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Equilíbrio dinâmico

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de equilíbrio dinâmico

Um sistema em equilíbrio dinâmico terá pequenas alterações que somam juntas para produzir alterações líquidas. Muitos sistemas biológicos estão em equilíbrio dinâmico, desde a água dentro de uma célula, até o equilíbrio dinâmico experimentado por populações de predadores e presas. O equilíbrio dinâmico é diferente de um equilíbrio estático, no qual as partes não se movem quando atingem o equilíbrio.

O equilíbrio dinâmico tem significados diferentes em cada sub-disciplina científica, como bioquímica ou ecologia. Na química, o equilíbrio de uma reação é o ponto em que os produtos e reagentes têm a menor energia livre. O equilíbrio dinâmico, por outro lado, é o ponto em que os produtos estão sendo gerados tão rápido quanto estão desmoronando. Isso pode não ser o mesmo que o equilíbrio químico, pois as enzimas forçam muitas reações a superar seus equilíbrios naturais, tornando os produtos mais rapidamente do que se separam. Devido a isso, o químico geralmente se refere ao equilíbrio dinâmico como um estado estacionário dinâmico, para diferenciar claramente os dois pontos em uma reação.

Ecologistas e biólogos populacionais geralmente se referem ao equilíbrio dinâmico ao falar sobre populações de organismos. Ao estudar o número de organismos em uma população ao longo do tempo, muitos fatores afetam o crescimento de uma população. Muitas vezes, as populações passam por períodos de boom e busto. Recursos amplos causam altas taxas de reprodução em todos os animais, levando a uma população muito mais alta. Quando os recursos são distribuídos entre esse número mais alto, não há recursos suficientes para se aproximar. Assim, a população desaparece. O ecologista vê esses ciclos como um equilíbrio dinâmico em que a população está presa, nunca realmente ganhando ou perdendo um grande número de indivíduos.

Exemplos de equilíbrio dinâmico

Glicose em um organismo

Ao longo de toda a sua vida, os níveis de glicose em seu corpo permanecem relativamente os mesmos. Ao longo de um dia, no entanto, seu corpo usa enormes quantidades de glicose e deve substituí -la. Cada célula em seu corpo requer glicose para funcionar. À medida que as células usam essa glicose, o fígado e seu sistema digestivo funcionam rapidamente para substituí -la. A glicose dos alimentos que você come é movida do estômago e do intestino para a corrente sanguínea. O fígado armazena glicose como glicogênio e deve quebrar essa grande molécula para liberar glicose no sangue. No seu corpo, a glicose está em equilíbrio dinâmico. Embora a glicose tenha períodos de alta e baixa concentração, é relativamente estável. Se os níveis de glicose em seu corpo cairem do equilíbrio dinâmico, ou você não puder substituir a glicose que usa, você acabaria morrendo.

Dinâmica predadora-presa

Os ecologistas geralmente estudam as relações entre várias espécies e seus efeitos um no outro. Uma relação na natureza que geralmente mostra o equilíbrio dinâmico é a dinâmica predatória presa. Imagine uma reserva natural que contém apenas coelhos e lobos. À medida que a população de coelhos aumenta, fornece mais alimentos para a população de lobos. Isso coloca ambas as populações em equilíbrio dinâmico. Os lobos, colhendo os benefícios do aumento da população de coelhos, também começam a reproduzir mais. Após um período de tempo, a população de lobos também começa a aumentar drasticamente. À medida que mais lobos nascem e comem os coelhos, suas populações acabam nivelando. Os lobos, ainda se reproduzindo em níveis altos, acabam começando a diminuir a população de coelhos, que não pode acompanhar. Os coelhos diminuem e, eventualmente, os lobos são deixados sem comida suficiente para apoiar uma grande população. Esse equilíbrio dinâmico de ambas as populações é interessante porque mostra uma relação de causa e efeito direto entre diferentes espécies em um ecossistema.

Termos de biologia relacionados

  • Equilíbrio estático – quando um sistema atinge um ponto de estabilidade no qual nenhuma parte ainda está se movendo.
  • Equilíbrio – Um ponto em uma reação na qual a menor energia livre existe em ambos os lados de uma equação química.
  • Energia livre – a energia em um sistema capaz de causar uma reação.

Questionário

1. Muitas membranas celulares têm proteínas especiais conhecidas como aquaporinas que permitem que as moléculas de água passem pela membrana. Se a célula for colocada em um ambiente isotônico, qual das seguintes opções será obtida? A. Equilíbrio estático B. Equilíbrio dinâmico C. O equilíbrio não será alcançado

Resposta à pergunta nº 1

B está correto. Embora o sistema total não exiba uma mudança perceptível, as moléculas de água são constantemente trocadas através das aquaporinas. A taxa de ingestão e saída é a mesma em um ambiente isotônico, que possui a mesma concentração de soluto que o interior da célula. A célula depende desse equilíbrio dinâmico para continuar a ciclo de nutrientes celulares e oxigênio dentro e fora da célula.

2. Cenário 1: Uma caixa de bananas é equilibrada em uma escala. O peso das bananas é equivalente ao contrapeso e a escala é perfeitamente nivelada. Cenário 2: Um macaco entra e come uma banana. A escala fica fora de equilíbrio e o contrapeso toca o chão. O pesquisador adiciona uma banana à caixa, à noite a balança. O macaco come outra banana e o ciclo começa. Como você descreveria esses dois cenários? A. Equilíbrio dinâmico; Equilíbrio estático B. equilíbrio estático; Equilíbrio dinâmico C. Ambos são equilíbrio dinâmico

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. No primeiro cenário, a escala está em equilíbrio e nada está mudando. Este é o equilíbrio estático. No segundo cenário, a escala nunca é realmente em equilíbrio, mas é redefinida todas as vezes pelo pesquisador. Dessa maneira, o cenário permanece em um equilíbrio dinâmico. Embora um equilíbrio dinâmico possa ter alterações no curto prazo, a média ao longo do tempo é constante.

3. Os organismos sempre existem em equilíbrio dinâmico, nunca estáticos. Por quê? R. A energia que sustenta a vida é mantida nos laços de moléculas, que devem ser usados. B. Todas as células têm membranas, que permitem que as moléculas de água existam em equilíbrio dinâmico. C. Algumas células existem em equilíbrio estático.

Resposta à pergunta nº 3

A está correto. A glicose é a principal molécula que os organismos usam para armazenar e transferir energia. Para obter a energia da glicose e usá -la em processos como a replicação do DNA, a glicose deve ser quebrada. Outras partes do organismo devem substituir esta glicose se o processo continuar. Enquanto todas as células têm membranas, nem todas as membranas permitem que a água passe livremente. Em equilíbrio estático, nada poderia ser quebrado e nenhuma energia poderia ser liberada.

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