Biocenosi, Ecosistemes i Relacions Biòtiques

Conceptes Clau en Ecologia

Biocenosi, Biòtop i Ecosistema

• Biocenosi: Conjunt de totes les poblacions que viuen en un mateix lloc.
• Població: Conjunt d'individus de la mateixa espècie que habiten en un mateix lloc i en un mateix moment.
• Biòtop: Part abiòtica de l'ecosistema; condicions fisicoquímiques del lloc on habiten les interaccions dels diferents individus.
• Biosfera: Capa de la Terra on viuen els éssers vius.
• Bioma: Part de la biosfera amb característiques semblants. Exemple: bioma mediterrani.
• Ecosistema: Unitat de la biosfera. "Espai tancat".

Com podem estudiar un ecosistema? Mitjançant l'estructura i la dinàmica.

Estructura:

1. Biòtop (conjunt d'elements del medi).
2. Biocenosi (conjunt d'éssers vius).

Factors Abiòtics i Adaptacions

Factors ambientals abiòtics més importants:

• Temperatura
• Llum
• Humitat
• Salinitat
• Pressió
• Corrents del medi

Temperatura

Adaptacions, n'hi ha dues:

1. Animals capaços de mantenir la temperatura corporal constant o homeoterms. Suporten el fred gràcies al pèl.
2. Animals que no poden mantenir la temperatura constant o poiquiloterms. Tendeixen a allunyar-se al màxim del fred amagant-se sota terra o en refugis.

Llum

Provoca una distribució estratificada. Les espècies que ocupen la màxima insolació possible ocupen zones exposades al sol (heliòfiles). Les terrestres es distribueixen en cinc estrats:

• Arbori
• Arbustiu
• Herbaci
• Muscínic
• Edàfic

Adaptacions a la llum:

• Coloració críptica (camaleó, pop, zebra).
• Coloració aposemàtica (vespes; adverteix de la seva perillositat).
• Coloració mimètica (coloracions semblants per evitar que els ataquin).

Fotoperíode: Realització de processos segons la durada del dia i la nit; retorn en forma de llum.

Humitat de l'aire

Humitat absoluta: Quantitat total de vapor d'aigua que hi ha a l'aire.

Humitat relativa: Relació entre la humitat absoluta i la màxima humitat possible en les mateixes condicions de pressió i temperatura.

Adaptacions de les plantes per evitar la deshidratació i la mort:

• Arrels molt llargues.
• Fulles amb epidermis molt cutinitzades i pocs estomes.
• Pilositat abundant capaç de retenir aire i mantenir una microatmosfera humida.
• Fecundació a través del pol·len.
• Tiges i fulles amb emmagatzematge d'aigua.
• Formació de llavors.

Tipus de plantes:

• Hidròfits
• Higròfits
• Xeròfits
• Mesòfits

Pressió

Força per unitat de superfície que exerceix el pes de l'aire. Els éssers que viuen en espais aquàtics han de tenir adaptacions. La pressió hidrostàtica és la força per unitat de superfície que exerceix l'aigua.

Salinitat

Concentració de sals minerals dissoltes.

Corrents del medi

Moviments que presenten l'aigua i l'aire:

• Corrents aeris (ocells i alguns insectes).
• Corrents marins (peixos, tortugues marines).

Relacions Biòtiques: Intraespecífiques i Interespecífiques

Biocenosi

Part biòtica de l'ecosistema, integrada per poblacions. Les relacions són biòtiques (intraespecífiques i interespecífiques).

Relacions Intraespecífiques

(Mateixa espècie) Poden ser temporals o perennes (tota la vida). Poden ser beneficioses (cooperació) o perjudicials (competència), com la rivalitat per l'aliment. Avantatges de la vida en grup (efecte de grup) i desavantatges (efecte de massa).

Associacions intraespecífiques (cooperació):

• Associacions familiars:
  • Parental (pares i fills).
  • Matriarcal (femella i fills).
  • Família monògama (mascle i femella).
  • Família polígama (mascle i diverses femelles).
  • Família poliàndrica (femella i diversos mascles).
• Associacions colonials: Reproducció asexual d'un progenitor comú.
• Associacions gregàries: Conjunts d'individus que viuen en comú durant un període de temps.
• Associacions estatals: Constituïda per un grup d'individus jerarquitzats entre si.

Relacions Interespecífiques

Relacions biòtiques entre individus d'espècies diferents.

Tipus de relacions:

• Competència interespecífica: Demanda activa de diferents espècies però del mateix nivell tròfic.
• Depredació: Captura i mort que exerceix uns individus sobre altres.
• Parasitisme: Relació que s'estableix quan un individu (paràsit) viu a costa d'altres individus (hostes). Poden ser obligats o facultatius (vida lliure, altres no).
• Explotació: Interacció de diverses espècies durant la seva activitat biològica, que beneficia unes espècies (explotadores) i perjudica altres (explotades).
• Comensalisme: Un organisme (comensal) s'alimenta del sobrant d'un altre organisme (hoste).
• Inquilinisme: Associació entre una espècie i una altra que li ha donat recer en el seu cos.
• Tanatocresi: Aprofitament que fa una espècie de restes, excrements, esquelets o cadàvers d'una altra espècie per tal de protegir-se o servir-se'n com si fossin eines.
• Foresi: Relació entre dues espècies quan una és transportada passivament per una altra.
• Mutualisme: Associació constituïda per 2 o més individus de diferents espècies, anomenats consorts.
• Simbiosi: Associació de 2 o més individus de diferent espècie que es beneficien mútuament en tal grau que es fan dependents l'un de l'altre.
• Antibiosi: Impossibilitat que uns organismes visquin al costat d'uns altres, ja que provoquen una substància que provoca la mort.

Successions Ecològiques

Substitució gradual d'unes poblacions per d'altres en una mateixa àrea. Acaba quan s'arriba a una comunitat equilibrada.

Tipus:

• Successió primària: Es produeix en una àrea en la qual prèviament no existien éssers vius.
• Successió secundària: Té lloc en una zona en la qual abans existia una comunitat que ha perdut la major part de les seves espècies.

Successió primària: primers són líquens / comunitat molses / cicle més lent.

Característiques de les Successions

• Les primeres espècies a aparèixer són les espècies pioneres o oportunistes.
• Les espècies pioneres van sent substituïdes per espècies de l'estratègia de la K.
• La productivitat, 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.

Problemes Ambientals

Escalfament del Planeta

L'augment de la concentració de CO2 a l'atmosfera provoca l'escalfament del planeta, per l'anomenat efecte hivernacle, a causa de l'augment de concentracions antropogèniques de gasos d'efecte hivernacle. L'augment de la temperatura global provocarà l'elevació del nivell dels mars i canviarà el nombre de precipitacions.

Debilitament de la Capa d'Ozó

Zona de l'estratosfera terrestre que conté una concentració relativament alta d'ozó. El desgast greu de la capa d'ozó provocarà l'augment dels casos de melanomes (càncer) de pell, de cataractes oculars, supressió del sistema immunitari en humans i en altres espècies.

Pluja Àcida

Fenomen consistent en una pluja que cau amb uns nivells de pH inferiors als normals. Es deu principalment a la reacció de l'aigua amb els productes moleculars del sofre i del nitrogen que s'ocasionen en la combustió. La pluja àcida pot tenir efectes nocius en plantes, animals i en edificis. Causa corrosió en estructures metàl·liques.

Substàncies Contaminants

Substàncies que abans no existien, no es coneixia l'efecte de la concentració biològica, al final s'acumulen als teixits, poden resultar tòxiques i produir la mort. Exemples: metalls pesants, elements radioactius, colorants, estabilitzants.

Nivells Tròfics

Conjunts d'organismes d'una comunitat.

• Productors: Organismes que produeixen matèria orgànica a partir d'inorgànica.
• Consumidors primaris: S'alimenten de productors (herbívors).
• Consumidors secundaris: Heteròtrofs carnívors (depredadors).
• Descomponedors: S'alimenten de matèria orgànica d'altres organismes, humus.
• Transformadors: Converteixen els compostos inorgànics que produeixen nivells anteriors en compostos inorgànics dels productors.

Xarxa Tròfica

Dues o més cadenes alimentàries. Exemple: Plantes -> papallones -> ocells insectívors -> falcons.

Paràmetres de la Dinàmica dels Ecosistemes

• Biomassa: Quantitat en pes per unitat de superfície i volum.
• Producció: Augment de biomassa per unitat de temps.
• Productivitat: Relació entre producció i biomassa.
• Temps de renovació: Temps que ha de transcórrer perquè es renovi la biomassa.
• Eficiència: Relació entre el que s'ha produït i el que hi ha entrat.

Ecosistemes Equilibrats

Sobreexplotació. La biomassa pot ser diferent.

Piràmides de Producció

Representació gràfica de les produccions dels diferents nivells tròfics.

Piràmides de Biomassa

Formes que s'obtenen quan una sèrie d'esglaons superposats, cada esglaó representa la biomassa d'un nivell tròfic.

Piràmides de Nombres

En una sèrie d'esglaons superposats, cada esglaó representa el nombre d'individus de cada nivell tròfic.

Producció Primària i Secundària

• Primària: Producció dels productors (organismes fotosintètics). Neta o bruta:
  • Neta: Diferència entre la producció primària bruta i la part consumida per la respiració dels autòtrofs fotosintètics.
  • Bruta: Tot el que s'ha produït.
• Secundària: Producció dels consumidors, descomponedors i transformadors; augment de la biomassa per unitat de temps dels nivells superiors.

Flux d'Energia

Radiacions:

• X, gamma i ultraviolades.
• Visibles per a l'ull humà.
• Infraroges o calorífiques.

S'anomenen radiacions lluminoses:

• Menys longitud i més longitud d'ona.
• Més fotons a les radiacions ultraviolades.
• Menys fotons als rajos infrarojos.
• Associats a les longituds d'ona.

Ecosistema Mediterrani

1. Desert.
2. Espècies pioneres - gramínies.
3. Espècies heliòfiles -> matolls -> ericàcies.
4. Primers arbres, matolls especialitzats -> pol·len.
5. Bosc esclarissat -> arbres mixtos, matolls.
6. Ecosistema madur -> clímax, bosc mediterrani -> alzina.