Conceptes clau en ecologia: Població, hàbitat i successions

Conceptes clau en ecologia

L'hàbitat i el nínxol ecològic

L'hàbitat és el lloc físic on viu una població i en el qual troba les condicions més adequades per a desenvolupar-se. El níxol ecològic és la funció que compleix una espècie en l'ecosistema.

Factors demogràfics

Densitat de població: és el nombre d'individus per unitat de superfície. Si la densitat té uns valors elevats, hi poden haver problemes de competència per l'aliment, i això pot dificultar la supervivència de la població.

• Taxa de natalitat: és el nombre d'individus que neixen per cada 100 individus de la població en un període de temps determinat.
• Taxa de mortalitat: és el nombre d'individus que moren per cada 100 individus de la població en un període de temps determinat.
• Taxa d'immigració: és el nombre d'individus que s'incorporen a la població procedents d'altres llocs per cada 100 individus de la població original.
• Taxa d'emigració: és el nombre d'individus de la població que l'abandonen per cada 100 individus del total de la població.

La vida en el medi terrestre

La vida en el medi terrestre presenta algunes particularitats:

• L'escassetat d'aigua provoca que els éssers vius que viuen en el medi terrestre tinguin estructures per a captar l'aigua i per a evitar la dessecació.
• En el medi terrestre es produeix una elevada oscil·lació de les temperatures perquè l'aire i la terra s'escalfen i es refreden més ràpidament que l'aigua.
• Com que la densitat de l'aire és més petita que la de l'aigua, els éssers vius que viuen en el medi terrestre desenvolupen estructures rígides per a poder aguantar-se.

Piràmide tròfica

La piràmide tròfica és una representació ordenada dels diferents nivells tròfics en forma d'escalons rectangulars. L'escaló inferior correspon al primer nivell tròfic i els següents escalons al nivell superior. Hi ha tres tipus:

• Piràmide de massa: cada escaló és proporcional a la massa de tots els organismes del nivell tròfic.
• Piràmide de número: cada escaló és proporcional al número d'organismes de cada nivell tròfic.
• Piràmide d'energia: cada escaló és proporcional a l'energia produïda per tots els organismes del nivell tròfic corresponent.

Cicle de la matèria

La circulació de la matèria en els ecosistemes s'inicia quan els productors realitzen la fotosíntesi i incorporen a l'organisme matèria procedent del sòl i de l'aire. Quan els productors són consumits pels herbívors i aquests són devorats pels carnívors, la matèria queda incorporada al cos d'aquests últims. Per tant, en les piràmides la matèria va passant de cada pis al superior. A més, en cada pis, els organismes que no són consumits seran descompostos quan morin. Aquest procés el realitzen els descomponedors, la funció dels quals és que la matèria que circula per la piràmide d'avall cap amunt torni al sòl i a l'aire, d'on procedia. Una vegada allà, la tornaran a agafar els productors i la incorporaran a la piràmide.

La utilització de la matèria és cíclica. El recorregut que segueix un element químic en la natura s'anomena cicle biogeoquímic. Els éssers vius incorporen aquests elements químics bàsicament a través de l'alimentació. Aquests elements tornaran a formar part de la matèria orgànica per l'acció dels organismes descomponedors. L'acció contínua d'aquests organismes permet que els elements circulin per les diferents capes de la Terra. Els cicles dels anomenats bioelements difereixen en la velocitat a la qual es produeixen. La velocitat dels cicles depèn del temps que necessiten les molècules per a descompondre's i poder tornar-se a incorporar a la matèria viva.

• Cicle del carboni: El carboni és captat de l'atmosfera pels organismes autòtrofs, en forma de CO2, i passa a pertànyer a la matèria orgànica amb la fotosíntesi. Els organismes autòtrofs i els heteròtrofs oxiden la matèria orgànica per a obtenir energia en processos com la respiració i produeixen CO2, que s'incorpora de nou a l'atmosfera.
• Cicle del nitrogen: Els bacteris fixadors del nitrogen fixen el nitrogen atmosfèric en forma de compostos orgànics que seran absorbits per les plantes. A partir d'això, el nitrogen passa a la resta dels organismes a través de les xarxes tròfiques. Les restes dels organismes que moren experimenten unes transformacions químiques que possibiliten que el nitrogen torni a l'atmosfera en forma de gas.

Biomassa, producció i productivitat

• Biomassa: és la quantitat total de matèria orgànica d'un ecosistema. Es mesura en grams o en kg de matèria orgànica per m².
• Producció: augment de la quantitat de biomassa de l'ecosistema per unitat de temps. Es mesura en grams o kg de matèria orgànica per m² i any.
• Producció primària: augment de biomassa per unitat de temps que es produeix en un ecosistema a causa de la síntesi de nova matèria orgànica per part dels organismes autòtrofs i depèn de la fotosíntesi.

(Productivitat = producció / biomassa)

Relacions entre els éssers vius

Relacions intraespecífiques

Relació entre individus de la mateixa espècie:

• Població familiar: formada per individus relacionats entre si per relacions de parentiu (goril·les, micos, lleons).
• Població estatal: agrupacions d'individus emparentats entre si i organitzats en castes amb diferents funcions (formigues, abelles).
• Població gregària: agrupacions d'individus que s'uneixen entre si per a aconseguir un fi comú (bancs de peixos, bandades d'aus).
• Població colonial: individus units entre si físicament que provenen del mateix progenitor inicial (coralls).

Relacions interespecífiques

Relacions entre individus de diferents espècies:

• Mutualisme: les dues espècies es beneficien (ocells que netegen les dents del cocodril).
• Simbiosi: relació entre dos individus que són beneficiats i que viuen físicament units (liquen (alga + fong)).
• Depredació: un individu devora a un altre, un es beneficia i l'altre es perjudica (lleó i cabra).
• Competència: quan dos individus lluiten per un mateix recurs.
• Parasitisme: quan un individu es beneficia i l'altre surt perjudicat però amb la diferència de la depredació, no mor (paparres, polls, puces).
• Comensalisme: un individu es beneficia i l'altre es queda indiferent.

Successions ecològiques

• Successió primària: el procés d'ocupació s'inicia sobre un terreny sense vegetació (roca).
• Successió secundària: el procés d'ocupació s'inicia sobre un sòl que ja estava poblat per espècies diferents (un camp de conreu abandonat, un bosc cremat...).

Estrategues de la r

• Espècies que resisteixen les condicions adverses com l'escassetat d'aigua i els sòls poc estructurats. Per aquest motiu, tenen una elevada mortalitat i la vida dels individus és curta.
• Es reprodueixen deixant molts descendents, per tal de compensar les pèrdues provocades per l'elevada mortalitat.
• Són exemples les espècies pioneres, com ara les molses, els líquens i les plantes herbàcies.

Estrategues de la K

• Espècies que necessiten condicions favorables, com ara aigua suficient, sòls ben formats... Per aquest motiu, la vida dels individus és més llarga.
• Deixen pocs descendents perquè, en millorar les condicions del medi, tenen una mortalitat baixa.
• Són exemples els organismes que no corresponen a espècies pioneres.

Característiques d'una successió

• Augment de la biodiversitat: Una vegada s'ha produït la colonització per part de les espècies pioneres, comencen a incorporar-se noves espècies vegetals i animals. Així, augmenta el nombre d'espècies i la densitat.
• Canvis en el medi: El sòl es va enriquint per l'activitat dels habitants de l'ecosistema i per la descomposició de les seves restes.
• Complexitat de les relacions tròfiques: Amb l'augment de la biodiversitat, es produeix un increment del nombre de nivells tròfics; d'aquesta manera, les cadenes i les xarxes tròfiques s'allarguen i es tornen més complexes.
• Estabilització de les poblacions: El creixement de l'ecosistema frena i s'estabilitza el nombre d'individus de cada població.

Plagues i control de plagues

Plaga: efectes perjudicials provocats per l'entrada massiva d'una espècie en un ecosistema en equilibri al qual no pertany.

Control químic de plagues

• Substàncies químiques que maten els éssers vius: plaguicides, pesticides, herbicides, etc.
• Avantatges: millora en el rendiment de les collites, permeten la lluita contra epidèmies (DDT erradica la malària).
• Inconvenients: produeix l'aparició de resistències, produeixen contaminació en el medi (sòl, aigua, aire) i perduren en el temps.

Control biològic

No es pretén la desaparició de l'espècie, sinó la seva disminució per a minimitzar els danys. És un mètode més lent però més respectuós amb el medi ambient. Cal fer estudis de la dinàmica de poblacions. La mosca Encarsia formosa s'alimenta de larves de mosca blanca. Les larves de marieta s'alimenten de pugons.

Exemple d'espècie invasora

Clotxina zebra: mol·lusc bivalve, d'aigua dolça o salobre, procedeix del Mar Negre i el Mar Caspi. No és comestible pel seu tamany petit i per la seva alta capacitat filtradora i acumulació de substàncies tòxiques. S'ha detectat en rius espanyols i els danys que produeix són: alimentar-se de fitoplàncton i competir amb altres espècies autòctones. La gran capacitat invasora li permet entapissar el llit dels rius, fet que impedeix el desenvolupament d'altres espècies que són aliment dels peixos.