Conceptes Clau d'Ecologia, Demografia i Biofísica

Per què cremar combustibles fòssils genera pluja àcida?

Les condicions en què es van originar els combustibles fòssils, i especialment el carbó, són particularment anòxiques i, per tant, reductores. En aquestes condicions, el sofre present precipita en forma de sulfur fèrric. Per tant, els hidrocarburs naturals contenen sofre que, en ser cremat, passa a l’atmosfera en forma d’òxids de sofre. Aquests òxids, en contacte amb l’aigua, generen àcid sulfurós i àcid sulfúric, els quals rebaixen el pH de la pluja.

Defineix energia exosomàtica i dóna’n dos exemples

L’energia exosomàtica és aquella que utilitzen els éssers vius per a obtenir l'aliment, però que és externa a ells i no circula per les xarxes tròfiques.

Exemples d'energia exosomàtica:

• En altres espècies: L’energia de les onades pot posar aliment (plàncton) a disposició dels filtradors com els bivalves, o l’energia solar que permet evaporar aigua als estomes i genera la pressió negativa que propulsa la saba ascendent a les plantes.
• En humans: Els humans utilitzem molta energia exosomàtica per a produir i distribuir aliments, com els combustibles en la maquinària agrícola i el transport dels aliments, la refrigeració, la il·luminació dels supermercats, etc.

La pol·linització com a motor de la coevolució

La pol·linització per animals ha portat a un increïble grau de coevolució entre les plantes i els seus pol·linitzadors.

Exemples de coevolució:

• Les flors d’algunes orquídies imiten la forma dels insectes, els quals intenten copular-hi.
• Altres flors fan pudor de podrit i atreuen les mosques.
• Altres flors atrapen físicament els insectes i no els deixen anar fins que no els han carregat de pol·len.

Per part dels insectes, la coevolució amb les plantes ha portat a l’aparició d’estructures com la trompa dels lepidòpters, o de funcions com la visió en color.

Comunitats obertes i tancades: definició i exemples

La comunitat tancada és una unitat natural formada per diferents espècies que van sempre juntes i que funciona com un tot, de manera que podem delimitar molt clarament el límit on acaba una d'aquestes comunitats i on comença la següent. Són comunitats tancades aquelles delimitades per un ecotò o canvi brusc de condicions ecològiques o ambientals, com les comunitats que hi ha per sobre i per sota del nivell del mar en un penya-segat.

En canvi, la comunitat oberta és una associació casual d'organismes que coincideixen en les seves adaptacions a un medi determinat. En les comunitats obertes, les distribucions de les espècies són independents entre elles i, per tant, resulta molt difícil traçar límits entre comunitats. Són comunitats obertes aquelles que es donen sobre gradients ambientals suaus, com es donen en els continents on no hi ha grans barreres geogràfiques.

Plantes i successió ecològica: competidores o colonitzadores?

Sigui una planta gran, de vida llarga, d’arrel i tronc robust, producció elevada però productivitat (P/B) baixa i llavors grans. Seria pròpia del principi o del final de la successió? Justifica cadascuna de les característiques esmentades segons creguis que corresponen al principi o al final de la successió.

És una planta del final de la successió, ja que les seves característiques són més de planta competidora que no pas d’espècie colonitzadora. En particular, el millor entorn possible per a una planta competidora és on ja es troba i, per tant, fan llavors grans, que no es dispersen i estan dotades d’una bona quantitat de reserves per a poder créixer esquivant la competència.

Lleis d'escalat: per què la mida de les espècies és fixa?

Per què no podem fer més gran o més petita una espècie concreta, com passa en moltes obres de ciència-ficció?

Perquè moltes propietats físiques depenen de les dimensions i, per tant, les espècies presenten adaptacions específiques a la seva mida. En particular, totes les propietats que depenen de la relació Superfície/Volum (S/V), que minva amb la mida i que tenen a veure amb els intercanvis de matèria i energia amb l’entorn, i amb la resistència (S) al propi pes del cos (V).

Interpretació de la diversitat en un transsecte

En un territori, obtenim una sèrie d'inventaris A-H; el requadre esquerre representa un plànol de la situació dels punts on es va obtenir cadascun dels mostrejos. Quan calculem la diversitat en cada inventari, obtenim el gràfic de la dreta. Interpreta les possibles causes del patró observat.

La diversitat és baixa en un extrem del transsecte, puja al centre i torna a baixar a l’altre extrem. Una possibilitat és que els extrems representin comunitats diferents (com ara diferents tipus de boscos) i al centre hi trobem una zona de transició amb espècies d’ambdues comunitats, cosa que explicaria l’increment de diversitat al centre (efecte de vora o ecotò).

Càlcul de la taxa bruta de natalitat i l'ISF

En un cert país de població total 59.816.673 habitants, l’any 2019 van tenir lloc 419.632 naixements classificats segons l’edat de la mare en la columna N de la taula següent. La població femenina de cada classe d’edat s’indica a la columna P. Calcula la taxa bruta de natalitat i l’índex sintètic de fecunditat d’aquest país.

• Taxa Bruta de Natalitat (TBN): N_total / P_total × 1000. Serveix per calcular el nombre de naixements en un any per cada mil habitants.
• Índex Sintètic de Fecunditat (ISF): Suma de (N_i / P_f,i) × t(5). La suma de tots aquests valors ens dona el nombre de fills per dona.

Procés compartit entre el cicle del carboni i el del sofre

Quin procés comparteixen el cicle del carboni i el del sofre?

En condicions anòxiques, el carboni no es descompon i el sofre precipita en forma de sulfurs. El resultat són hidrocarburs (sòlids i líquids) rics en sofre. En cremar aquests combustibles fòssils, s’allibera el sofre que passa en forma oxidada (àcids sulfurós i sulfúric) a l’atmosfera i contribueix a la pluja àcida.

Justificació de l'ISF (1.256)

L’ISF del país anterior és 1.256, i és un dels cinc següents. Justifica quin dels cinc creus que és, a partir del valor de l’ISF i de la resta d’informació de la pregunta 8.

Són les dades d’Itàlia. L’ISF és molt baix (1.256), cosa que apunta a valors típics del món desenvolupat. Afganistan i Somàlia s’exclouen perquè són països en conflicte, amb altes mortalitats infantils i fecunditats. Guatemala no té encara el nivell de desenvolupament necessari per a tenir una fecunditat tan baixa. Andorra podria ser, però, si ens fixem en totes les dades del problema anterior, veurem que és un país de gairebé 60 milions d’habitants, que no pot ser Andorra.

Factors limitants de la producció primària marina

Per què, de mitjana, la producció primària per unitat de superfície és menor en els ecosistemes marins que en els ecosistemes terrestres?

Perquè els ecosistemes marins són menys rics en nutrients. En enfonsar-se els sediments rics en nutrients com el nitrogen i el fòsfor, cauen més avall de la zona fòtica (on hi ha prou llum per a fer la fotosíntesi) i, per tant, queden fora de l’abast dels productors primaris.

A més, en els boscos, el transport dels nutrients cap a la llum passa sota el control de les plantes, dintre del xilema, que, en els arbres, està protegit pel tronc, una estructura defensiva i arquitectònica. En canvi, al medi marí, la producció primària és efectuada bàsicament pel fitoplàncton, que no pot controlar l’accés als nutrients.

Càlcul de la prima d'una assegurança de vida

Una dona de 50 anys vol que li facin una assegurança de vida per un any i 100.000 €. És a dir, si mor abans d’un any, els seus hereus rebran 100.000€. Suposant que i) la dona presenta un estat de salut similar a la mitjana de la població ii) l’empresa d’assegurances no té cap despesa i iii) la probabilitat de morir no canvia al llarg del quinquenni 50-54 anys, calcula quina prima li ha de cobrar l’asseguradora a la dona per tal d’obtenir uns beneficis mitjans del 10%.

La probabilitat de, tenint 50 anys, morir abans dels 55 és q_50-54 = 0.0085. Aproximem la probabilitat de morir abans dels 51 com q_50-51 ≈ q_50-54 / 5 = 0.0017. Per tant, de mitjana els diners que l’asseguradora ha de pagar en casos com aquest són 100.000 × 0.0017 = 170€. Per aconseguir un benefici brut del 10% caldria fer pagar 170 × 1.1 = 187€ anuals o 187 / 12 = 15.58€ mensuals.

Anàlisi del model de Lotka-Volterra

En el punt indicat amb el rectangle, la població de presa (discontínua) es troba per sota o per sobre del seu equilibri? I la de depredador (contínua)? En el quadrat de l’esquerra, en quin quadrant es troben les dues poblacions en el moment indicat pel rectangle?

La població de depredador està per sota del seu equilibri, ja que la població de presa està creixent. La població de presa està per sobre del seu equilibri, ja que el depredador està creixent. La part del diagrama on el depredador està per sota del seu equilibri però la de la presa està per sobre és el quadrant d.

Esperança de vida i biaix demogràfic en cohorts joves

El conseller té raó. Per què? Quines xifres pot aportar que ho demostrin?

El conseller té raó. Com que Can Polígon està habitat per gent que té, com a molt, 50 anys (per la política d'adjudicació), ningú no mor vell a Can Polígon, i qualsevol càlcul d’esperança de vida que s’hi faci donarà menys de 50 anys, independentment de la qualitat de vida. Aquest és un biaix causat per la composició de la cohort.

El conseller pot aportar la taxa bruta de mortalitat (que donarà molt més baixa que la resta del país, ja que la població és jove) o taxes de mortalitat per classes d’edat (que, si té raó, han de ser semblants a la resta del país).

Càlcul del pagament mensual d'un vitalici

Una senyora de 80 anys vol complementar la pensió mitjançant un vitalici/reverse mortgage. Quant li ha de pagar l’entitat financera cada mes si l’entitat espera obtenir un benefici brut de 40.000€? No tingueu en compte la inflació.

L’entitat li ha de pagar un total de 250.000€ - 40.000€ = 210.000€ en els 10.76 anys de l’esperança de vida de la senyora. Aquests 10.76 anys equivalen a 10.76 × 12 = 129.12 mesos. Per tant, el pagament mensual serà: 210.000€ / 129.12 mesos ≈ 1626.39€/mes.