Ecologia i Ecosistemes: Cicles, Cadenes i Relacions Tròfiques
Ecologia i Ecosistemes
Introducció a l'Ecologia
L'ecologia és la ciència que estudia els éssers vius i el lloc on habiten, és a dir, els ecosistemes. Un ecosistema és el conjunt de matèria i energia que interactuen en un ambient determinat.
Matèria i Energia
La matèria és limitada i es pot reciclar. Existeixen dos tipus de matèria:
- Matèria inerta (elements abiòtics): com les roques.
- Matèria orgànica (elements biòtics): com els animals i les plantes.
L'energia principal prové del sol, una font d'energia il·limitada. Els éssers autòtrofs capten una petita part de l'energia solar mitjançant la fotosíntesi. La major part de l'energia es perd en forma de calor.
Obtenció de Matèria i Energia
Els organismes obtenen energia a partir de les molècules orgàniques.
- Autòtrofs: Són capaços de formar matèria orgànica que després utilitzen per a les seves funcions vitals.
- Heteròtrofs: Necessiten l'energia dels productors, ja que no tenen la capacitat de produir-la. S'anomenen consumidors: primaris, secundaris i terciaris. Els descomponedors transformen la matèria orgànica en matèria mineral.
Aquesta seqüència s'anomena cadena tròfica.
Cadenes i Xarxes Tròfiques
Les cadenes tròfiques representen gràficament la transferència de matèria i energia entre els organismes d'un ecosistema mitjançant fletxes.
Les xarxes tròfiques representen totes les interrelacions tròfiques entre els components d'un ecosistema. Són un conjunt de cadenes tròfiques interconnectades que expressen totes les possibles relacions alimentàries.
Piràmides Ecològiques
Les piràmides ecològiques representen la pèrdua d'energia i matèria en els éssers vius. Hi ha tres tipus:
- Piràmide d'energia: Representa l'energia que hi ha en cada nivell i la que es transfereix als nivells superiors.
- Piràmide numèrica: Representa el nombre d'individus de cada nivell tròfic.
- Piràmide de biomassa: Representa la quantitat de matèria orgànica de cada nivell.
Cicles Biogeoquímics
Cicle del Fòsfor
Les plantes absorbeixen el fòsfor en forma de sals minerals. Quan els éssers vius moren, el fòsfor torna al medi terrestre i el cicle torna a començar.
Cicle del Carboni
El carboni passa dels productors a la resta d'éssers vius a través dels aliments. La respiració i la putrefacció el retornen a l'atmosfera en forma de gas.
Cicle del Nitrogen
El nitrogen prové dels éssers vius, dels excrements i dels cadàvers, que són transformats en compostos aprofitables per a les plantes.
Autoregulació i Poblacions
L'autoregulació es refereix als factors abiòtics i biòtics que limiten el creixement indefinit de les poblacions d'un ecosistema. Els factors abiòtics inclouen la superfície del sòl, la llum, la temperatura i l'aigua. Els factors biòtics inclouen les relacions, especialment les tròfiques.
Les plagues són organismes considerats perjudicials que produeixen malalties o perjudiquen els cultius. Poden desaparèixer per canvis ambientals, depredadors o paràsits.
Una població és el conjunt d'éssers vius de la mateixa espècie que viuen en el mateix ecosistema. Les seves dimensions poden créixer fins a un límit i després es mantenen constants.
Els factors que limiten el creixement poden dependre de la densitat de la població (com les malalties) o ser independents (com la temperatura i la llum).
Relacions entre Organismes
- Depredació: És un factor limitador de la dimensió de la població, ja que els depredadors s'alimenten dels individus vells i malalts.
- Competència: Quan la població és petita, els recursos són abundants, però si augmenta, escassegen.
- Estrès: Quan augmenta molt la densitat de població, els individus poden patir estrès.
Fluctuacions i Estratègies de Supervivència
Les fluctuacions són els canvis periòdics en el nombre d'individus d'una població.
L'estratègia de supervivència és la manera com els organismes utilitzen la seva energia per reproduir-se. Hi ha dos tipus:
- Taxa elevada de reproducció i poca acumulació de reserves energètiques.
- Taxa baixa de reproducció i gran desenvolupament.
Els organismes que viuen en llocs amb condicions més estables tenen grans dimensions i maduren i es reprodueixen més lentament.