1. L’ECOLOGIA - blocs.xtec.catblocs.xtec.cat/marafapremiademar/files/2012/10/4.02... · BLOC IV: ECOLOGIA Tema 2: Éssers vius i entorn 27 Per tal que el sistema es mantingui estable

BLOC IV: ECOLOGIA Tema 2: Éssers vius i entorn

25

1. L’ECOLOGIA

Durant molt temps la ciència es dedicava a estudiar els éssers vius. Zoòlegs, botànics,

micòlegs, microbiòlegs i d’altres naturalistes anaven per la natura recollint organismes

que després, al laboratori, descrivien i els posaven nom. Per dir-ho d’alguna manera, els

científics estudiaven els individus, lluny del lloc on vivien. Des de fa dècades això ha

canviat, i ja no s’estudia l’individu fora de l’ambient on es desenvolupa. D’això, d’estudiar

als organismes en relació al lloc on viuen, se n’encarrega l’ecologia.

Quant penses en ecologia segur que et ve al cap la contaminació, la desforestació, la

desertització i tots els altres problemes que l’espècie humana causa al medi ambient: la

pluja àcida, l’efecte hivernacle, l’afebliment de la capa d’ozó... L’ecologia no només

s’encarrega d’estudiar com l’espècie humana interfereix en el medi ambient, sinó que a

més es preocupa d’estudiar com funciona el medi ambient.

Si ens fixem en com es desenvolupa el fenomen de la vida a la Terra, poden observar que

es tracta d’un procés dinàmic i interactiu, on els éssers vius s’han de relacionar entre si

per poder sobreviure. També cal que es relacionin amb el medi que els envolta, del qual

depenen i sobre el qual també exerceixen influència.

L’ecologia és la ciència que estudia les relacions entre els éssers vius i el lloc on viuen, és

a dir, el seu medi ambient. Aquest estudi té en compta els aspectes de matèria, energia i

organització.

I l’ecologisme? Què demanen els ecologistes? De fet

cal tenir clara la diferència entre ecologia i ecologisme.

L’ecologia és una disciplina científica que es regeix pels

mateixos principis que la resta de ciències.

L’ecologisme és una tendència ideològica i política que

propugna instaurar una forma de vida més respectuosa

amb la natura.

Si bé en els seus inicis l’ecologisme fou propugnat per

grups minoritaris, algunes de les reivindicacions

ecologistes foren adoptades pels partits tradicionals.

Entre aquestes reivindicacions trobem l’ús sostenible dels recursos naturals, el

pacifisme, el rebuig de les energies no renovables i de l’energia nuclear, la prohibició de

les substàncies agressives amb el medi ambient, etc.

Tema 2: Éssers vius i entorn BLOC IV: ECOLOGIA

26

2. ELS ECOSISTEMES

El conjunt dels organismes que ocupen un determinat hàbitat constitueixen la biocenosi,

i el medi fisicoquímic on es troben i les condicions ambientals que el determinen és el

que coneixem com a biòtop. Entre el biòtop i la biocenosi s’estableixen unes estretes

relacions d’interdependència. Aquest complex teixit de relacions entre el biòtop i la

biocenosi s’anomena ecosistema.

BIÒTOP

BIOCENOSI

ECOSISTEMA = BIÒTOP + BIOCENOSI.

Els ecosistemes poden ser molt diversos, tant en les seves dimensions com en les

característiques que els conformen. D’aquesta manera, des d’una petita bassa fins a una

selva tropical poden ser considerats com a ecosistemes. La biosfera és l'ecosistema més

ampli que abasta l'atmosfera, la hidrosfera i la part més superficial de l'escorça

terrestre; és el conjunt dels éssers vius.

NÍNXOL ECOLÒGIC.

La tasca que cada organisme duu a terme en

l’ecosistema, que depèn de les seves

característiques i les seves necessitats com a

espècie, s’anomena nínxol ecològic, i es pot

relacionar amb els seus requeriments pel que fa a

la nutrició, la reproducció, l’espai on viure i

créixer, etc.

Per exemple, si dos depredadors s’alimenten de la

mateixa presa i es veuen afectats pels mateixos

factors, diem que ocupen un mateix nínxol dins

l’ecosistema.


27

Per tal que el sistema es mantingui estable i es pugui desenvolupar, cal que hi hagi un

equilibri entre les diferents funcions o nínxols ecològics dels organismes que l’integren.

En un cas com el que s’ha comentat, on dues espècies diferents competeixen per un

mateix nínxol, una d’elles pot acabar imposant-se i eliminant l’altra; en canvi, si es dóna

un creixement excessiu d’una espècie, l’ecosistema tendeix a corregir-ho amb l’augment

de l’espècie o espècies que actuen com a predadors de l’espècie amb creixement

excessiu, o bé introduint plagues o malalties que la debilitin.

3. EL BIÒTOP

El biotop és l'ambient físic en què viu una comunitat d'organismes influït i condicionat

per una sèrie de factors ambientals.

El biòtop està format pel medi que envolta als organismes, el substrat sobre el qual

viuen o es desplacen i pels factors ambientals àbiòtics (fisicoquímics) que els afecten.

El medi és conjunt de substàncies fluides que envolten als éssers vius de

l’ecosistema. A la biosfera hi ha dos medis: el medi aeri i el medi aquàtic.

Al medi aquàtic trobem:

Nèuston: comunitat que viu associada a la pel·lícula superficial de l’aigua.

Plàncton: conjunt d’éssers vius petits que suren a la deriva prop de la superfície.

Nècton: conjunt d’animals nedadors, com ara els peixos.

Bentos: conjunt d’éssers vius que viuen sobre el fons marí o lacustre.


28

El substrat és el conjunt de substàncies o éssers vius sobre els quals es desplacen o

es fixen els organismes. Són substrats: el sòl, l’aigua, els sediments marins, el cos

d’un ésser viu, etc.

Els factors ambientals abiòtics són les variables fisicoquímiques que influeixen en

la vida dels organismes. Hi distingim diferents factors abiòtics: temperatura, llum,

humitat, pressió, salinitat, acidesa, corrents del medi, textura del sòl, etc.

4. MEDI AMBIENT I ADAPTACIONS

Un concepte molt important relacionat amb l'ecologia i l'evolució és el d'adaptació.

Podem definir adaptació com la capacitat que tenen els éssers vius per aclimatar-se i

adequar-se a les condicions del medi ambient on viuen.

FACTORS ABIÒTICS.

Els factors abiòtics són les variables fisico-químiques que influeixen en els éssers vius.

Segons els límits de tolerància (límits màxims i mínims dels factors ambientals que

poden suportar els organismes), els organismes es classifiquen en:

Eurioics: organismes que tenen el marge de tolerància molt ampli.

Estenoics: organismes que tenen el marge de tolerància molt estret.

Els principals factors abiòtics són:

la temperatura

la llum

l’aigua

la pressió

la salinitat

el pH

Temperatura

La temperatura de la superfície de la Terra varia segons l'estació, la latitud i l'altitud.

Les diferències de temperatura són més notòries al medi aeri que no pas a l'aquàtic.

En general, la vida activa és possible des de uns pocs graus sota zero fins uns 50ºC

(alguns bacteris termòfils poden viure a més de 100ºC). Alguns organismes poden

resistir àmplies diferències de temperatura, d’altres tenen un marge més estret.


29

Segons l’adaptació a la temperatura els organismes es classifiquen en:

Homeoterms o animals de sang calenta (ocells i mamífers): poden regular la seva

temperatura corporal, fet que els fa independents de la temperatura externa.

Poiquiloterms o de sang freda els animals que no poden regular la seva temperatura

corporal i, per tant, depenen de la temperatura ambiental.

Llum

L'arribada d'energia lumínica condiciona la proliferació i la distribució dels organismes

fotosintetitzadors, i determina moviments d’orientació cap a la llum anomenats

fototropismes.

La intensitat de llum que arriba als diferents medis influeix en el comportament de

molts organismes: hi ha plantes heliòfiles, que prefereixen llocs assolellats per créixer i

altres d'esciòfiles, que ho fan en zones ombrívoles.

La durada diària de la il·luminació solar, que està en relació amb la latitud, sincronitza el

ritme biològic intern de molts organismes, regulant processos com la floració, caiguda de

les fulles, etc.

La llum provoca una ordenació dels organismes en el medi aquàtic: l'aigua actua com a

filtre tot impedint que la llum penetri cap a l'interior. Això explica que la capa amb

organismes fotosintètics quedi reduïda als primers metres de profunditat, zona fòtica.

Entre 100 i 500 metres, la llum és molt escassa i de tonalitat blava i únicament pot ser

absorbida per organismes amb piments vermells. Més enllà dels 500 metres és la zona

afòtica, on la foscor és total i no es presenten organismes fotosintètics.

Els animals presenten també determinades adaptacions a la llum, la més important de les

quals és la visió. En zones molt profundes del medi marí apareixen peixos abissals amb

bioluminiscència. Relacionada amb la visió està la coloració dels animals, que pot ser:

Críptica, com la del camaleó, que confon l'animal amb el medi.


30

Aposemàtica o d'advertiment, com la coloració de les vespes o de les serps verinoses

que adverteix la seva perillositat.

Mimètica, com la d'alguns organismes inofensius els quals, per no ser atacats pels

depredadors, presenten coloracions semblants a la d’altres perillosos.

Aigua i humitat

Pel que fa a l'adaptació a medis de diferent humitat, els organismes es classifiquen en

aquàtics (adaptats a viure a l'aigua), hidròfils (que necessiten medis molt humits),

mesòfils (adaptats a una humitat moderada) i xeròfils (que viuen en medis molt secs)

Adaptacions adquirides per evitar la pèrdua d'aigua:

Per limitar l'evaporació superficial: aparició d'una cutícula impermeable, quitina o

cera, mucositats dels cargols, presència de plomes i pèl. Reducció de la superfície

foliar, en ocasions fins a desaparèixer (espines).

Per evitar la pèrdua d'aigua per respiració: les superficies respiratòries se situen a

l'interior del cos (pulmons).

Per optimitzar l’obtenció d’aigua: desenvolupament de tiges i fulles gruixudes que

emmagatzemen aigua, com en el cas dels cactus i les figueres de moro.

En el procés de reproducció: fecundació interna i desenvolupament a l'interior d'un

ou amb closca impermeable o a l'interior del cos matern.


31

Adaptacions per viure en medi aquàtic:

Desenvolupament de brànquies per respirar l’oxigen dissolt a l’aigua.

Adquisició d’una forma hidrodinàmica per poder-se desplaçar oferint la mínima

resistència a l’aigua.

Presència d’apèndixs especials, aletes, per poder desplaçar-se per l’aigua.

Presència de cavitats plenes de gas, bufeta natatòria (peixos), i expansions

plomoses (components del plancton) al cos per poder surar sense esforç.

Pressió

La pressió atmosfèrica és la força per unitat de superfície que exerceix l’aire. A

mesura que augmenta l’altitud, disminueix la pressió atmosfèrica i amb aquesta la

quantitat d’oxigen de què disposen els organismes. És per això que els animals que viuen

a gran altitud tenen unes característiques especials a la sang que els permet captar més

eficaçment l’oxigen.

La pressió hidrostàtica és la força per unitat de superfície que exerceix l’aigua. A

mesura que augmenta la fondària, augmenta la pressió que els organismes han de

suportar. A causa d’aquest fet els animals que viuen a grans profunditats solen

presentar una forma plana per suportar millor la pressió.

Salinitat

La salinitat és la quantitat de sal dissolta a l’aigua. L'aigua dolça conté 0,5 g de sals

dissoltes per litre, l'aigua marina uns 35g/l. La major part dels organismes estan

adaptats a viure en un estret marge de salinitat (estenohalins); uns pocs, com els

salmons i les anguiles han aconseguit de viure en medis amb un ampli marge de salinitat

(eurihalins), viuen en gran part de la seva vida al mar i pugen els rius per poder desovar.

Els organismes d'aigua dolça tenen la pell poc permeable i eliminen gran quantitat

d'aigua en l'orina, molt diluïda.

Els peixos marins controlen la dessecació tot incorporant gran quantitat d'aigua per via

digestiva i eliminant sals pels ronyons.

Acidesa o pH

El pH es la mesura de l’acidesa d’un medi. Així tenim medis alcalins i medis àcids. Alguns

organismes només poden viure en medis alcalins, com la carrasca (Quercus rotundifolia);

d’altres ho han de fer en medis àcids, com la surera (Quercus suber).

Normalment, les cèl·lules necessiten valor de pH al voltant de 7,4 (pròxims a la

neutralitat) i una mínima diferència de dècimes pot significar la mort.


32

1 . Intenta descriure els ecosistemes que pots trobar un dia de muntanya i platja amb el

detall de tots els factors biòtics i abiòtics que ara coneixes.

2 . Digues si les afirmacions següents són vertaderes o falses i justifica la resposta.

V F L’ecologia és la ciència encarregada d’evitar o solucionar els problemes mediambientals.

V F Ecosistema = biocenosi + biòtop + relacions que s’hi estableixen.

V F El conjunt de tots els individus d’un espècie que viu en un determinat lloc formen una

població i el conjunt de totes les poblacions d’un ecosistema formen la biocenosi.

V F El medi i el substrat de tots els animals marins és el mateix.

V F La biosfera es la zona de la Terra on es troben els éssers vius.


33

3 . Descriu el nínxol ecològic que ocupa:

Un ratolí de bosc

Un mussol

Un esquirol

Un xampinyó

4 . Pertanyen les zebres i les girafes al mateix nínxol ecològic? Per què?

5 . Pot passar que dues espècies diferents ocupin el mateix nínxol ecològic? En cas

afirmatiu, què passarà?

6 . Analitza el comportament del cocodril del Nil en el seu hàbitat natural:

“El cocodril del Nil, quan arriba la nit, se submergeix dins les aigües del riu i hi roman fins a la

matinada següent. Quan el Sol comença a escalfar, surt a la riba del riu i descansa sobre l'arena.

Una vegada recupera la seva activitat, es dedica a caçar”.

7 . Els biòlegs parlen de plantes esciòfiles i heliòfiles i els jardiners parlen de plantes

d’interior i exterior. Com creus que es relacionen tots aquests termes?


34

8 . Observa les fulles que apareixen en el dibuix. Fixa’t en les seves característiques:

1 2 3 4

1 - Fulla petita amb forma d'agulla; amb cutícula protectora (pi).

2 - Fulles amples que cauen a la tardor (auró).

3 - Fulles transformades en espines (cactus).

4 - Fulles de gran superfície que la planta conserva durant tot l'any (filidendron).

Associa les adaptacions de les fulles a les següents condicions climàtiques.

a - Pluges diàries i temperatures càlides.

b - Manca d'aigua durant tot l'any.

c - Hiverns freds i estius càlids.

d - L'aigua líquida és escassa, ja que es troba en forma de gel gran part de l'any.

Fulles 1 2 3 4

Clima

9 . Els capgrossos viuen dins de l’aigua, mentre que les granotes adultes ho fan a terra.

Quines adaptacions al medi aquàtic presenten els capgrossos i que no tenen les granotes?

10 . Els humans també imitem les adaptacions dels éssers vius. A quines adaptacions

responen aquests dibuixos? Quins animals tenen aquestes adaptacions?


35

5. LA BIOCENOSI

La biocenosi o comunitat és la part biòtica de l’ecosistema. Està integrada per les

poblacions de les diferents espècies que viuen relacionades en el mateix biòtop.

El conjunt d’individus de la mateixa espècie que viuen en un lloc determinat s’anomena

població. Els factors biòtics són les relacions que s’estableixen entre els organismes

d’una biocenosi i es poden classificar en dos grups: relacions intraespecífiques i

relacions interespecífiques.

RELACIONS INTRAESPECÍFIQUES.

Són les relacions biòtiques que s’estableixen entre els organismes de la mateixa espècie.

Segons el resultat de la relació les podem classificar com:

Beneficioses o de cooperació: amb finalitat d’ajuda mútua per aconseguir aliments,

en la defensa davant els depredadors, l’aparellament...) Aquests tipus de relacions

donen lloc a les associacions intraespecífiques amb efecte de grup (avantatges de la

vida en grup):

Associacions familiars: formada pels progenitors i la seva descendència.

Família parental: formada pels progenitors i els fills; per exemple, els coloms.

Família matriarcal: formada per la femella i els fills; per exemple, els ratolins.

Família patriarcal: formada pel mascle i els fills; per exemple, els cavallets de

mar.

Família filial: formada tan sols pels fills; per exemple, els peixos i els

insectes.

Associacions colonials: formada pels molts individus originats per reproducció

asexual d’un progenitor comú i que viuen units els uns amb els altres amb l’aspecte

d’una estructura única anomenada colònia. Els coralls són exemples d’associació

colonial.

Associacions gregàries: constituïdes per conjunts d’individus que viuen en comú

durant un període de temps per ajudar-se mútuament. En són exemples, les

bandades d’aus migratòries, els ramats d’herbívors o la processionària del pi.

Associacions estatals: constituïdes per un grup d’individus jerarquitzats entre si

i que es reparteixen les tasques que s’han de realitzar. En un rusc d’abelles hi ha

la reina, les obreres i els abellots, cadascun amb una funció molt definida i també

diferenciats anatòmicament.

Perjudicials o de competència: es produeix quan hi ha rivalitat pels aliments, l’espai,

la llum, les femelles, etc. Aquests tipus de relacions donen lloc a la territorialitat

degut a una densitat poblacional excessiva.


36

RELACIONS INTERESPECÍFIQUES.

Són les relacions biòtiques que s’estableixen en una comunitat entre individus d’espècies

diferents. Els tipus de relacions interespecífiques més comuns són:

Competència interespecífica (- /-):

Per interferència: es dóna quan l'activitat d'un individu limita l'accés del

competidor al recurs comú). Per exemple, la competència que s'estableix entre

els arbres d'una selva per accedir a la llum.

Per explotació: es produeix quan diverses espècies tenen accés alhora a un

mateix recurs. Per exemple, una població d'aguilons i una de guillots que

s'alimenten de la mateixa població de ratolins de camp entraran en competència

per explotació.

Depredació (depredador: + / presa: -): es produeix quan uns determinats individus

capturen i en maten d’altres. Les serps són depredadors dels ratolins i, alhora,

preses de les àligues.

Parasitisme (paràsit: + / hospedador: -): es produeix quan un ésser viu (paràsit) viu a

costa del material nutritiu d’un altre (hospedador). Les tènies s’instal·len en l’intestí

humà i consumeix els nostres aliments.

Comensalisme (comensal: + / hospedador: 0): és l’associació de dos éssers, uns dels

quals (comensal) aprofita les restes de menjar de l’altre. Un exemple de

comensalisme és el dels bacteris intestinals que s’alimenten dels excrements de

l’animal hospedador.

Inquilinisme (inquilí: + / hospedador: 0): és l'associació entre una espècie (inquilí) i

una altra que li dóna empara al seu propi cos. Un exemple d’inquilinisme és l’associació

entre un esquirol i l’arbre que l’empara.

Tanatocresi (+ / 0): consisteix en l’aprofitament que realitza una espècie de restes,

excrements, esquelets o cadàvers d’una altra espècie a fi de protegir-se o de servir-

se'n com a eines. Exemples són el cranc ermità, que protegeix el seu abdomen

introduint-se a la closca buida d’un cargol, i alguns ocells que utilitzen una espina de

cactus per extreure els insectes dels forats.

Foresi (+ / 0): és la relació existent entre dues espècies quan una és transportada

passivament per una altra. Per exemple, l’associació entre el peix rèmora i el tauró,

ja que el tauró transporta la rèmora.

Epibiosi (epibiont: + / hospedador: 0): és la relació que es dóna entre dos organismes

quan un viu sobre l’altre. Per exemple, les plantes epífites, que tenen com a substrat

altres plantes.


37

Mutualisme (+ / +): és l'associació entre dos organismes, anomenats consorts, per

beneficiar-se mútuament. N’és un exemple la relació entre el peix pallasso i

l’anemona. El peix proporciona aliment a l’anemona i aquesta protegeix el primer

entre els seus tentacles urticants.

Simbiosi (+ / +): consisteix en l’associació de dos o més individus de diferent espècie

que viuen en íntima relació i es beneficien mútuament. A diferència del mutualisme,

aquesta relació és obligada, altrament, els individus moririen. Un exemple de simbiosi

és el liquen, associació entre una alga, que proporciona humitat, i un fong, que

proporciona aliment.

Antibiosi (0 / -): consisteix en la impossibilitat de viure uns organismes al costat

d'altres, degut a que uns segreguen una substància, anomenada antibiòtic, que

provoca la mort dels altres. Per exemple, el fong Penicillium segrega una substància

que impedeix la vida en el seu entorn d'altres microorganismes.

Els diferents tipus de relacions interespecífiques són un intent de sistematització

didàctica, ja que, en realitat, un mateix exemple pot incloure’s en diferents tipus de

relacions. Per exemple, les rèmores practiquen el comensalisme, ja que s’alimenten de les

restes del menjar dels taurons; també el mutualisme, ja que els netegen de paràsits; i la

foresi, ja que es fixen amb una ventosa al tauró i aquest les transporta.

1 . Quina diferència hi ha entre:

a) Una associació familiar i una de colonial.

b) Una associació gregària i una d’estatal.


38

2 . Llegeix la següent història:

“Cap al 1907 el nombre de cérvols de la zona de Kaibab (Arizona) era de 4000 individus. Aquell mateix any es van concedir llicències de caça per a pumes i llops, depredadors naturals dels cérvols. El 1918 la població de cérvols s'havia incrementat fins a 40.000 individus. Els experts van advertir dels problemes que apareixerien, però ningú els va fer cas. La manca d'aliment suficient per a tots va provocar que en els hiverns de 1925 i 1926 es produís la mort del 60% dels cérvols. En aquell temps, la vegetació ja era difícil de recuperar, fet que va provocar que el nombre de cérvols quedés reduït a únicament 2.000 individus.” a) Quina va ser la causa del augment de cérvols entre 1907 i 1918?

b) Què van aconsellar els experts?

c) A què va ser deguda la gran mortaldat dels cérvols durant 1925-26?

d) Quina solució suggeriries per a la recuperació de l'equilibri?

e) El factor inductor d'aquesta catàstrofe, provenia de l'ecosistema o era aliena a aquest?

3 . Completa el text següent:

Si dues espècies que viuen en relació surten beneficiades i poden viure separades es parla de

_______________________, però si no ho poden fer es parla de _____________________.

Quan una espècie es beneficia de les restes de menjar de l’altra, sense beneficiar-la ni

perjudicar-la, es parla de ___________________________, i si el benefici no és el menjar

sinó un lloc protegit es parla de ____________________________.

Quan una espècie aprofita restes, excrements, esquelets, closques, espines o qualsevol

estructura corporal d’una altra espècie per tal de protegir-se o servir-se’n com si fossin eines es

parla de _______________________.

Les relacions biòtiques que estableixen entre sí individus de la mateixa espècie s’anomenen

_________________ i poden ser ___________________ o durar tota la vida, i llavors

s’anomenen ___________________. L’ajuda mútua per obtenir aliments o per defensar-se

davant els depredadors és una relació beneficiosa de ___________________. La rivalitat per

l’aliment, l’espai o la llum és una relació perjudicial de ___________________.


39

4 . Per què les vaques poden alimentar-se de l'herba i nosaltres no?

5 . Indica i justifica quin tipus de relació tenen els grups d’organismes següents:

Exemples Tipus de relació i justificació

Algunes formigues utilitzen determinades

espècies de pugons per obtenir una secreció

rica en glúcids amb la que alimenten les larves;

a canvi, les formigues protegeixen els pugons

dels depredadors.

El peix pallasso viu entre els tentacles de

l’anemone, que amb els seus cnidòcids pot matar

i capturar molts animals.

El vesc és una planta que no té arrels fixades a

terra, sinó que s’introdueix a les branques

d’arbres i n’absorbeix l’aigua i els nutrients que

necessita.

Alguns fongs produeixen substàncies que eviten

la reproducció o provoquen la mort de

determinades espècies de bacteris.

Algunes algues creixen sobre la closca d’una

tortuga i es beneficien del substrat que els

proporciona la tortuga.

6 . Dues espècies de llenties d’aigua (petites fanerògames de l’espècie Lemma) es cultiven

en condicions experimentals, per separat o conjuntament. Cada setmana es determina el

nombre de plantes de cada espècie. La L. polyrrhiza creix al fons de la bassa, mentre que

la L. gibba desenvolupa uns petits sacs aerífers que la fan surar fins a col·locar-se a la

superfície de l’aigua.

A la taula següent s'indica el nombre de plantes que han sobreviscut en cada una de les

condicions experimentals:

Espècie Condició de

creixement

Temps (setmanes)

1 2 3 4 5 6 7 8

L. polyrrhiza Per separat 100 200 300 380 445 500 550 570

Conjuntament 50 60 65 50 40 30 25 10

L. Gibba Per separat 90 180 270 300 320 330 335 337

Conjuntament 90 175 260 290 305 309 311 312


40

a) Per estudiar els resultats de l’experiment, fes una gràfica representant el nombre de

plantes de L. polyrrhiza en funció del temps: a) quan creix sola, i b) quan creix en

presència de L. gibba.

b) Interpreta què passa quan les dues espècies creixen conjuntament. Explica quin

tipus de relació es dóna entre elles.

6. DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Els fluxos de matèria i energia són els que determinen la constitució i el

desenvolupament dels ecosistemes. Podem distingir un conjunt de categories on

s’agrupen els organismes depenent de com obtenen la matèria i l’energia; és el que

s’anomena nivell tròfic. Cada organisme se situa en un nivell tròfic segons de què

s’alimenta i, a la vegada, per quins organismes serveix d’aliment.

Entre els diferents nivells tròfics hi ha pèrdues d'energia en forma de calor en

processos com ara la respiració i el creixement; per la qual cosa, al final de la cadena,

s’ha dissipat gairebé gran part de l'energia que havien captat els fotosintetitzadors

inicialment. Es calcula que només el 10% de l’energia química present en un nivell tròfic

passa al nivell superior. Aquesta és la causa de que l'energia que utilitza l'ecosistema no

és renovable, com és el cas de la matèria, sinó que es tracta d’un flux unidireccional.


41

NIVELLS TRÒFICS D’UN ECOSISTEMA.

Els nivells tròfics fonamentals en qualsevol ecosistema són els productors, els

consumidors i els descomponedors.

Productors. Constitueixen la base imprescindible de qualsevol ecosistema, ja que són

els encarregats de transformar la matèria inorgànica en matèria orgànica que va

circulant per tots els nivells tròfics. En aquesta categoria s’hi troben els organismes

autòtrofs, que fan fotosíntesi; com les plantes, les algues i d’alguns bacteris.

Consumidors. Juntament amb els descomponedors, constitueixen la categoria dels

organismes heteròtrofs, és a dir, el conjunt d’éssers vius que obtenen el seu aliment

a partir de matèria orgànica ja elaborada i, per tant, s’han d’alimentar d’altres éssers

vius. Aquí s’hi poden distingir diferents grups:

Consumidors primaris o herbívors. Són aquells que s’alimenten directament a

partir dels productors (les plantes verdes o les algues).

Consumidors secundaris o carnívors. Són el conjunt d’organismes que

s’alimenten dels herbívors.

Consumidors terciaris o supercarnívors. Són els animals carnívors que

s’alimenten d’altres carnívors.

Tot i que no és el més freqüent, la cadena de consumidors es pot perllongar en

determinats ecosistemes, fins a consumidors quaternaris, i encara més enllà.

Quan un consumidor es troba tant en el nivell dels herbívors com en els dels

carnívors, es diu que es tracta d’un omnívor.

Productor Consumidor primari Consumidor secundari Consumidor terciari

Descomponedors. Els descomponedors s’alimenten de matèria orgànica morta de

qualsevol altre organisme i nivell tròfic. Són, per tant, organismes heteròtrofs i la

seva funció és bàsica dins de l’ecosistema, ja que retornen al medi un conjunt de

nutrients (sals minerals) que resulten imprescindibles per al desenvolupament dels

productors. Dins d’aquest grup es troben fongs, bacteris i alguns insectes.

Transformadors. Corresponen a aquest nivell els organismes que converteixen els

compostos inorgànics en compostos aprofitables per als productors i tanquen el cicle

de la matèria en l’ecosistema. Pertanyen a aquest nivell diversos tipus de bacteris.


42

CADENES I XARXES TRÒFIQUES.

Entre tots els elements anteriors s’estableixen relacions tròfiques (és a dir,

d’alimentació) que van d’un nivell a un altre. Aquest procés s’anomena cadena tròfica.

A la base d’una cadena tròfica sempre hi ha un productor; en el nivell següent, un

consumidor primari que s’alimenta del productor; posteriorment, un consumidor

secundari que s’alimenta del consumidor primari, i així successivament. I, sempre, la

presència de descomponedors que reciclen el conjunt de la matèria orgànica morta.

En qualsevol ecosistema s’estableixen connexions entre diferents cadenes tròfiques, que

estan relacionades entre si, de manera que un mateix organisme pot ser consumidor i/o

presa de molts altres alhora; aleshores es parla de xarxes tròfiques.


43

1 . Escriu dues cadenes tròfiques que s’estableixen en la xarxa tròfica de la pàgina

anterior, diferents de les que ja es troben en els exemples.

2 . Construeix una xarxa tròfica a partir de les següents relacions tròfiques, pròpies

d’una sabana africana:

El saltamartí, el búfal, la gasela i el nyu

s’alimenten d’herba.

El pregadéu s’alimenta de saltamartins i

de mosques.

Les mosques s’alimenten d’animals morts.

El camaleó s’alimenta del pregadéu i de

mosques.

La paparra s’alimenta del búfal.

La musaranya s’alimenta del saltamartí.

L’esplugabous s’alimenta de la paparra.

El mussol s’alimenta de la musaranya.

El lleó s’alimenta de la gasela i del nyu.

La hiena s’alimenta del nyu.

3 . Amb les dades de la taula següent dibuixa la xarxa tròfica d’un ecosistema marí.

Indica a quin nivell tròfic pertany cada grup d’organismes.

Organismes Aliments Nivell tròfic

Fitoplàncton -----------

Algues -----------

Zooplàncton Fitoplàncton

Bivalves Fitoplàncton,

zooplàncton i algues

Peixos Fitoplàncton

i zooplàncton

Sèpies Peixos i bivalves

Crancs Cucs marins

Cucs marins Algues

Gavines Crancs i peixos

4 . Explica en què consisteix la fotosíntesi i analitza la seva importància biològica.


44

5 . Per què creus que s’han d’adobar els camps de conreus i en canvi els ecosistemes

terrestres creixen espontàniament?

6 . Sovint per eliminar una plaga s’alliberen organismes depredadors de l’espècie causant

de la plaga. És el que s’anomena control biològic. Quines avantatges creus que té el control

biològic en front la utilització de plaguicides? Que creus que passa amb els organismes

alliberats en desaparèixer la plaga?

7 . Un esquema semblant a aquest va aparèixer en un diari el juliol de 1995. Il·lustrava

un problema que va sorgir en alguns trams de la costa catalana al començament de l’estiu.

En algunes platges van aparèixer massivament una gran quantitat de meduses.

No es coneix del tot quins factors determinen la dinàmica de les poblacions de meduses. No

obstant això, a partir de l’observació i la informació de l’esquema, proposeu una hipòtesi

raonable sobre la causa de la proliferació de meduses en algunes zones del litoral català.


45

FLUX DE L’ENERGIA.

A diferència de la matèria, l’energia no descriu un cicle en l’ecosistema, sinó que hi

entra, el fa funcionar, i després en surt la mateixa quantitat que havia entrat. És a dir,

l’energia segueix un flux unidireccional.

Les plantes transformen l’energia lluminosa en energia química, també anomenada

energia interna, que és l’energia emmagatzemada en els enllaços químics que uneixen els

àtoms de les molècules orgàniques sintetitzades. Després, aquestes es combinen amb

l’oxigen a l’interior dels mitocondris, en un procés anomenat respiració, o es trenquen

per efectes de determinats enzims secretats pels descomponedors, en el procés

anomenat fermentació. En tots dos casos, l’energia alliberada passa, en part, a formar

ATP, la molècula que emmagatzema momentàniament l’energia, i, en part, s’allibera en

forma de calor, és a dir, d’energia calorífica.

Quan l’ATP es descompon, allibera l’energia necessària per dur a terme altres reaccions

encaminades al creixement i a la reproducció, en cadascuna de les quals es produeix una

pèrdua d’energia en forma de calor. Al final, tota l’energia química passa a energia

calorífica, la qual passa a l’atmosfera, que s’escalfa, i després passa a l’espai

interplanetari. És a dir, l’energia solar que arriba a la Terra i que aprofiten les

plantes manté l’ecosistema en funcionament i finalment escapa en forma de calor.

Del 45% d’energia solar que arriba a la superfície dels oceans i dels continents, fins i tot

en zones amb vegetació abundant i en les millors condicions, tan sols se n’aconsegueix

aprofitar el 5% a l’hora de fer la fotosíntesi.

Globalment a tot el planeta, la mitjana d’energia lluminosa que es transforma

fotosintèticament en energia química tan sols és del 0,1%. La resta de l’energia és la que

escalfa l’aire, la terra i el mar, de manera que provoca el vent i les precipitacions. Així

doncs, és la que manté el cicle de l’aigua, la que transporta nutrients, la que eleva els

nutrients fins les fulles, etc.


46

7. BIOMASSA I PRODUCCIÓ

Unes definicions prèvies:

Biomasa: és la massa total dels organismes. Sol expressar-se en grams de pes sec

per unitat de superficie o volum (g/m2 o g/L).

Producció: és l’augment de biomassa per unitat de temps. Pot expresar-se en

g/m2·dia o alguna unitat similar.

Producció primària: és la producción dels productors, és a dir, dels organismes

fotosintetitzadors.

Producció secundària: és la producción dels consumidors, descomponedors i

transformadors.

Producció neta: és la diferencia entre tot el que s’ha produit (producción bruta)

i la part consumida mitjançant la respiració o la fermentació.

Fixació d’energía solar Producció bruta

Consum d’energia fixada Respiració

Producció neta = Producció bruta – Respiració

Els ecosistemes estables varien molt poc amb el temps, i les biomasses de cadascuna de

les espècies que contenen es mantenen constants. Perquè això es compleixi, la producció

d’un nivell tròfic ha de ser aproximadament igual a l’explotació, és a dir, al consum

d’aquell que exerceix el nivell tròfic següent. En aquesta situació, els ecosistemes

s’anomenen ecosistemes equilibrats.

En la naturalesa, els productors primaris (plantes i algues) acaparen el 99% de tota la

biomassa, mentre que tots els heteròtrofs junts només representen l’1% de la biomassa.

En general, del 100% de l’aliment ingerit, el 70% es gasta en respiració, és a dir, en

l’obtenció d’energia per mantenir-se viu, el 20 % passa als descomponedors en forma de

defecacions, i tan sols el 10% s’utilitza en producció, és a dir, en creixement i

reproducció. Igual que en el cas de l’energia, acceptem que d’un nivell tròfic al següent

només passa el 10% de la biomassa.

Els factors que influeixen en la baixa eficiència de les cadenes alimentàries són, entre

d’altres: no tota la producció primària es menjada pels herbívors, ni tota la dels

herbívors pels carnívors; no totes les estructures produïdes són assimilables per nivell

tròfic següent; no tot el que s’ha assimilat s’inverteix en producció, gran part s’inverteix

en respiració; no tot perdura en l’individu, ja que part de la producció s’inverteix en

renovar estructures que han de canviar.


47

8. DINÀMICA DE LES POBLACIONS

CREIXEMENT DE LA POBLACIÓ.

El creixement d’una població és la relació entre l’augment o la disminució del nombre

d’individus respecte el col·lectiu inicial. Es pot expressar en percentatge, però és més

pràctic utilitzar la taxa de creixement instantània (r), que es la relació entre el nombre

d’individus en què augmenta o disminueix la població per unitat de temps i el col·lectiu

inicial.

Tipus de creixement

Creixement exponencial: es produeix quan no hi ha factors que limitin el creixement.

Es dóna en les espècies pioneres que colonitzen per primera vegada un lloc.

La seva representació gràfica és una

corba exponencial, també anomenada

“corba en J”.

En aquest tipus de creixement les

poblacions continuen augmentant

geomètricament si r es manté

constant i si l’ambient és il·limitat, és a

dir, si no hi ha falta d’aliment ni

d’espai.

Corba en J

Creixement logístic: es produeix quan sí hi ha limitacions en el creixement.

La seva representació gràfica és una

corba logística, també anomenada

“corba en S”.

Tots els ecosistemes són limitats i, per

tant, presenten una capacitat

poblacional limitada. La màxima

capacitat que pot contenir una població

s’anomena K.

Corba en S

Estratègies de creixement

Les espècies poden classificar-se segons l’estratègia de creixement i expansió que

desenvolupen en l’ambient on viuen. Les espècies pioneres en la colonització de nous

ecosistemes s’anomenen estrategs de la r, mentre que les espècies que s’instal·len quan

les condicions de vida són menys dures són els estrategs de la K.


48

El quadre següent repassa les característiques principals dels estrategs de la r i de la K:

Estrategs de la K Estrategs de la r

Baixa mortalitat.

Pocs descendents però que viuen molt

de temps.

Tenen cura dels seus fills.

Cicle vital llarg.

Creixement lent.

Mida gran.

Produeixen sistemes per protegir-se.

Estableixen relacions intraespecífiques

de tipus social, amb delimitació de

territori.

Són espècies que tenen èxit en

ecosistemes ben organitzats.

Exemples: elefant, ésser humà,

arbres…

Elevada mortalitat.

Molts descendents.

No tenen cura dels seus fills.

Cicle vital curt.

Creixement ràpid.

Mida petita.

Es dispersen fàcilment.

No utilitzen energia per produir

esquelet.

Progressen en els ecosistemes inicials i

poc evolucionats.

Presenten relacions intraespecífiques

d’elevada competència.

Exemples: ratolins, peixos, bacteris…

FLUCTUACIONS DE LA POBLACIÓ.

En realitat, en els ecosistemes equilibrats la producció de cada nivell tròfic no es manté

estable del tot, sinó que fluctua al voltant d’un determinat valor. Si en un any hi ha

condicions molt favorables per a un nivell tròfic, aquest creixerà més del que és normal,

i això farà que al cap d’un temps creixi més el nivell que l’explota, i després aquest

exercirà una pressió d’explotació més gran, fet que provocarà un descens del nivell

inferior més fort del que és normal, i així successivament.

Si un nivell tròfic d’un ecosistema, per sobreexplotació, posa fi al nivell inferior, el que

hi ha sota d’aquest, com que queda sense explotadors, creix tant que pot fer

desaparèixer el que hi ha més a sota, i així successivament fins que s’arriba a destruir

tot l’ecosistema. En canvi, si el nivell tròfic superior s’extingeix abans de posar fi a

l’inferior, aquest, que haurà disminuït molt, s’anirà recuperant i s’estabilitzarà, per la

qual cosa l’ecosistema es mantindrà estable, però amb un nivell tròfic de menys.


49

SUCCESSIÓ ECOLÒGICA.

S’anomena successió ecològica el procés de substitució gradual d’unes poblacions per

d’altres en una mateixa àrea. El procés acaba quan s’arriba a una comunitat equilibrada i,

per tant, estable, que ja no varia, l’anomenada comunitat clímax.

Es distingeixen dos tipus de successió, segons el punt de partida:

Successió primària: és la que es produeix en una àrea en la qual prèviament no

existien éssers vius. Per exemple, illes sorgides d’una erupció volcànica, deltes en

formació...

Successió secundària: és la que té lloc en una zona en la qual abans existia una

comunitat que, per causa d’un incendi, d’una inundació, etc., ha perdut la major part

de les seves espècies.

Característiques de les successions

Les primeres espècies a aparèixer

són les espècies oportunistes.

Les espècies oportunistes van sent

substituïdes per altres.

La productivitat, és a dir, el

quocient producció / biomassa, es va

reduint.

La diversitat va augmentant.

El grau d’organització interna de

l’ecosistema va augmentant.

L’ecosistema es fa més estable.

9. CICLES BIOGEOQUÍMICS

CICLE DEL CARBONI.

Els productors capten el carboni en forma de diòxid de carboni i l’incorporen a la seva

biomassa com a matèria orgànica, generalment com a glúcid, per mitjà de la fotosíntesis.

Els consumidors incorporen el carboni quan s’alimenten dels productors, i els


50

descomponedors l’incorporen quan metabolitzen les restes vegetals, els cadàvers i els

productes de rebuig dels animals.

Els processos respiratoris retornen la major part del carboni incorporat al medi en

forma de CO2. Si les restes orgàniques queden acumulades en condicions anaeròbiques,

al final es carbonitzen (perden hidrògens i oxígens).

Una part del carboni dels organismes es troba en forma de precipitats (carbonats).

Quan l’organisme mor, passen al sediment i donen lloc, per diagènesis, a roques

sedimentàries calcàries.

CICLE DEL NITROGEN.

L’acció dels descomponedors sobre les restes de vegetals i animals, sobre les

defecacions i sobre els productes d’excreció, transforma els grups amino de les

proteïnes en amoníac, i amb aquest s’enriqueix el sòl. Aquest procés s’anomena

amonificació.

Nitrificació: l’amoníac que arriba al sòl passa a ió nitrat per l’acció quimiosintètica

d’alguns bacteris.

Desnitrificació: és la transformació del nitrat en nitrit, i d’aquest en nitrogen, que passa

a l’aire.


51

CICLE DEL FÒSFOR.

El fòsfor es troba a l’escorça

terrestre, principalment en forma

del mineral apatita, que, juntament

amb altres minerals, constitueix la

roca fosforita. Per l’efecte de la

meteorització química es transforma

en ió fosfat, que és transportat en

dissolució per l’aigua. Una part

precipita al sòl, en forma de fosfat

càlcic; una altra part és absorbida

per les arrels de les plantes i la resta

arriba al mar. El fosfat càlcic del sòl

es dissol i passa a les plantes. De les

plantes passa als animals. Els

desintegradors alliberen el fòsfor

acumulan als ossos dels vertebrats.

Aquest es transportat al mar on

s’incorpora al fitoplàncton. Al fons

del mar s’acumulen quantitats de

fòsfor en forma de roca fosforita i s’incorporaran als ecosistemes si es produeix un

alçament de la conca sedimentària marina degut a una orogènia.


52

1 . Quin d’aquests organismes és estratega de la K i quin de la r? Escriu les

característiques bàsiques de cadascuna d’aquestes estratègies de creixement.

2 . Què passaria en una població on la majoria dels individus estiguessin en edat...?

Post-reproductora

Reproductora

Pre-reproductora

Escriu una de les següents respostes en el calaix corresponent:

Envellirà ràpidament i s’extingirà – Es desenvoluparà en expansió creixent – S’extingirà

si canvien les variables ambientals impedint la maduresa dels individus.

3 . S’ha calculat que per cada quilogram de biomassa d’un depredador cal 10 kg de

biomassa de consumidors primaris i 100 kg de biomassa de productors. Tenint en compte

que els ossos bruns que habiten en els Pirineus poden arribar a pesar 300 kg cada un,

quina quantitat de biomassa de productors caldrà per aconseguir mantenir una parella

d’ossos dels més grans?


53

4 . Pensant en termes d’estalvi ecològic, explica per què creus que en ramaderia es crien

animals herbívors i no carnívors per al consum humà.

5 . Què creus que representa el dibuix següent?

6 . Una estudiant està investigant l’ecologia d’un bosc mediterrani. A la tardor ha recollit mostres

de la virosta (restes vegetals, sobretot fulles, que s’acumulen als primers centímetres del sòl) del

vessant orientat al sud (la solana) i del vessant orientat al nord (l’obaga). Les taules mostren les

dades:

Biomassa

(g/m2 pes fresc)

Biomassa

(g/m2 pes fresc)

Localitat 1 (solana) 1360 Localitat 4 (obaga) 1580



L’estudiant va trobar que la virosta contenia per terme mitjà un 40% d’aigua. A partir de les dades

troba la quantitat de biomassa mitjana en pes sec de la solana i de l’obaga. Expressa-ho en tones

per hectàrea (1 ha = 10.000 m2).


54

Indica la resposta correcta.

111... El conjunt d’individus de la

mateixa espècie que viuen en un

mateix lloc i temps es diu:

a Ecosistema.

b Biocenosi.

c Població.

d Biòtop.

e Comunitat.

222... El conjunt de poblacions que viuen

en un ecosistema es diu.

a Hàbitat.

b Biocenosi.

c Comunitat.

d Biòtop.

e Nínxol ecològic.

333... El tipus de relació interespecífica

que existeix entre les plantes

lleguminoses i els bacteris fixadors

de nitrogen s’anomena:

a Mutualisme.

b Competència.

c Simbiosi.

d Antibiosi.

e Parasitisme.

444... Els organismes que suporten amplis

marges de variació de la

temperatura s’anomenen

a Homeoterms.

b Poiquiloterms.

c Estenoterms.

d Euriterms.

e Heteroterms.

555... Les plantes que viuen en zones

seques s’anomenen:

a Hidròfites.

b Higròfites.

c Xeròfites.

d Mesòfites.

e Angiospermes.

666... El conjunt d’éssers vius que suren

a la deriva a prop de la superfície

del mar s’anomena:

a Nèuston.

b Plàncton.

c Nècton

d Bentos.

e Colònia.

777... Els organismes amb una estratègia

de creixement de la r es

caracteritzen per:

a Ser de mida petita generalment.

b Tenir molta descendència.

c Tenir cura dels seus descendents.

d Viure molt temps.

e a i b són correctes.

888... La funció dels transformadors d’un

ecosistema és:

a Convertir compostos inorgànics en

orgànics.

b

Convertir compostos inorgànics en

altres compostos inorgànics però

aprofitables pels vegetals.

c Convertir compostos orgànics en

inorgànics.

d Degradar matèria orgànica.

Documents

1. L’ECOLOGIA - blocs.xtec.catblocs.xtec.cat/marafapremiademar/files/2012/10/4.02... · BLOC IV: ECOLOGIA Tema 2: Éssers vius i entorn 27 Per tal que el sistema es mantingui estable