Ecosistemes: Factors Biòtics i Abiòtics, Adaptacions i Més

Medi ambient i ecosistemes

El medi ambient és el conjunt de condicions en què existeix un ésser viu o una comunitat. Hi ha dos tipus de factors en el medi:

• Abiòtics: Són de naturalesa fisicoquímica i formen el biòtop.
• Biòtics: Són de naturalesa biològica, és a dir, els éssers vius i formen la biocenosi (conjunt de poblacions que habiten al biòtop).

El conjunt de biòtop i biocenosi i les relacions que s'estableixen entre ells formen un ecosistema.

Característiques de l'ecosistema

1. Format per elements o components.
2. Cada component té una forma i una funció dins del sistema.
3. El sistema no és la suma dels components, és una cosa més complexa.
4. El canvi que afecta a un component afecta tots els altres components i repercuteix, per tant, en la forma i el funcionament de tot el sistema.
5. No tots els canvis afecten de la mateixa manera el conjunt del sistema; hi ha canvis que el sistema no pot assumir.
6. Funciona a base que l'energia i la matèria s'intercanvien entre els seus components.
7. Hi ha sistemes oberts (reben energia i matèria de l'exterior) i tancats (reben només energia).
8. Té mecanismes de regulació per restablir l'equilibri davant els canvis.
9. Està format per subsistemes.

Biosfera i Ecotons

La biosfera és el conjunt format per tots els éssers vius que habiten a la Terra.

De vegades, el pas d'un ecosistema a l'altre es nota molt (ecotó), que és la zona de trànsit entre un ecosistema i un altre. És molt important perquè té característiques d'un ecosistema i un altre. Són zones de molt intercanvi d'energia i canvien, no són estables. Acostumen a tenir gran varietat de formes vives.

Biòtop i els seus components

El biòtop és l'espai ocupat per la biocenosi. Té dues parts:

• El medi: conjunt de fluids que envolta els organismes. Els dos fluids més importants són l'atmosfera (medi aeri) i l'aigua (medi aquàtic). Entre ells hi ha gran intercanvi de matèria i energia, que té com a conseqüència una distribució més uniforme de la temperatura i dels nutrients del planeta.
• El substrat: és la superfície que serveix de suport pels organismes (ex: sòl, superfície de l'aigua...).

Factors ambientals i limitants

Els factors ambientals condicionen el medi.

Factors limitants: són aquells que tenen uns valors molt pròxims als marges de tolerància d'una espècie (ex: manca d'aliments).

Espècies euroiques: tenen marges de tolerància molt amplis a un determinat factor.

Espècies estenoiques: tenen marges de tolerància molt estrets a un determinat factor.

Factors abiòtics

1. Llum
2. Temperatura: La major part de l'energia que ens arriba prové del sol i aquesta energia es mesura en ºC (temperatura) o en calor (calories). Aquesta energia es reparteix d'una manera desigual. Aquesta distribució depèn de tres factors: l'altitud, la latitud i la proximitat o llunyania de les masses d'aigua, que regulen la temperatura (per això a les ciutats amb mar la temperatura no és tan extrema com en les interiors). En els continents les oscil·lacions de temperatura són més exagerades que en el medi aquàtic. En el medi aquàtic, les temperatures oscil·len menys a causa de l'efecte termoregulador de l'aigua. El sol escalfa les capes superficials de l'aigua i aquesta calor es va transmetent a les capes interiors. Però quan no es pot transmetre més aigua, es torna freda i passa de temperatura calenta a temperatura freda (termoclina). La profunditat d'aquesta termoclina pot variar en funció dels cicles estacionals i té una gran importància per a la distribució dels nutrients i dels organismes. La vida sol distribuir-se en uns marges de temperatura que oscil·len entre 0ºC i 50ºC però hi ha organismes que superen aquests límits:

• Criòfils: organismes que habiten en temperatures molt baixes (ex: algues de la neu).
• Termòfils: organismes que habiten en temperatures molt altes (ex: arqueobacteris).

Els organismes es distribueixen en funció dels seus mecanismes d'adaptabilitat als diferents marges de temperatura:

• Espècies euritermes: s'adapten a amplis marges de temperatura.
• Espècies homeotermes: tenen mecanismes de regulació que fan que la seva temperatura sigui constant (ex: cetacis, mamífers, aus...).
• Espècies poiquilotermes: no tenen mecanismes de regulació; la seva temperatura externa depèn molt de l'exterior (ex: abelles, que produeixen calor movent les ales, o rèptils, que tenen pigmentació a la pell i comportament helioregulador).
• Espècies estenotermes: s'adapten a marges de temperatura molt estrets.

Hi ha plantes (com l'Arum italicum) que durant la floració produeixen calor. Aquestes plantes endotèrmiques (produeixen calor mitjançant processos metabòlics) disposen de mecanismes reguladors de la temperatura com els homeoterms.

Els augments de temperatures presenten avantatges en els organismes:

1. Augmenten la productivitat del treball físic (termocinèsia).
2. Acceleren les reaccions metabòliques.
3. Influeixen en la mida (a temperatures més baixes els organismes són més grans i tenen les extremitats més petites, probablement perquè el procés de divisió cel·lular es retarda i les cèl·lules tenen períodes G1 i G2 més llargs). Hi ha dues regles:

• La regla de Bergman: en les espècies homeotermes els individus d'una espècie determinada que viuen en zones fredes són més grossos que els individus de la mateixa espècie que viuen en zones càlides.
• La regla d'Allen: en els animals homeoterms les dimensions de les extremitats (orelles, cua, potes...) són més petites en ambients freds.

Salinitat pH Densitat Pressió Humitat: quantitat d'aigua que hi ha en un medi. La humitat d'un lloc està relacionada amb la quantitat d'aigua disponible. En el cas de l'atmosfera i el sòl, aquest valor no coincideix amb la quantitat absoluta d'aigua, ni depèn només d'aquest, sinó que a més s'han de tenir en compte altres factors com la temperatura, la pressió i la quantitat i tipus de substàncies dissoltes o en suspensió. Pel que fa al sòl, també n'hem de tenir en compte les característiques fisicoquímiques. En l'atmosfera, per calcular la humitat ambiental hem de mesurar la humitat relativa (Hr, quantitat total de vapor d'aigua que hi ha en l'aire g/m³) que equival a la relació entre la humitat absoluta (Ha) i la humitat de saturació x 100. Per assolir una humitat relativa del 100%, la quantitat de vapor d'aigua que necessitem variarà amb la temperatura. Segons la quantitat d'aigua ambiental que necessiten les plantes hi trobem:

• Plantes hidròfiles: necessiten viure en medis aquàtics. Tenen epidermis molt fines i molts estomes a les fulles per augmentar la transpiració. Presenten una part que sura a l'aigua (ex: llentia d'aigua).
• Plantes higròfiles: necessiten llocs molt humits per viure. Presenten també epidermis fines amb molts estomes i fulles amples per facilitar la transpiració.
• Plantes xeròfiles: viuen en ambients secs. Presenten adaptacions que tendeixen a disminuir al màxim les pèrdues per transpiració (tenen les fulles petites, amb pocs estomes, epidermis dures...). Tenen la saba concentrada en sals per absorbir més aigua.
• Plantes mesòfiles: intermig entre higròfiles i xeròfiles.

En la vegetació del bosc mediterrani és fàcil trobar una zonació dels diferents grups de plantes, segons es trobin més lluny o més a prop de l'aigua:

1. Dins el riu hi ha les higròfiles.
2. Després la vegetació de ribera (caracteritzada per hidròfits i mesòfits: àlbers, verns, pollancres, oms, etc.; tots amb fulles amples, tendres i caduques).
3. Els roures (de fulles més tendres i marcescents: tenen fulles que s'assequen però no cauen, sinó que perduren fins que apareixen altres fulles).
4. Plantes xeròfiles (alzines, pins, garrics, etc.; que tenen una fulla esclerofil·la: dura, especialment adaptada a la sequedat).

Mecanismes dels animals per viure en un medi amb escassetat d'aigua

1. Fecundació interna.
2. Desenvolupament embrionari en l'interior d'ous.
3. Presència de teguments impermeables per evitar la pèrdua d'aigua i la dessecació d'ous (ex: hi ha artròpodes amb citoesquelet de quitina).
4. Presenten un aparell respiratori intern (fet que fomenta l'intercanvi de gasos dins els pulmons i la sang).
5. En l'aparell excretor, els ronyons estan formats per nefrones que tenen una estructura i mecanisme per evitar la pèrdua d'aigua en l'orina.

Segons l'aigua que necessiten per viure, els organismes poden ser:

• Estenohídrids: poden viure en marges molt estrets d'aigua.
• Eurihídrids: marges més amplis.
• Poiquilohídrics: plantes que quan es queden sense aigua detenen el seu metabolisme i creixement fins que es tornen a hidratar.
• Homohídrics: mecanismes de regulació per estalviar aigua.