Certas espécies de algas são capazes de absorver rapidamente compostos inorgânicos presentes na água, acumulando-os durante seu crescimento. Essa capacidade fez com que se pensasse em usá-las como biofiltros para a limpeza de ambientes aquáticos contaminados, removendo, por exemplo, nitrogênio e fósforo de resíduos orgânicos e metais pesados provenientes de rejeitos industriais lançados nas águas. Na técnica do cultivo integrado, animais e algas crescem de forma associada, promovendo um maior equilíbrio ecológico.
SORIANO, E. M. Filtros vivos para limpar a água. Revista Ciência Hoje. V. 37, n° 219, 2005 (adaptado).
A utilização da técnica do cultivo integrado de animais e algas representa uma proposta favorável a um ecossistema mais equilibrado porque
A) os animais eliminam metais pesados, que são usados pelas algas para a síntese de biomassa.
B) os animais fornecem excretas orgânicos nitrogenados, que são transformados em gás carbônico pelas algas.
C) as algas usam os resíduos nitrogenados liberados pelos animais e eliminam gás carbônico na fotossíntese, usado na respiração aeróbica.
D) as algas usam os resíduos nitrogenados provenientes do metabolismo dos animais e, durante a síntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente.
E) as algas aproveitam os resíduos do metabolismo dos animais e, durante a quimiossíntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente.
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Ecologia (Ciclos Biogeoquímicos, Relações Ecológicas)
- Fisiologia Vegetal/Protista (Fotossíntese)
- Fisiologia Animal (Excreção)
Tema/Objetivo Geral: Compreensão de uma interação simbiótica em um sistema de cultivo integrado, relacionando o metabolismo de animais e algas.
Nível da Questão: Médio – A questão é considerada de nível médio pois exige que o aluno conecte conhecimentos de diferentes áreas da biologia: a excreção de compostos nitrogenados por animais, a absorção de nutrientes por algas e os produtos da fotossíntese (matéria orgânica e oxigênio). É preciso analisar a “troca” que ocorre entre os dois grupos de organismos para entender o benefício mútuo.
Gabarito: D) as algas usam os resíduos nitrogenados provenientes do metabolismo dos animais e, durante a síntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente. A alternativa está correta pois descreve a relação mutualística: os animais fornecem “adubo” (excretas nitrogenadas) para as algas, e as algas, ao fazerem fotossíntese com esse adubo, “limpam” a água e liberam oxigênio, que beneficia os próprios animais.
🔎 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Transcrição Essencial
“A utilização da técnica do cultivo integrado de animais e algas representa uma proposta favorável a um ecossistema mais equilibrado porque”
O que está sendo pedido?
A questão nos pede para explicar por que a criação conjunta de animais e algas é ecologicamente benéfica. Precisamos descrever a troca de substâncias entre eles que resulta nesse equilíbrio.
Objetivo Cristalino
Nosso objetivo é identificar a relação metabólica correta entre os animais e as algas: o que um produz que o outro consome, e qual o resultado final dessa interação para o ambiente.
Pergunta de Atenção ✔
Pense em um aquário bem equilibrado. Os peixes produzem “sujeira”, e as plantas do aquário usam essa “sujeira” para crescer. O que as plantas produzem em troca que é essencial para os peixes? Essa pequena simbiose de aquário é a mesma lógica da questão!
📚 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
Explicação de termos
Para entender o cultivo integrado, precisamos conhecer o papel de cada organismo:
- Animais (em um sistema aquático):
- Metabolismo e Excreção: Animais se alimentam, respiram e excretam. Suas excretas (fezes e urina) são ricas em compostos nitrogenados (como amônia, ureia) e fosfatados. Esses compostos, em excesso, poluem a água e podem causar eutrofização.
- Respiração: Consomem oxigênio (O₂) e liberam gás carbônico (CO₂).
- Algas (Organismos Fotossintetizantes):
- Nutrição: São seres autotróficos, ou seja, produzem o próprio alimento. Para isso, precisam de nutrientes inorgânicos que absorvem da água. Os principais são os compostos de nitrogênio e fósforo (os mesmos que os animais excretam).
- Fotossíntese: É o processo pelo qual as algas usam a luz solar para transformar gás carbônico e água em matéria orgânica (açúcares, sua “comida”) e liberam oxigênio (O₂) como subproduto.
- Equação simplificada: CO₂ + H₂O + Luz → Matéria Orgânica + O₂
- Cultivo Integrado (a “Parceria”):
- Explicação: É um sistema onde os resíduos de uma espécie se tornam o recurso para outra.
- A Troca:
- Os animais produzem resíduos nitrogenados (o “adubo”).
- As algas consomem esses resíduos para crescer, “limpando” a água.
- Ao fazer fotossíntese, as algas liberam oxigênio, que é essencial para a respiração dos animais.
- Resultado: É uma relação de mutualismo, onde ambos se beneficiam, criando um sistema mais autossustentável e equilibrado.
📝 Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
Contextualização Simplificada
A questão descreve uma “parceria de negócios” entre animais aquáticos e algas.
- O que os animais oferecem? Eles oferecem “adubo grátis” (seus dejetos, ricos em nitrogênio).
- O que as algas oferecem em troca? Elas pegam esse adubo e, usando a luz do sol, fazem duas coisas: 1) Crescem, “limpando” a água dos resíduos dos animais; 2) Liberam oxigênio, deixando a água mais saudável para os animais respirarem.
A pergunta é: qual alternativa descreve corretamente essa troca vantajosa?
Estratégia Geral
A estratégia é procurar a alternativa que descreva corretamente o ciclo de matéria e energia entre os dois grupos:
- O que a alga usa que vem do animal?
- O que a alga produz que beneficia o ecossistema/animal?
A alternativa correta deve acertar ambos os pontos.
🧮 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
Passo a Passo Detalhado
Vamos analisar a interação ponto a ponto:
- Contribuição do Animal: O metabolismo animal (excreção) libera resíduos nitrogenados na água.
- Ação da Alga (Parte 1 – Consumo): As algas são capazes de absorver esses compostos inorgânicos. Portanto, as algas usam os resíduos nitrogenados dos animais como nutrientes.
- Ação da Alga (Parte 2 – Produção): As algas são organismos fotossintetizantes. Durante a fotossíntese, elas sintetizam compostos orgânicos (crescem) e, como subproduto, liberam oxigênio (O₂).
- Benefício do Ciclo: O consumo dos resíduos pelas algas limpa a água, prevenindo a poluição. A liberação de oxigênio melhora a qualidade da água para a respiração dos próprios animais. Isso cria um “ecossistema mais equilibrado”.
- Síntese da Resposta Correta: A descrição completa da parceria é: As algas usam os resíduos nitrogenados dos animais e liberam oxigênio.
Verificação Intermediária
O raciocínio descreve uma relação mutualística clássica. A troca de resíduos por oxigênio é um ciclo virtuoso que beneficia ambos os organismos e o sistema como um todo.
Possível armadilha ❓/ ✔
As outras alternativas contêm erros conceituais sutis sobre fisiologia ou ecologia.
- B e C: Ambas erram ao descrever a liberação de gás carbônico pelas algas. Algas, como as plantas, realizam respiração (liberando CO₂), mas o processo dominante durante o dia e que define seu papel ecológico é a fotossíntese, que consome CO₂ e libera O₂.
- E: Menciona a “quimiossíntese”. Este é um processo diferente da fotossíntese, realizado por algumas bactérias em ambientes sem luz, usando energia de reações químicas. Algas realizam fotossíntese.
Fechamento e expectativa
Concluímos que a relação correta envolve as algas consumindo nitrogênio e liberando oxigênio. Vamos procurar a alternativa que descreve isso.
✅ Passo 5: Análise das Alternativas
Listagem das Alternativas
A) os animais eliminam metais pesados, que são usados pelas algas para a síntese de biomassa.
B) os animais fornecem excretas orgânicos nitrogenados, que são transformados em gás carbônico pelas algas.
C) as algas usam os resíduos nitrogenados liberados pelos animais e eliminam gás carbônico na fotossíntese, usado na respiração aeróbica.
D) as algas usam os resíduos nitrogenados provenientes do metabolismo dos animais e, durante a síntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente.
E) as algas aproveitam os resíduos do metabolismo dos animais e, durante a quimiossíntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente.
Justificativa Individual
- 🔴 A) …eliminam metais pesados…: Incorreta. Animais não eliminam metais pesados como um produto metabólico normal. Metais pesados são poluentes que se bioacumulam. O texto diz que as algas podem remover metais pesados, mas que eles vêm de “rejeitos industriais”, não dos animais do cultivo.
- 🔴 B) …transformados em gás carbônico pelas algas: Incorreta. Algas usam nitrogênio para sintetizar proteínas e ácidos nucleicos, não para transformá-lo em CO₂. Elas consomem CO₂.
- 🔴 C) …eliminam gás carbônico na fotossíntese…: Incorreta. A fotossíntese libera oxigênio, não gás carbônico. Este é um erro conceitual básico.
- 🟢 D) …algas usam os resíduos nitrogenados… e… liberam oxigênio para o ambiente: Correta. Descreve perfeitamente a relação simbiótica: as algas reciclam os resíduos nitrogenados dos animais (limpando a água) e, através da fotossíntese, produzem oxigênio (essencial para a vida aquática).
- 🔴 E) …durante a quimiossíntese…: Incorreta. Algas são organismos fotossintetizantes, não quimiossintetizantes.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio
O cultivo integrado de animais e algas promove um equilíbrio ecológico através de uma relação de benefício mútuo. Os animais excretam compostos nitrogenados, que servem de nutrientes para as algas. As algas, por sua vez, utilizam esses nutrientes em seu processo de fotossíntese, limpando a água e liberando oxigênio, que é vital para os animais.
Gabarito Reafirmado
A alternativa correta é a D) as algas usam os resíduos nitrogenados provenientes do metabolismo dos animais e, durante a síntese de compostos orgânicos, liberam oxigênio para o ambiente.
Resumo Final para Revisão 🔍
Para fixar, pense no ciclo: Animal → (respira O₂, libera resíduo N) → Alga → (consome resíduo N, libera O₂) → Animal. É um ciclo fechado e virtuoso onde o “lixo” de um é o “tesouro” do outro.
