L’ESTRUCTURA DELS ECOSISTEMES

Tema 5

1. Els components de l’ecosistema. 2. La successió ecològica 3. L’hàbitat i nínxol ecològic 4. Les relacions tròfiques Les piràmides tròfiques 5. La matèria i energia dels

ecosistemes. 6. Relacions biòtiques 7. Autoregulació 8. Adaptacions als diferents medis

1. Els components de l’ecosistema. La Terra per poder-la estudiar es pot

considerar com un sistema (= conjunt d’elements que funcionen amb una determinada funció), el qual es pot dividir en subsistemes.

Aquests subsistemes són: - Biosfera: conjunt d’ev que hi ha a la

Terra.

- Hidrosfera: conjunt de totes les masses d’aigua, tant superficials (rius, oceans, mars, llacs, torrents) com subterrànies (aqüífers).

- Geosfera: conjunt de totes les masses de terra (sòl).

- Atmosfera: conjunt de les masses de gasos que envolten la Terra i que permeten l’existència de la vida.

- Criosfera: conjunt de masses d’aigua gelades.

El conjunt dels elements dels diferents subsistemes donen lloc als ecosistemes (= conjunt d’ev que interaccionen entre ells i el seu medi).

Ecosistema = éssers vius + elements

no vius

Els ecosistemes es poden dividir en: - terrestres - aquàtics: - d’aigua dolça - d’aigua salada - d’aigua salobre Quan juntam varis ecosistemes que

tenen característiques molt semblants i que es troben relativament a prop s’anomenen Biomes. Ex Mediterrani, sabana,...

Tot el conjunt de biomes formen l’ecosfera.

Biosfera Hidrosfera

Criosfera

Geosfera Atmosfera

ECOSFERA

Els components dels ecosistemes A qualsevol ecosistema, tant terrestre

com aquàtic, podem identificar dos components: - biocenosi

- biòtop

- Biocenosi

Def: conjunt d’elements vius que hi ha a un ecosistema, ex humans, floretes, ocells, rèptils, mamífers, insectes, fongs.

Per poder descriure i identificar la biocenosi, necessitam conèixer:

- La llista dels ev de l’ecosistema i el percentatge que n’hi ha de cada un d’ells, perquè d’aquesta manera podrem valorar la biodiversitat.

- Les relacions que hi ha entre tots els ev. Algunes són relacions tròfiques o alimentàries, però també n’hi ha d’altres tipus.

Els factors que sorgeixen davant la presència d’altres ev en un ecosistema es denominen factors biòtics.

- Biòtop

És la part inorgànica de l’ecosistema.

Està format per roques, aire, aigua i sals dissoltes, etc.

Per poder-lo descriure necessitam conèixer:

- Fer una descripció del tipus d’ecosistema, és a dir si es un embassament, un parc, una terra de conreu ...

- Fer una relació dels paràmetres físics (Tª, humitat, vent, pressió) i químics (composició química del sòl, composició química de l’aigua).

- Les variables fisicoquímiques del medi, que influeixen en la vida dels organismes, s’anomenen factors abiòtics.

La ciència que estudia la composició i funcionament dels ecosistemes s’anomena ecologia.

2. Interacció entre el biòtiop i la biocenosi o successió ecològica

Def: cada una de les fases que es realitza en un ecosistema fins arribar al màxim d’estabilitat.

Def clímax: màxim desenvolupament a

que pot arribar un ecosistema.

Els factors del biòtop influeixen decisivament en el tipus d’ecosistema, però al seu entorn, la biocenosi de l’ecosistema produeix modificacions sobre el biòtop. Per exemple:

1. Sobre un sòl format per roca calcària i en una zona en què les temperatures a l’estiu són altes i les precipitacions escasses

3. L’hàbitat i nínxol ecològic

Def hàbitat: lloc físic d’un ecosistema on viuen els diferents individus d’una espècie.

En el cas dels animals l’hàbitat pot

canviar ja que tenen gran mobilitat Def nínxol ecològic: és la funció que

realitza una determinada espècie dins l’ecosistema.

En moltes ocasions vàries espècies poden tenir un mateix nínxol ecològic i d’aquesta manera entren en competència alimentària i tant sols queda aquell que millor s’ha adaptat a les condicions o per altra banda es canvia d’hàbitat.

Les competències entre espècies diferents o individus de la mateixa espècie es deuen a l’alimentació i la reproducció.

Tenint en compte el tipus d’alimentació podem establir diferents tipus de nínxols ecològics:

• Productors: són tots aquells que produeixen matèria orgànica a partir de matèria inorgànica i energia solar, per això s’anomenen fotosintetitzadors

• Herbívors: són tots aquells que consumeixen els fotosintetitzadors.

Carnívors primaris: són aquells que consumeixen els herbívors.

• Carnívors secundaris: són aquells que consumeixen herbívors i carnívors primaris.

• Omnívors: són tots aquells que consumeixen tot tipus d’aliments.

• Carronyaires: són els qui s’alimenten d’organismes morts.

• Detritívors o descomponedors: són aquells que converteixen la matèria orgànica en matèria inorgànica.

D’aquesta manera també es poden establir les cadenes tròfiques i les xarxes tròfiques, que són les representacions gràfiques de com s’alimenten els organismes en un ecosistema. Si la representació és lineal, xerram de cadena tròfica, mentre que si hi ha diferents cadenes entrellaçades, xerram de xarxa tròfica.

5. La matèria i energia en els ecosistemes La matèria (orgànica i inorgànica) en un

ecosistema té un comportament cíclic, és a dir, que hi ha uns productors que converteixen la matèria inorgànica en matèria orgànica.

Per aquesta raó, el nivell tròfic de productors serà molt major que la resta de nivells tròfics.

Per altra banda deim que la matèria és cíclica ja que sempre es recicla, gràcies als descomponedors o detritívors que converteixen la matèria orgànica en inorgànica.

Productors

Omni

C 1ª

C 2ª

Herb

Carro

Detr

Si tenim en compte l’energia, aquesta flueix en un sol sentit a través de l’ecosistema, de manera que als productors tant sols hi arriba un 3% de l’energia solar ja que la resta es dispersa a través de l’univers i l’atmosfera. Per tant aquest 3% s’utilitza per dur a terme les funcions vitals de les plantes.

D’aquest 3% només un 10% passa a l’altre nivell tròfic i així successivament, és

a dir, a cada nivell només hi arriba un 10% de l’energia del nivell inferior.

D’aquesta manera arriba un moment en que l’energia és tant imperceptible que fa que no hi hagi infinits nivells tròfics i per altra banda a mesura que els nivells tròfics són superiors disminueixen en nombre d’individus i d’espècies.

6. Les relacions biòtiques En un ecosistema es poden establir

diferents relacions entre els éssers vius.

De forma general podem establir dos tipus de relacions:

Intraespecífiques: són aquelles relacions que es donen entre els individus d’una mateixa espècie, generalment l’objectiu d’aquest tipus de relacions és:

- reproductiu - cercar aliment - protecció del grup Podem diferenciar diferents tipus de

relacions:

- Competència (+,-): és un tipus de relació que es dóna entre individus de la mateixa espècie, de manera que sempre en surt un de beneficiat i l’altre perjudicat.

Generalment es sol donar per motius d’alimentació o per aconseguir l’aparellament. Ex llops, lleó, ...

- Mutualisme (+,+): es dóna quan dos individus d’una mateixa espècie obtenen un benefici. Aquest pot ser per aconseguir aliment (els llops cacen en grup), per aconseguir protecció (les ovelles dormen formant un cercle a fi que les de l’exterior capten els perills).

Interespecífiques: són aquelles relacions que es donen entre individus de diferents espècies, però d’un mateix ecosistema.

L’objectiu d’aquest tipus de relacions és obtenir aliment com protecció

Els diferents tipus que en podem trobar són:

- Competència (+,-): es dóna entre individus de diferents espècies, per tal d’aconseguir aliments. Per això sempre hi haurà un perjudicat i un beneficiat.

Per exemple és el cas de les hienes i els voltors.

- Mutualisme (+,+): es dóna entre individus de diferent espècies per tal que ambdues obtengui un benefici. Com és el cas de les ovelles i els espulgabous. En aquests casos els individus poden viure per separat, és a dir no depenen al 100% un de l’altre.

- Simbiosis (+,+): és el mateix que mutualisme interespecífic, però amb la diferència que ambdós individus han de viure sempre junts, ja que sinó moren. Per exemple és el cas dels líquens, els quals són la unió d’una alga i un fong.

- Parasitisme (-,+): en aquest cas un dels individus surt beneficiat a costa que l’altre individu surt perjudicat. Normalment el beneficiat s’anomena paràsit i viu dins l’individu perjudicat, el qual s’anomena hoste. Exemple la tènia i l’humà

- Comensalisme (+,0): és quan una espècie s’alimenta de les restes d’aliment que ha aconseguit l’altre individu, evidentment sense perjudicar-lo. Ex el tauró i la rèmora

- Inquilisme (+,0): és quan un individu viu a l’interior de l’altre individu de diferent espècie. Per tant un treu un benefici, mentre que l’altre no en treu cap benefici. Ex mussols viu a l’interior de les figueres.

- Depredació (+,-): és quan un individu (depredador) mata i consumeix a una altre individu d’una altra espècie (presa). Ex guepard i la gasela de Thomson

7. Autoregulació de les poblacions Def població: conjunt d’individus d’una

mateixa espècie que viu en el mateix lloc i temps.

Si representéssim en una gràfica el

nombre d’individus d’una població en funció del temps, en un medi que no té cap tipus de limitació, obtendríem una corba exponencial o sigmoidea.

Això no obstant una població natural no pot créixer d’una manera indefinida, ja que els recursos i l’espai disponibles són limitats. A més, el seu creixement està limitat per les altres espècies amb les quals es relaciona. Això provoca que amb el temps el nombre d’individus s’estabilitzi entorn d’un volum màxim, d’aquesta manera s’obté un corba en S.

El nombre màxim d’individus d’una població, que l’aliment pot sostenir baix unes condicions determinades, s’anomena capacitat de càrrega (K) (nombre d’individus que pot sostenir un determinat ecosistema). En els animals aquesta capacitat de càrrega depèn de l’aliment i de l’espai, en vegetals depèn de la llum i de la disponibilitat d’aigua.

En el moment que s’arriba a la capacitat de càrrega les poblacions tenen períodes de màxims i mínims, és a dir tenen un comportament fluctuant, l’exemple més clar és el de depredador-presa. Una espècie incrementa el nombre d’individus a costa que l’altre espècie disminueix, això té lloc fins que la presa disminueix tant el seu nombre que el depredador no troba menjar,

en aquest moment el nombre de depredador disminueix i el nombre d’individus de la presa comença a augmentar. Així successivament

Def comunitat: conjunt d’individus de diferent espècies que comparteixen un mateix lloc i temps. A nivell d'ecosistema podem estudiar diferents tipus de creixements de població:

• En forma de J: ho solen tenir aquelles espècies que s’anomenen oportunistes, ja que tenen un temps d’adaptació molt curt, de manera que tenen un creixement exponencial. Es caracteritzen perquè solen donar lloc a plagues per tant són indicadors d’ecosistemes inestables o desestructurats. Aquest tipus d’espècies es diu que són estrategues de la “r”.

Es pot considerar que són espècies que preparen el terreny perquè sigui colonitzat per altres espècies que necessiten més estabilitat.

• En forma de S: aquest tipus de creixement ho solen tenir aquelles espècies que tenen un factor limitant que fa que arribin a la capacitat de càrrega (K). Es caracteritzen perquè tenen un creixement en 3 fases: 1. Fase d’adaptació: es caracteritza

per tenir un creixement lent ja que s’han d’adaptar a les noves condicions.

2. Fase de creixement: es caracteritza per un creixement molt ràpid, ja que els individus ja s’han adaptat a les condicions, de manera que creixen fins que es troben amb un factor limitant i arriben a la fase d’estabilitat.

3. Fase d’autorregulació

8. Adaptacions als diferents medis La diversitat dels ev en els diferetns

ecosistemes és una conseqüència de les adaptacions als diferents medis.

Aquestes adaptacions poden ser al medi terrestre com al medi aquàtic.

Al medi terrestre - Humitat: Les plantes d’ambients molt

humits presenten abundants estomes que faciliten la transpiració. Les plantes de llocs secs, tenen fulles petites o estretes que redueixen la evapotranspiració, també tenen les arrels profundes, emmagatzemen aigua en determinades estructures (fulles gruixades ex cactus), converteixen les fulles o tiges en pues.

En el cas dels animals de zones seques alguns tenen closques o cobertes impermeables i n’hi ha d’altres que segreguen substàncies que mantenen la humitat corporal, com és el cas del caragol.

- Llum: A les zones on hi ha poca llum, alguns vegetals creixen molt verticalment, això a les zones tropicals on hi ha una gran competència per la llum. Unes altres presenten fulles grans i aplanades a fi d’augmentar la superfície de captació de llum solar.

En el cas dels animals n’hi ha que són actius durant el dia, però n’hi ha d’altres que són actius durant la nit.

- Temperatura: Els animals poiquiloterms, que tenen una Tª semblant a la del medi, en condicions desfavorables emigren o romanen en estat de letargia o enterrats en estat larvari. En canvi els homeoterms, que mantenen la Tª interna, presenten diferents adaptacions al fred. Alguns tenen gruixades capes de greix davall la pell. Uns altres tenen pèl o plomissó.

A zones de Tª elevades uns presenten molta activitat sudorípara, altres desenvolupen activitat nocturna.

Al medi aquàtic - Llum: els org fotosintètics només es

desenvolupen a les capes més altes (zona fòtica). Presenten formes laminars o en cinta, o tenen les fulles esteses damunt l’aigua, per la qual cosa poden captar la llum. Les algues posseeixen diversos pigments que permeten utilitzar l’energia lluminosa de les capes més profundes.

Alguns animals que viuen a les zones poc o gens il·luminades tenen la capacitat de produir llum (bioluminiscència).

- Moviment de l’aigua: els org que viuen a zones on hi ha grans corrents d’aigua s’han adaptat de diferent manera. Alguns viuen fixos a un substrat, per ex equinoderms o tenen formes arrodonides i dures, alguns es refugien a coves o davall les pedres, uns altres neden a contra corrent.

- Pressió: els peixos de zones profundes estan adaptat i tenen les cavitats internes molt reduïdes, cosa que disminueix els efectes d’una P elevada. Les aletes i la forma hidrodinàmica dels animals nedadors els permet desplaçar-se oferint la mínima resistència a l’aigua. També tenen una bufeta que els permet regular la P i desplaçar-se verticalment.