Biologia do ensino fundamental · Grades 1–9
48O oxigênio na água
O riacho de montanha e a lagoa de verão são os dois “água” — e, mesmo assim, a truta que dispara num deles ficaria ofegante no outro, e a carpa que prospera na lagoa acharia o riacho vazio de alimento. A diferença entre as duas águas é, em boa parte, um número invisível: quanto oxigênio está dissolvido nelas. Este capítulo aprende a ler, medir e prever esse número — e, com ele, o mapa da vida aquática.
48.1 O oxigênio dissolvido, um estoque escasso
Definição 48.1 (Oxigênio dissolvido)
A água guarda oxigênio do jeito que o chá doce guarda açúcar — invisivelmente, dissolvido. A quantidade é minúscula: um litro de água bem arejada carrega uns de oxigênio, umas trinta vezes menos que um litro de ar. Cada brânquia e cada respirador subaquático do Capítulo 47 depende desse único estoque magro (Proposição 46.8).
Proposição 48.2 (O que enche o estoque)
Dois fornecedores reabastecem o oxigênio de uma água:
- o ar de cima: o oxigênio se dissolve na superfície — mais rápido onde a água é agitada, respingada e espumada (corredeiras, cachoeiras, ondas, chuva);
- as produtoras de baixo: de dia, as plantas aquáticas e as células verdes sozinhas liberam oxigênio na água enquanto fabricam (Observação 40.5).
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Proposição 48.3 (O que esvazia o estoque, e quanto ele comporta)
O estoque é esvaziado por todo respirador — os animais, as plantas à noite e, acima de tudo, os decompositores quando há muita matéria morta para comer (o oitavo pote do Problema 46.1). E o teto se move: a água fria comporta bem mais oxigênio dissolvido que a quente — um riacho a carrega metade a mais que uma lagoa a . O calor é um aperto duplo: menos oxigênio comportado, enquanto todo ronco de motor (Exemplo 46.7) acelera.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 48.4 (Riacho contra lagoa)
Agora as duas águas se leem como balanços. O riacho de montanha: frio (teto alto), batido em espuma branca em cada pedra (reabastecimento rápido) — oxigênio perto do teto o ano inteiro. A lagoa de verão: quente (teto baixo), parada (reabastecimento lento), rica em lama e matéria morta (decompositores famintos) — oxigênio raspando o chão, pior nas primeiras horas antes do amanhecer, quando as plantas passaram a noite inteira respirando sem nenhuma fabricação diurna para compensar.
Exemplo 48.5 (Lendo a curva da lagoa)
A onda diária da lagoa é a Observação 40.5 desenhada como dados: o nascer do sol inicia a fabricação das produtoras e a curva sobe; o fim da tarde a leva ao pico; a noite deixa todo respirador tirando do estoque sem outro fornecedor além da superfície parada — a curva escorrega até o mínimo do amanhecer. As mortandades de peixes em lagoas tomadas de vegetação acontecem ao amanhecer, e agora você sabe por quê.
48.2 O mapa dos moradores
Proposição 48.6 (O oxigênio desenha o mapa)
Como as espécies diferem nas necessidades de oxigênio, o número do oxigênio dissolvido mapeia os moradores (Proposição 37.6, debaixo d’água):
- as espécies exigentes — truta, larvas de efêmera com os tufos branquiais agitados (Problema 47.1) — só vivem em água fria, batida e rica em oxigênio;
- as espécies tolerantes — carpa, muitos caramujos de lagoa, larvas de cauda de rato com tubinhos até a superfície — se viram em água quente, parada e mais pobre;
- então o censo se lê de trás para a frente: encontre larvas de efêmera debaixo das pedras e a água é boa; encontre só respiradores de tubinho e engolidores de ar, e ela é ruim.
Quem fiscaliza rios recenseia a vida pequena exatamente por isso: os moradores são um registro dos piores dias recentes da água, que uma única leitura de sonda pode não pegar.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 48.7 (A história do resíduo orgânico)
O esgoto sem tratamento de um vilarejo — rico em matéria orgânica — chega a um riacho limpo. Abaixo do cano, os decompositores se banqueteiam e se multiplicam (Definição 42.3), e a respiração em massa deles esvazia o oxigênio: a truta e as larvas de efêmera somem, os tolerantes respiradores de tubinho tomam conta e, mais para baixo ainda — com o resíduo consumido e a água reoxigenada nas corredeiras — as espécies exigentes voltam. A poluição foi matéria orgânica; o assassino foi a fome de oxigênio; o mapa registrou tudo.
Método 48.8 (Julgar uma água)
Para julgar um riacho ou uma lagoa:
- meça ou estime os fornecedores: temperatura, agitação, crescimento verde;
- pese os ralos: lama e matéria morta, superpopulação, qualquer entrada de resíduo orgânico;
- recenseie a vida pequena debaixo das pedras e no meio das plantas — há espécies exigentes presentes, ou só tolerantes?
- se amostrar numa única hora, lembre a curva da lagoa: uma boa leitura de tarde pode esconder um amanhecer letal.
48.3 Exercícios
Exercício 48.1 ★
Mais ou menos quanto oxigênio um litro de água bem arejada guarda, e como isso se compara com o ar?
Solução
Solução de Exercício 48.1.
Cerca de por litro — mais ou menos trinta vezes menos do que um litro de ar carrega.
Exercício 48.2 ★
Diga os dois fornecedores de oxigênio de uma água e a condição em que cada um fornece mais rápido.
Exercício 48.3 ★
Diga três ralos do estoque. Qual deles fica enorme quando a matéria morta é abundante?
Solução
Solução de Exercício 48.3.
A respiração dos animais, a respiração das próprias plantas à noite e a dos decompositores — que fica enorme quando a matéria morta é abundante.
Exercício 48.4 ★
Enuncie o aperto duplo do calor sobre quem respira na água.
Solução
Solução de Exercício 48.4.
A água quente comporta menos oxigênio dissolvido (o teto cai) enquanto o motor de todo respirador acelera (a demanda sobe): menos oferta, mais necessidade, ao mesmo tempo.
Exercício 48.5 ★
Por que a curva de oxigênio da lagoa tem pico no fim da tarde e fundo ao amanhecer?
Solução
Solução de Exercício 48.5.
De dia, a fabricação das produtoras acrescenta oxigênio mais rápido do que a respiração esvazia — a curva sobe até um pico no fim da tarde. A noite inteira, todo respirador tira do estoque sem fabricação nenhuma — a curva escorrega até o ponto mais baixo, logo antes do nascer do sol.
Exercício 48.6 ★
Que dois achados de censo marcam uma água rica em oxigênio, e quais marcam uma água pobre?
Solução
Solução de Exercício 48.6.
Rica: truta (ou alevinos de truta) e larvas de efêmera debaixo das pedras. Pobre: só espécies tolerantes — carpa, caramujos de lagoa e larvas com tubinho que buscam ar na superfície.
Exercício 48.7 ★★
Explique a mortandade de peixes ao amanhecer do Exemplo 48.5 para o dono de uma lagoa — e proponha um remédio a partir de cada fornecedor da Proposição 48.2.
Solução
Solução de Exercício 48.7.
A respiração da noite — peixes, plantas e decompositores da lama juntos — esvazia a lagoa até o mínimo dela logo antes do nascer do sol, e é por isso que lagoas sobrecarregadas sufocam os peixes ao amanhecer. Remédios: pelo fornecedor 1, agitar a superfície — ligar uma fonte ou uma cascata durante a noite; pelo fornecedor 2, reduzir o excesso de vegetação e de lama, para a respiração noturna encolher (e para a produção da luz do dia chegar à água, e não só ao tapete da superfície).
Exercício 48.8 ★★
Reconte o Exemplo 48.7 como uma cadeia: entra o resíduo, e então o quê, e então o quê — e por que o riacho se cura mais abaixo?
Solução
Solução de Exercício 48.8.
Entra o resíduo — os decompositores se banqueteiam e se multiplicam — a respiração em massa deles esvazia o oxigênio — as espécies exigentes somem e as tolerantes tomam conta. Mais abaixo, o resíduo é finalmente consumido, as corredeiras reoxigenam a água e as espécies exigentes voltam: o ralo fechado, os fornecedores em dia.
Exercício 48.9 ★★
Por que quem fiscaliza rios confia mais no censo da vida pequena do que numa única leitura de sonda? Use a ideia dos “piores dias recentes”.
Solução
Solução de Exercício 48.9.
Uma sonda registra um instante; os moradores registram a história. Uma espécie exigente só vive numa estação se a água tiver continuado boa durante toda a permanência dela — inclusive nos amanheceres e nas semanas ruins que visita nenhuma pega. O censo é o mínimo de uma estação do ano, escrito em animais.
Exercício 48.10 ★★
Uma lagoa de quintal fica verde como sopa de ervilha e depois enfrenta uma semana quente e sem vento. Trace o perigo com as duas proposições — e diga quando o dono deve ligar a fonte com mais força.
Solução
Solução de Exercício 48.10.
O verde de sopa de ervilha é uma população enorme de células verdes sozinhas: de dia elas produzem, mas toda noite quente a sopa inteira respira — e a semana quente e parada baixa o teto e para o reabastecimento da superfície. O mínimo do amanhecer caminha para zero: tempo de mortandade de peixes. Ligue a fonte com mais força durante a noite e a madrugada — a luz do dia se vira sozinha.
Exercício 48.11 ★★
Os criadouros de truta são construídos em rios frios, com açudes e canais de água respingando, e nunca em lagos quentes e parados. Justifique cada parte da frase.
Solução
Solução de Exercício 48.11.
As trutas são espécies exigentes: os rios frios têm o teto alto de que elas precisam; os açudes e os canais com água respingando mantêm o reabastecimento constante contra o ralo dos peixes amontoados. Um lago quente e parado falha no teto e no reabastecimento ao mesmo tempo — terra de carpa, e não de truta.
Exercício 48.12 ★★★
“Na água, o oxigênio é a moeda; a temperatura determina a quantidade de dinheiro em circulação; os decompositores são os maiores gastadores.” Traduza cada parte para as afirmações diretas deste capítulo, citando uma proposição ou um exemplo para cada.
Solução
Solução de Exercício 48.12.
Moeda: todo respirador subaquático depende do único estoque dissolvido — quem prospera onde tem preço em oxigênio (Proposição 48.6). Dinheiro em circulação: a temperatura determina quanto a água consegue comportar — o frio levanta o teto, o calor o baixa (Proposição 48.3). Maiores gastadores: com matéria morta disponível, a respiração em massa dos decompositores esvazia mais que a de todo mundo — a lição do cano do laticínio (Exemplo 48.7).
48.4 Problema: O anuário da fiscal
Problema 48.1
Problema de fim de semana — um rio, quatro estações, um ano de leituras
Uma fiscal de rio mantém um anuário para quatro estações: K1, uma corredeira fria abaixo de um açude; K2, um trecho lento e quente que atravessa pastagens; K3, logo abaixo do cano de resíduos de um laticínio; K4, dois quilômetros mais abaixo, depois de uma longa corredeira de pedras. Cada estação recebe leituras de sonda e um censo da vida pequena.
Parte I — Lendo as estações.
- K1 marca a ; K2 marca a . Atribua a diferença aos fornecedores e aos tetos certos.
- Censo de K1: alevinos de truta, larvas de efêmera. Censo de K2: carpas, caramujos de lagoa, larvas de cauda de rato. Interprete os dois com a Proposição 48.6.
- K3 marca , embora a água não esteja mais quente que a de K2. Diga o ralo e os trabalhadores por trás dele.
- K4 marca e o censo dela mostra larvas de efêmera de novo. Explique a recuperação com os dois fornecedores e com o destino do resíduo.
Parte II — Os ritmos do ano.
- As leituras de amanhecer de K2 em agosto caem a , enquanto as leituras de tarde chegam a . Desenhe ou descreva a curva diária dela e diga os dois processos que trocam de lugar.
- As leituras de janeiro em K2 são mais estáveis e mais altas que as de agosto, embora o trecho de pastagem continue tão parado quanto sempre. Dê os dois motivos de inverno.
- Uma quinzena quente e sem vento está prevista. Ponha as quatro estações em ordem de risco de mortandade de peixes, com um motivo para cada.
- A fiscal marca as visitas de sonda de agosto para logo antes do nascer do sol. Defenda esse horário.
Parte III — Vereditos e remédios.
- O laticínio instala um tratamento que remove quase toda a matéria orgânica do efluente dele. Preveja a sonda e o censo de K3 um ano depois, em ordem de recuperação.
- Um proprietário propõe derrubar as árvores da margem de K2 “para deixar mais luz fabricar mais oxigênio”. Pese a proposta: o que a sombra também faz, segundo a Proposição 48.3, e o que você responderia?
- O censo encontra larvas de efêmera numa estação cuja única leitura de sonda da tarde parece medíocre. Em que testemunha você acredita sobre a estação do ano como um todo, e por quê?
- Feche o anuário com a regra de uma frase da fiscal para o rio inteiro, usando frio, agitado e sem carga (de resíduo orgânico).
Solução
Solução de Problema 48.1.
1. K1 é fria — teto alto — e batida pelo açude — reabastecimento da superfície a toda velocidade: leituras perto do teto. K2 é quente — teto baixado — e sem agitação: uma leitura modesta é tudo o que os fornecedores dela conseguem sustentar.
2. As espécies exigentes de K1 atestam oxigênio rico e constante; o elenco tolerante de K2 — carpas, caramujos, respiradores de tubinho — marca uma água que fica pobre, pelo menos nas horas ruins dela.
3. A respiração dos decompositores: o efluente rico em matéria orgânica do laticínio alimenta uma população em massa deles, e o banquete deles esvazia o estoque muito abaixo do que a temperatura sozinha explicaria.
4. Dois quilômetros de consumo gastaram o resíduo — o banquete acabou e os gastadores rarearam — enquanto a corredeira de pedras agitou o oxigênio de volta para dentro: os dois fornecedores restaurados, o ralo fechado, e o censo atesta a recuperação.
5. Uma onda diária: fundo ao amanhecer em , crista à tarde em . Quem negocia: a fabricação da luz do dia (acrescentando de dia) e a respiração de vinte e quatro horas (esvaziando sozinha a noite inteira).
6. O frio do inverno levanta o teto, então a água comporta mais; e o frio deixa lento todo respirador — peixes, plantas, decompositores da lama — então os ralos encolhem. Também mais estáveis, porque a onda diária das produtoras é menor.
7. K3 primeiro (já esvaziada, e o calor acelera os decompositores dela); K2 em segundo (teto baixo, água parada, fundos ao amanhecer); K4 em terceiro (em recuperação, mas abaixo do problema); K1 por último (fria e batida — o açude continua reabastecendo faça o tempo que fizer).
8. Antes do nascer do sol é o mínimo diário: leituras nessa hora registram o pior que a vida do rio precisa suportar. Um horário de tarde arquivaria o ano pelos melhores momentos dele.
9. A sonda se recupera em semanas — o ralo fecha assim que o alimento dos decompositores para. O censo se recupera mais devagar e em ordem: primeiro o elenco tolerante rareia, depois colonizadores que chegam à deriva e voando (a lógica do Capítulo 39, em versão animal) ressemeiam as espécies exigentes — as larvas de efêmera primeiro, vindas de montante, e as trutas por último.
10. A sombra também mantém o trecho fresco — e o frio é o teto. Derrubar as árvores acrescentaria produção pela luz, mas baixaria o teto e aceleraria todo ralo na água aquecida; num trecho lento, a perda provavelmente supera o ganho. Resposta: manter as árvores e agitar a água em vez disso.
11. No censo: as larvas de efêmera não conseguem fingir uma boa estação — elas viveram todos os amanheceres dela. A leitura medíocre da tarde é um instante, talvez um dia ruim; as larvas são o registro juramentado da estação.
12. “Mantenha o rio frio, agitado e sem carga, e o oxigênio — e tudo o que o respira — se cuida sozinho.”