Ecologia: conceptes, medis, factors i adaptacions

Definicions i conceptes bàsics

Ecologia. Ciència que estudia les relacions entre els éssers vius i el medi ambient. Concretament, l’ecologia estudia les relacions entre els individus de diferents espècies que conviuen i les interaccions que s’estableixen entre ells i les condicions fisicoquímiques del lloc on habiten.

Ecologisme. Ideologia que cerca protegir el medi natural a partir de canvis en les activitats humanes que el danyen o perjudiquen.

Biocenosi i biòtop

Biocenosi → Conjunt de totes les poblacions que viuen en un mateix lloc. Les relacions que s’estableixen entre tots els individus s’anomenen factors ambientals biòtics.

Biòtop → Conjunt format pel medi, el substrat i els factors ambientals abiòtics que afecten els éssers vius.

Medi, substrat i factors abiòtics

Medi: és el fluid que embolcalla els organismes, i pot ser l’aire (medi aeri) o l’aigua (medi aquàtic).

Substrat: és la superfície sobre la qual es desplacen, s’aguanten o es fixen els organismes.

Factors ambientals abiòtics: factors fisicoquímics, és a dir, la temperatura, la lluminositat, la humitat, la pressió, la salinitat i els corrents del medi.

Ciència de síntesi i relació amb altres ciències

Es diu que l’ecologia és una ciència de síntesi, perquè necessita coneixements de totes les altres ciències biològiques. D’altra banda, aquestes ciències necessiten l’ecologia per saber per què els éssers vius són com són i per poder entendre el procés evolutiu.

El medi aquàtic: comunitats i estrats

1. El medi aquàtic

• Nèuston → Format per espècies que viuen a la pel·lícula superficial de l’aigua. Exemples: sabaters (es desplacen lliscant sobre la superfície); larves de mosquit (s’adhereixen a la superfície i mantenen el cos sota l’aigua).
• Plàncton → Conjunt d’éssers vius que es mouen a la deriva prop de la superfície.
  • Fitoplàncton: plàncton vegetal (autòtrof fotosintètic).
  • Zooplàncton: plàncton animal (heteròtrof).
• Nècton → Conjunt d’animals nedadors. El cos és fusiforme i, per tant, hidrodinàmic. Exemples: la majoria de peixos, cetacis, etc.
• Bentos → Organismes que viuen sobre el fons marí o lacustre. Exemples: peixos plans, esponges, algues, etc.

El medi aeri

2. El medi aeri. És la zona inferior de l’atmosfera i està en contacte amb la superfície terrestre. La barreja de gasos es coneix amb el nom d’aire.

El substrat

2.2 El substrat: és la superfície on els organismes es fixen, on s’aguanten a l’aigua o on es desplacen al sòl.

Horitzons del sòl

El sòl té una estructura vertical o perfil format per diverses capes, que s’anomenen horitzons del sòl:

• Horitzó A → terra superficial rica en humus (matèria orgànica en descomposició).
  • A0 → matèria orgànica no descomposta, com ara la fullaraca.
  • A → matèria orgànica transformada en humus.
• Horitzó B → terra rica en sals procedents de l’horitzó A i arrossegades per l’aigua d’infiltració.
• Horitzó C → roca mare.
  • C1 → roca mare més o menys disgregada.
  • C2 → roca mare sense alterar.

Adaptacions al substrat

Adaptacions anatòmiques dels animals al sòl:

• Animals hipogeus (subterranis): solen tenir el cos allargat o bé potes excavadores.
• Animals epigeus: solen tenir potes adaptades a la carrera, natació, etc.

Límits de tolerància i prefixes

Els límits de tolerància són els valors màxims i mínims dels factors ambientals que tolera una espècie. L’interval entre aquests valors és l’amplitud de tolerància.

Prefixes: euri- → amplitud de tolerància gran. esteno- → amplitud de tolerància petita.

Temperatura i margins de tolerància

Temperatura: continents (−89,2 °C a 60 °C); medi aquàtic (−2 °C a 30 °C); vegetació (−30 °C a 60 °C).

Organismes estenoterms: marges de tolerància estrets per a la temperatura. Són espècies de climes estables, com ara zones equatorials o polars.

Organismes euriterms: marges de tolerància amplis per a la temperatura. Són espècies de regions temperades.

Adaptacions dels animals a la temperatura

1. Animals homeoterms

• Són capaços de mantenir la temperatura corporal constant perquè s’aïllen mitjançant pèl, plomes, capa de greix sota la pell, etc.
• Estratègies: migrar a zones càlides quan arriba l’hivern; tenir hàbits crepusculars (màxima activitat al matí o al vespre) per evitar les hores de màxima insolació.

2. Animals poiquiloterms

• La temperatura corporal depèn del medi.
• Estratègies: amagar-se sota terra o en refugis; reduir el metabolisme fins que arribi l’època benigna.

Regles biogeogràfiques

1. Regla de Bergmann (1847) o de la mida → Les espècies de climes freds són més grans que les de climes càlids. Està limitada a alguns ocells i mamífers.

Exemples: pingüí emperador (Antàrtida), 120 cm / pingüí de les Galápagos, 50 cm. Ant (Canadà) / cérvol, daina (Europa) / gasela (savana africana).

2. Regla d’Allen (1877) o de la proporció → Les extremitats dels organismes (membres, cues i orelles) són més llargues en climes calents que en climes freds perquè actuen com a òrgans de radiació de calor. Limitada, sobretot, a llebres, conills, guineus, gossos i elefants.

Llum: espectre i efectes ecològics

3.2 La llum: l’espectre electromagnètic és el conjunt de totes les possibles ones electromagnètiques.

La radiació visible, anomenada llum, té una longitud d’ona (λ) d’entre 380 i 740 nm.

La llum influeix en la distribució dels éssers vius. En el cas dels vegetals, provoca una distribució estratificada. Les espècies que prefereixen la màxima insolació possible es situen a zones assolellades i s’anomenen espècies heliòfiles. Altres vegetals estan adaptats a viure a l’ombra i s’anomenen espècies esciòfiles.

Moltes espècies presenten fototropisme, que és un moviment d’orientació sota la influència de la llum (positiu: tiges, algues unicel·lulars, etc.; negatiu: arrels).

La llum també provoca una estratificació dels organismes fotosintètics aquàtics. Als mars i oceans es distingeix un estrat superficial il·luminat fins als 100 o 200 metres de profunditat, anomenat zona fòtica. Per sota es troba la zona afòtica, sense llum i sense éssers fotosintètics.

Adaptacions dels animals a la llum

1. La coloració dels animals està estretament relacionada amb la visió o capacitat de percebre imatges.

• Coloració críptica → l’animal es confon amb el medi. Exemples: camaleó, pop, perdiu, insecte pal, algunes serps, etc.
• Coloració aposemàtica → l’animal adverteix de la seva perillositat amb colors vius i contrastats. Exemples: vespes, granotes tropicals, algunes serps, etc.
• Coloració mimètica → espècies inofensives que adopten la coloració d’espècies perilloses. Exemples: serp falsa coral, alguns dípters (mosques), etc.

Bioluminescència és la capacitat que tenen alguns organismes per produir llum a partir de reaccions metabòliques (luciferina + O₂ + ATP --(luciferasa)→ oxiluciferina + llum).

Funcions de la bioluminescència:

• Atraure individus del sexe contrari.
• Atraure preses.
• Desorientar depredadors.

Alguns animals cavernícoles s’han adaptat a la vida sense llum i són de tonalitat blanquinosa perquè estan mancats de pigments.

Fotoperíode i ritmes

Fotoperíode: es relaciona amb els canvis d’il·luminació que reben els éssers vius, és a dir, l’alternança i durada del dia i la nit segons les estacions de l’any.

El fotoperíode diari influeix en l’activitat dels animals i determina que siguin diürns, nocturns o crepusculars.

El fotoperíode anual és una de les causes de:

• Caiguda de fulles a la tardor.
• Floració (dies llargs → ametller, pomera, taronger; dies curts → flor de Pasqua, cirerer d’arboç).
• Migració dels ocells.
• Muda de plomes, pèl dels mamífers, banyes dels cèrvols.

Humitat de l’aire

La humitat de l’aire és el vapor d’aigua que hi ha a l’aire atmosfèric. Es consideren els següents conceptes:

• Humitat absoluta → quantitat total de vapor d’aigua que hi ha a l’aire. S’expressa en g/m³.
• Humitat relativa (Hr) → representació en percentatge de la quantitat de vapor d’aigua que conté una massa d’aire respecte al màxim possible.

Quan la Hr assoleix el valor màxim (100 %), es produeix la condensació.