecer, pois é mais adaptada àquele habitat. É também conhecido como princípio da exclusão competitiva.

Metabolismo e Tamanho de Indivíduos

A biomassa existente é o peso seco total, ou conteúdo calórico total dos organismos presentes em um determinado momento/local. A biomassa depende do tamanho dos indivíduos: quanto menos o organismo, maior seu metabolismo por grama (ou caloria) de biomassa. Algas, bactérias e protozoários podem ter taxa de metabolismo por grama (calorias) maior que a de grandes organismos (e.g. árvores e vertebrados). Isto aplica-se, tanto à fotossíntese, quanto à respiração.