Ecosistemes: Cicles, Flux d'Energia i Successió Ecològica

Cicles Biogeoquímics i Flux d'Energia

Els Cicles Biogeoquímics Essencials

Els principals cicles biogeoquímics són l’aigua, el carboni i el nitrogen.

Aquests cicles permeten que la matèria inorgànica del medi, transformada en matèria orgànica pels productors primaris o aprofitada per tots els éssers vius, torni al medi en forma de matèria inorgànica. El funcionament dels cicles és imprescindible per al manteniment de la vida, ja que no hi ha fonts de subministrament extern de matèria i, per tant, si aquests s’aturessin, les pèrdues no es podrien compensar.

Flux d'Energia en els Ecosistemes

La font principal d’energia dels ecosistemes és la llum del Sol.

Al contrari que la matèria, l’energia no es recicla, sinó que circula en un sentit únic a mesura que és utilitzada per les espècies dels diferents estadis de la piràmide ecològica.

El paper de la Fotosíntesi

Mitjançant la fotosíntesi, els organismes productors converteixen l’energia lluminosa en energia química i l’emmagatzemen. La utilitzen per convertir l’aigua, les sals minerals i el diòxid de carboni en biomolècules orgàniques que necessiten per viure.

Els organismes productors són la base sobre la qual se sustenta la xarxa tròfica d’un ecosistema, d’aquí la seva importància.

El Cicle del Carboni

El cicle del carboni comença amb la seva fixació per part dels organismes fotosintetitzadors, que l’agafen de l’aire on es troba en forma de diòxid de carboni (CO₂) i, mitjançant la fotosíntesi, el combinen amb aigua i el converteixen en biomolècules orgàniques.

Com flueix el Carboni a l'Ecosistema

• Els organismes productors obtenen el carboni directament de l’aire (fixació).
• Els consumidors l’obtenen ingerint altres éssers vius (flux).

Retorn del Carboni a l'Atmosfera

El retorn del carboni a l’atmosfera es produeix gràcies a:

• La respiració dels organismes.
• La combustió de la matèria orgànica.
• L’acció de determinats microorganismes sobre l’humus (restes d’éssers vius dipositades a la capa superior del sòl).

En resum: els productors fixen el carboni, els consumidors el fan fluir per l’ecosistema, i els descomponedors el retornen a l’aire.

Estructura de la Xarxa Tròfica

Organismes Productors, Consumidors i Descomponedors

Els organismes productors aprofiten la llum del Sol per sintetitzar matèria orgànica a partir de matèria inorgànica (aigua, sals minerals i diòxid de carboni) que capten del medi.

Aquests organismes constitueixen l’aliment per als consumidors:

• Consumidors primaris (herbívors): cargol, cérvol, ànecs i conill.
• Consumidors secundaris (carnívors): rapinyaire, granota i musaranya.
• Consumidors terciaris (carnívors): guineu, que s’alimenten dels secundaris.

Quan qualsevol dels organismes productors i consumidors mor, l’energia i la matèria que hi ha en les seves restes passen al sòl en forma de sals minerals gràcies als organismes descomponedors, que transformen la matèria orgànica en inorgànica i alliberen energia.

A més a més, tots els éssers vius respiren i transpiren, alliberant diòxid de carboni i vapor d’aigua a l’atmosfera, compensant així la fotosíntesi. D’aquesta manera, s’estableix un flux d’energia i matèria en els ecosistemes estructurat en forma de cadena tròfica.

La Successió Ecològica i el Clímax

Tipus de Successions: Espacials i Temporals

La successió ecològica pot ser espacial o temporal.

• Una successió d’un sistema de dunes costaner és espacial.
• Una successió que es produeix després d’un incendi és temporal i afecta tota la superfície cremada.

Estadis de la Successió Temporal

1. Aparició de vegetació escassa colonitzadora que resisteix bé els sòls erms; poca vida animal.
2. Aparició d’herbassar i matolls, on viuen més grups d’animals.
3. Aparició de més varietats vegetals i animals que aniran configurant un ecosistema cada vegada més complex i que s’acostarà al clímax.

Successions Espacials

En les successions espacials, la diferència entre els estadis es troba en l’espai, de manera que hi ha diferents graus de complexitat segons la zona dins d’un mateix ecosistema. La semblança és que l’ordre dels tipus d’éssers vius que van apareixent en la successió és el mateix.

Definició de Clímax i Complexitat

El clímax és l’etapa final d’una successió ecològica. S’assoleix quan l’ecosistema presenta la màxima complexitat i el màxim aprofitament del seu biòtop.

La complexitat d’un ecosistema depèn de l’estadi de la successió ecològica i dels factors ambientals i climàtics. Per tant, la complexitat en assolir el clímax no és igual en tots els ecosistemes.

Problemes Mediambientals Globals

Impacte i Abast dels Problemes Ambientals

Els problemes mediambientals tenen una importància a escala mundial. Per exemple, si un país és un dels principals emissors de clorofluorocarburs, contribueix a l’aprimament de la capa d’ozó, que té efectes nocius per a tot el planeta.

A més a més, els problemes mediambientals no tenen una importància només espacial, sinó també temporal, perquè aquests són “heretats” per les generacions posteriors.

Principals Problemes Mediambientals

• Superpoblació
• Exhauriment dels recursos naturals
• Aprimament de la capa d’ozó
• Efecte hivernacle i canvi climàtic
• Pluja àcida
• Erosió i desertització
• Urbanisme i residus urbans
• Pèrdua de biodiversitat i desforestació
• Contaminació del medi

La Biodiversitat

La biodiversitat és la diversitat d’organismes d’un ecosistema o d’un bioma. La seva disminució es veu afavorida per l’alteració dels ecosistemes, com ara l’arribada d’una plaga, un incendi o la desforestació.

Canvis i Adaptacions en els Ecosistemes

Canvis Rítmics i Fluctuacions

Els canvis rítmics tenen un origen astronòmic i corresponen al cicle dia-nit i al cicle estacional, durant els quals varien les condicions ambientals (temperatura, humitat, radiació solar, etc.).

Les fluctuacions, en canvi, no són clarament rítmiques, ja que no tenen un origen astronòmic. Són, per exemple, l’alternança arítmica de períodes secs i humits, o càlids i freds, que poden durar anys i fins i tot dècades.

Adaptacions Biològiques

Hibernació

Conjunt de fenòmens biològics provocats per l’hivern en alguns animals per resistir el medi desfavorable. Inclouen:

• El ritme corporal minva.
• La temperatura corporal disminueix.
• La freqüència cardíaca i respiratòria es fan més lentes.
• L’animal dorm i no menja ni es mou.

Letargia

Estat d’inactivitat pel qual passen determinats animals quan les condicions del medi són desfavorables, tant a l’estiu com a l’hivern.