ENEM Ecologia: entenda a tolerância aos fatores abióticos e a Lei de Shelford

Você sabia que a temperatura, luz e salinidade do ambiente podem determinar se uma espécie sobrevive ou desaparece de uma região? Neste conteúdo teórico de Ecologia para o ENEM, você vai aprender tudo sobre tolerância aos fatores abióticos, zona ótima, zona de estresse, Lei de Shelford e a diferença entre espécies euriécias e estenoécias. Um tema clássico que cai direto nas provas de Biologia.

Os fatores abióticos — como temperatura, luminosidade, salinidade, pH, disponibilidade de água e pressão hidrostática — exercem grande influência sobre o metabolismo e a fisiologia dos seres vivos. Por afetarem diretamente o funcionamento dos organismos, esses fatores também são determinantes na distribuição geográfica das espécies, sejam elas animais, vegetais ou microrganismos.

Cada espécie apresenta, para cada fator abiótico, uma faixa de valores compatíveis com sua sobrevivência e com seus processos fisiológicos. Quando a intensidade de um desses fatores ultrapassa os limites toleráveis, a espécie não consegue se manter no ambiente, e seus representantes deixam de ocorrer naquela região. Por isso, o conhecimento da fisiologia dos organismos e das características físicas e químicas do ambiente permite prever sua distribuição geográfica, com base nas condições ambientais que conseguem suportar.

Em 1913, o ecologista Victor Ernest Shelford propôs a chamada Lei da Tolerância, também conhecida como Lei de Shelford, ao estudar como os fatores físicos e químicos do ambiente influenciam a distribuição das espécies. Essa lei afirma que cada espécie apresenta uma faixa de tolerância para cada fator ambiental, limitada por um valor mínimo e um valor máximo, dentro dos quais ela consegue sobreviver. Fora desses limites, a espécie não é capaz de manter suas funções vitais e, por isso, deixa de ocorrer no ambiente.

Para ilustrar a Lei da Tolerância, podemos analisar um gráfico que mostra a abundância de uma espécie de borboleta em função da temperatura do ambiente. Esse gráfico revela como a presença e a quantidade de indivíduos estão diretamente relacionadas à variação de um fator abiótico específico, neste caso, a temperatura. A distribuição da população ao longo do eixo de temperaturas ajuda a identificar os limites de tolerância, bem como as zonas de maior ou menor sucesso fisiológico e reprodutivo da espécie.

A temperatura é um fator abiótico que influencia diretamente o metabolismo dos organismos, pois afeta a atividade das enzimas — proteínas responsáveis por acelerar as reações químicas dentro das células. Quando a temperatura cai abaixo de um certo ponto, a energia cinética das enzimas e dos substratos também diminui. Isso prejudica a interação entre eles, limitando a velocidade das reações metabólicas. Com as enzimas pouco ativas, o organismo não consegue manter suas funções vitais. No gráfico, essa situação corresponde à zona de intolerância àesquerda, onde a temperatura está abaixo do limite inferior de tolerância. Nessa faixa, a espécie de borboleta não sobrevive, e, por isso, não é encontrada nesse ambiente.

Assim como temperaturas muito baixas comprometem o metabolismo, temperaturas elevadas também afetam negativamente a atividade das enzimas. Quando uma enzima é exposta a um calor excessivo, sua estrutura tridimensional se desnatura, ou seja, perde sua forma original. Sem essa forma específica, a enzima não consegue se ligar ao substrato, impedindo a realização das reações químicas essenciais à vida. Isso compromete as funções metabólicas do organismo e pode levar à sua morte. No gráfico, essa condição está representada pela zona de intolerância à direita, onde a temperatura ultrapassa o limite superior de tolerância. Nessas condições, a borboleta não sobrevive e está ausente da região.

Tanto as temperaturas abaixo do limite inferior quanto aquelas acima do limite superior de tolerância compõem as chamadas zonas de intolerância. Nessas faixas extremas, a espécie não sobrevive, pois seus processos metabólicos e fisiológicos são severamente comprometidos. Como resultado, a borboleta está ausente nessas regiões, conforme ilustrado nas áreas mais à esquerda e à direita do gráfico.

Além das zonas de intolerância, o gráfico apresenta duas regiões intermediárias importantes: a zona de ótimo e a zona de estresse fisiológico. A zona de ótimo corresponde à faixa de temperatura na qual os processos metabólicos ocorrem de forma mais eficiente, garantindo à espécie maior taxa de sobrevivência e reprodução. Por isso, nessa faixa, a população de borboletas é abundante, como indicado pelo maior número de indivíduos representados no gráfico. Essa região ocupa o centro da curva, onde a espécie encontra as condições ideais para se desenvolver plenamente.

A zona de estresse fisiológico está localizada nas regiões próximas aos limites inferior e superior de tolerância. Nessa faixa, a sobrevivência da espécie ainda é possível, mas as condições ambientais não são ideais. Como resultado, os processos metabólicos são menos eficientes e o sucesso reprodutivo é reduzido. Por isso, a população apresenta baixo número de indivíduos, como indicado nas partes laterais da curva, logo antes das zonas de intolerância.

O gráfico também representa a amplitude de tolerância da espécie de borboleta em relação à temperatura. Esse conceito se refere ao intervalo de valores do fator abiótico dentro do qual a espécie consegue sobreviver. No exemplo da borboleta, essa faixa vai desde o limite inferior de tolerância até o limite superior, abrangendo as zonas de estresse fisiológico e a zona ótima. Fora desse intervalo, a sobrevivência não é possível.

A forma como uma espécie responde aos fatores abióticos, como ilustrado no exemplo das borboletas, é parte essencial da definição de seu nicho ecológico. O nicho não se resume apenas às funções que a espécie desempenha no ecossistema, como alimentação, predação ou reprodução. Ele também inclui as condições ambientais necessárias para sua sobrevivência, como temperatura, umidade, pH e outros fatores físicos e químicos. Portanto, conhecer os limites de tolerância da espécie é fundamental para entender onde e como ela pode existir na natureza.

De maneira geral, as espécies podem ser classificadas com base em sua amplitude de tolerância a determinados fatores abióticos. Quando uma espécie consegue sobreviver sob uma ampla variação de um fator, ela é chamada de euriécia — termo derivado do grego eury, que significa “amplo”. Já as espécies que toleram apenas uma faixa restrita de variação são chamadas de estenoécias, do grego steno, que significa “estreito”. Esse raciocínio pode ser aplicado a diferentes fatores. Por exemplo, organismos que suportam uma ampla faixa de temperatura são ditos euritérmicos, enquanto aqueles sensíveis a variações térmicas são estenotérmicos. O mesmo se aplica à água (euri-hídricos e esteno-hídricos) e à salinidade (eurialinos e estenoalinos).

Espécies com ampla tolerância a vários fatores abióticos — ou seja, euriécias — costumam apresentar uma distribuição geográfica mais ampla, pois conseguem sobreviver em diferentes condições ambientais. Em contraste, espécies estenoécias, com tolerância limitada, tendem a ocupar áreas restritas, onde os fatores permanecem dentro de uma faixa estreita e específica.

É importante destacar que uma espécie pode ser euriécia em relação a um fator, como a temperatura, e ao mesmo tempo estenoécia em relação a outro, como a salinidade. Portanto, a distribuição de uma espécie depende da combinação dos fatores aos quais ela é capaz de se adaptar.

FAQ (PERGUNTAS FREQUENTES)

❓ O que são fatores abióticos?

São elementos não vivos do ambiente, como temperatura, luz, água, salinidade e pH, que influenciam a sobrevivência e distribuição dos organismos.

❓ O que é a Lei de Shelford?

É o princípio ecológico que afirma que cada espécie possui uma faixa de tolerância para cada fator abiótico, entre um limite mínimo e um máximo.

❓ O que significa zona ótima e zona de estresse?

Zona ótima é o intervalo ideal para o funcionamento do organismo. Zona de estresse é quando há sobrevivência com dificuldade. Fora disso, há intolerância e morte.

❓ O que são espécies euriécias e estenoécias?

Euriécias toleram ampla variação de fatores abióticos e têm ampla distribuição. Estenoécias toleram variação restrita e têm distribuição limitada.