1- IntroduccióLa Terra està formada per diferents capes:

atmosfera, litosfera, hidrosfera i biosfera.Aquesta última constitueix la part viva de la

Terra, tant prima i fràgil com important.Que ha fet la biosfera d’important: Posar

oxigen a la Terra, això ha modificat al seu torn la litosfera i la hidrosfera (oxidacions)

ECOSISTEMA = BIÒTOP + BIOCENOSI

L'energia que fa funcionar els ecosistemes és l'energia solar. Del sol arriba tota l'energia que permet que l'ecosfera estigui formada d'organismes vius tal i com ara els coneixem. Els components del sistema són els organismes que en formen part i tots els materials i recursos necessaris perquè l'ecosistema tingui les característiques que l'identifiquen i el diferencien d'altres.

CONCEPTESS'anomena nínxol ecològic (“ofici”) d’una

espècie, al conjunt de circumstàncies, relacions amb l'ambient, connexions tròfiques i funcions ecològiques que defineixen el paper d’una espècie dins l'ecosistema.

Vegeu aquest exemple on cada espècie de sargantana s'ha especialitzat en la caça d'insectes de diferents mides, malgrat compartir nínxol.

Les espècies que pertanyen al mateix nínxol ecològic, tenen els mateixos predadors, s’alimenten el mateix i són afectades per les mateixes variables ambientals. Estableixen una relació de competència

Si hi ha una forta competència entre dos espècies disminueix l’amplitud dels seus nínxols ecològics

El nínxol ecològic permet que en un àrea determinada convisquin moltes espècies herbívores o carnívores o omnívores, havent-se especialitzat cadascuna en una determinada planta o presa, sense fer-se competència unes a altres. Això s’ha assolit a través d’un llarg procés d’especialització i adaptació.

Hàbitat (“l’adreça”): Conjunt de llocs on pot viure una espècie.

Hi ha espècies que viuen en hàbitats similars, pertanyen al mateix grup taxonònic i comparteixen nínxol eològic, però ocupen àrees biogeogràfiques diferents. Si arriben a desparerèixer aquestes barreres s’estableix una relació de competència o de coexistència (Rates, exemple llibre)

L’hàbitat del gat salvatge – Felix sylvestris - són els boscos caducifolis de muntanya, mentre que el seu nínxol és el de ser caçador nocturn de rosegadors

NútricióAutòtrofs: Fotosintètics i quimiosintètics:

Plantes, algues, cianobacteris, bacteris que fan la fotosíntesi anoxigènica i bacteris quimiosintètics (ex: Nitrificants)

Heteròtrofs:Digestió interna: Animals i protozousDigestió externa: Fongs i bacteris.

S’estableixen unes cadenes alimentàries entre ells i cada baula representa un nivell tròfic

2- Flux de matèria i energia:Nivells tròfics Els organismes autòtrofs. Són els pilars bàsics de

tots els ecosistemes. Productors primarisEls herbívors, que mengen els vegetals.

Consumidors primaris Els carnívors, que mengen altres animals.

Consumidors secundaris. Els organismes descomponedors .Fongs i

bacteris: Són els que digereixen la matèria orgànica, transformant-la en humus i finalment en matèria inorgànica. Fan digestió externa.

Transformadors, converteixen els compostos inorgànics dels anteriors amb compostos directament utilitzables pels productors. Bacteris

Altres nivellsDetritívors:S’alimenten de fragments de les

restes d’animals i plantes.Ex: Cucs de terraCarronyaires: S’alimenten de cadàvers. Ex: VoltorSuperdepredadors. Depredadors de carnívors.

Ex: Àguila

En resum és pot parlar de consumidors terciaris, quaternaris...i es pot parlar de la via

Carronyaires Detritívors Descomponedors

No ho comfonguis!!!!

Hàbitat Nínxol ecològic Nivell tròficLloc (espais) que ocupa dins l'ecosistema. Condicions ambientals de l'ecosistema que li són favorables.

Estratègies de supervivència.Funció dins l'ecosistema

Posició que ocupa en la cadena tròfica, de qui s'alimenta i a qui alimenta dins l'ecosistema

Productors primaris: Fixadors de l’energia del sol mitjançant la fotosíntesi a través de la clorofil.la

3- Cadenes i xarxes tròfiquesCadena tròfica: És el procés de transferència

d’energia a través d’una sèrie d’organismes

Xarxa tròficaConjunt de cadenes tròfiques d’un ecosistema

ANTÀRTIDA

Xarxa tròfica del sòl

Cicle de matèria i energiaTerra: la matèria descriu un cicle. Es reciclaEnergia:

Productors primaris: Sol----energia química Energia química: S’utitlitza per a fer funcionar l

´ecosistema (creixement ) i al final Passa a energia calorífica (Respiració i fermentació)

L’energia disponible per a cada nivell tròfic superior va disminuint.

Flux energia

La Matèria és recicla

4- Biomassa i ProduccióUna part de l’energia que es fixada es

consumeix amb la respiració i no s’incorpora. De l’energia fixada per cada nivell tròfic tan sols un 10% es aprofitada pel nivell següent

BIOMASSA: Quantitat de massa de matèria viva o morta en un moment determinat. Es mesura en kg/ha en els ecosistemes terrestres i en kg/m3 en els aquàtics

PRODUCCIÓEns mesura la taxa de renovació de la

biomassa, és a dir l’increment de biomassa en un temps determinat. Ens dona una idea de la quantitat de biomassa que passa al següent nivell tròfic.

Unitats de mesura en els ecosistemes terrestres: kg/ha/any

Producció neta: Quan hem restat a la producció total la part consumida en la respiració/fermentació

Taxa de renovació Producció/BiomassaEns indica la velocitat de renovació de la

biomassa.

Temps de renovació Biomassa/ProduccióEns indica el temps que triga en renovar-se

tota la biomassa.

ExemplesFitoplàncton:

Les algues i cianobacteris unicel.lulars del fitoplàncton dupliquen la seva biomassa cada 24 hores. Es a dir la seva taxa de renovació (P/B) és molt elevada. Poden mantenir una elevada abundància malgrat el zooplàncton en consumeixi en elevades quantitats.

Vegetals terrestres: La taxa de renovació no és tan elevada. Els arbres per terme general fan fulles i fruits una vegada l’any. Per tant la proporció entre el que es pot retirar i la biomassa és molt petit

Ecosistemes equilibratsLa producció d’un nivell tròfic ha de ser igual

a l’explotacióLa producció d’un nivell tròfic és el 10% de la

producció del nivell anterior.Exemple: Bosc del llibre (p.175)Conclusió: A un animal li surt més profitós

alimentar-se de plantes que d’animals.Això explica perquè són més vlnerables els

animals que els troben en els llocs més alst de les xarxes tròfiques (Linx, catxalots)

5- Piràmides tròfiquesJa sabem que únicament un 10% de l'energia passa d'un nivell tròfic al següent. Si volem representar i comparar el diferents nivells tròfics d'un ecosistema apareixeran com una torre de pisos de magnitud decreixent, més o menys com una piràmide

Piràmide de Biomassa

Piràmide de biomassa invertida. Es pot explicar a partir d'una taxa de renovació més ràpida dels productors primaris (Fitoplàncton)

Piràmide de producció

Aquest tipus de piràmide no pot invertir-se en cap cas, ja que l'energia que posseeix un nivell que sustenta un altre és sempre major. Recordeu la regla del 10%.

Producció Primària i secundàriaPPN (producció primària neta)= PPB

(Producció primària bruta-Ra (Respiració autòtrofs fotosintètics)

PS (Producció Secundària) = Producció dels consumidors, descomponedors i transformadors.

PNE (Producció neta de l’ecosistema)= PPB - (Ra + Rh)

PNE = 0. Ecosistemes MadursPNE>0. Ecosistemes JovesPNE<0. Ecosistemes contaminats:

Eutrofització: En ambients aquàtics amb exessiva quantitat de nitrats i fosfats el fitoplàncton prolifera i esgota l’oxigen que no està a disposició del zooplàncton i per tant els peixos acaben per desaparèixer. Marea roja

Peixos de riu morts

Medi Marí

Flux d’energiaL’energia que arriba a les altes capes de l’atmosfers és de 2 cal/cm2.min (Constant solar)

Energia de l’ecosistemaEl 45% de l’energia incident del sol arriba a la

superfície de la TerraPRODUCTORS:Tan sols el 0,1% de l’energia solar es transforma en

energia química via fotosíntesi.Causa de la poca eficiència: manca de fosfats,

nitrats i aigua ( en els ecoistemes terrestres ).Producció mitjana ecosistemes terrestres:

300gC/m2.anyProducció mitjana ecositemes aquàtics:

100gC/m2.any

CONSUMIDORS:•1% de la biomassa total

•Regla del 10%: L’energia disponible és el 10% de la producció del nivell inferior

•Áliment ingerit pels animals:

-70% respiració-20% descomponedors-10% creixement i reproducció (producció: disponible pel següent nivell)

On va la biomassa no disponible?Descomponedors

Matèria orgànica no ingerida ni assimilada: carronyaires o necròfags (també copròfags)-detritívors-descomponedors (fongs i bacteris)-transformadors

Selves: 90% producció vegetal: via descomponedors.

Ecosistemes terrestres: biomassa bacteris>biomassa animals

Ecosistemes aquàtics: Biomassa bacteris similar a la dels animals

DESCOMPONEDORSPer què la cadena alimentària productors- hervíbors-

carnívors és tan poc eficient?

- Tota la PP no es consumida pels hervíbors, ni tota la d’aquests es consumida pels carnívors.

- No totes les estructres són assimilables pel nivell tròfic següent. Ex: cel.lulosa

- No tot l’aliment s’inverteix en producció( pèrdues per respiració)

- No tota la producció perdura en l’individu: estructures que es van renovant (mudes, pèls, ungles...)

Exemple: Flux d'energia en un ecosistema terrestre (energia expressada en kcal.m-2.dia)

1) Compareu els valors de la producció primària neta amb els de la producció secundària neta. Justifiqueu les diferències.

2) Justifiqueu, amb l'ajut de la informació de l'esquema, el fet que el nombre de nivells tròfics de qualsevol ecosistema sigui limitat.

3) Comenteu quin camí seguirà a l'ecosistema la biomassa vegetal i la matèria continguda als excrements dels herbívors. Quins oganismes hi participen?

1) L'alumnat ha d'observar i comentar que al llarg dels diferents nivells tròfics d'un ecosistema es produeixen pèrdues d'energia per respiració i també pèrdues en forma de biomassa no assimilada o no utilitzada. Aquestes pèrdues es produeixen sempre en qualsevol ecosistema i determinen que hagi una important diferència entre els valors de producció neta primària i els de secundària. L'alumnat ha de reconèixer que aquesta diferència entre un i altre nivell és d'un 10%. Segons la regla del 10% l'energia que passa d'un nivell tròfic a un altre és aproximadament un 10% de l'energia acumulada en ell. Cal valorar positivament el fet que algun alumne/a calculi que 4 (producció secundària neta) és el 10% de 40 (producció primària neta)

sts organismes a l'ecosistema.

2) L'alumnat ha de fer referència al fet que les importants pèrdues que es produeix en el trànsit d'energia d'un nivell a un altre en forma de processos respiratoris, matèria no utilitzada i matèria no assimilada, impedeixen que hi hagi un número il·limitat de nivells tròfics, donat que s'arriba a una situació en què l'energia emmagatzemada en forma de producció neta no és suficient per mantenir individus de nivells tròfics superiors.

3) L'alumnat ha de raonar que aquesta matèria orgànica serà transformada en diversos compostos inorgànics per l'acció dels organismes descomponedors (principalment bacteris i fongs) de forma que podran ser aprofitats pels productors i retornar a les xarxes tròfiques. (Es valorarà positivament el fet que l'alumne/a parli d'organismes copròfags, necròfags, detritívors, però no serà exigible) Cal que l'alumnat remarqui la important funció que desenvolupen aque

Bioma: Ecosistema que ha assolit un estat màxim de desenvolupament i equilibri i roman com a tal, amb les seues particularitats diferencials, condicionat pels fàctors climàtics de la regió on es troba. En aquest enllaç podeu estudiar els principals biomes de la Terra.

Ecosistemes aquàticsZona fòtica: Iluminada i amb oxigen. Limitada

pels nutrients: Fòsfats i nitrats.Zona afòtica: Cadena descomponedors.

Reciclatge de nutrientsFitoplàncton: Elevada taxa de renovació.

Estructures per mantenir la flotabilitat ( no tenir llum significa la mort!!!)

Zones d’aflorament: Zones on els nutriens afloren a la superfície degut a les corrents oceàniques i als vents. Això suposa una gran abundància de pesca

Zones d’aflorament

Upwelling areas

Que frena la PP ?Disminució de la llum en profunditat

Elsnitrats i fosfats es troben en profunditat

Manca d’oxigen en zones profundes. Això ocorre principalment en zones amb gran aport de matèria orgànica: Els bacteris acaben amb l´oxigen i l’aigua es “podreix” (fermentació).

Ecosistemes terrestresPlantes: Estructures perdurables per on

circulen els nutrienst (troncs i branques)Limitació d’aigua: Energia que mou l´aigua

(evapotranspiració i capilaritat)Organització vertical (llum) i horitzontal

(muntanyes i valls)

Comparem:AQUÀTIC TERRESTREPP passa al zooplànctonPP s’inverteix en

reproduccióReciclatge de matèria

lent: PP 100 gC/m2.anyTaxa renovació

fitoplàncton ràpidaClorofil.la= 0,01-0,1g/m2

PP passa als detritívorsPP s’inverteix en

creixementPP: 300 gC/m2.any

Taxa renovació de les fulles i troncs lenta

Clorofil.la= 0,5-1g/m2

6- L'ecosistema en el temps: Successió ecològica

Tot ecosistema, com qualsevol sistema dinàmic, va canviant amb el transcurs del temps. Definim successió ecològica com un conjunt de canvis seqüèncials, no cíclics, de durada variable que poden produir variacions profundes en les característiques de l'ecosistema original La successió ecològica manifesta la tendència a l'autoorganització . S'anomena clímax a l'ecosistema que es forma al final de la successió

6- L'ecosistema en el temps: Successió ecològica

Successió primària: Aquella que s’inicia en un àrea on abans no existia cap biocenosi; por exemple, zones de deltes que s’estan formant, illes volcàniques d’origen recent, etc

Succesió secundària: es desenvolupa en una zona on han existit comunitats sotmeses a un procés de regressió. El biotop havia estat ocupat anteriorment per una altra comunitat que va ser destruïda (foc, cultius, tales, etc); sempre queden però, llavors o formes de resistència que regeneren l'ecosistema.

Per exemple, després d'un incendi, hi ha plantes adaptades a rebrollar gràcies a òrgans subterranis (espàrrecs, plantes bulboses) o aèris (surera, olivera), o bé a partir de llavors (pi)

Vídeo successióUN altre video successió

Característiques successionsPrimeres espècies: Estratègia rDesprés van arribant espècies amb estratègia

K : Arrels llargues, llavors, fruits...Cicle vital llargP/ B es va reduint. La comunitat quan arriba al

seu clímax té una PN=0 i ha arribat a la màxima biomassa. Tenim un ecosistema madur.

La diversitat i complexitat augmenten (adaptacions)

Ecosistema estable: Independent de les variacions del medi.

7- CICLES BIOGEOQUÍMICS. Animacions

- L'energia flueix unidireccionalment en els ecosistemes perquè és captada inicialment pels productors i es dissipa finalment en forma de calor.- El cicle de la matèria forma un sistema tancat en el qual flueixen de manera cíclica, ja que la quantitat de matèria existent al planeta sempre és la mateixa (sense considerar l'aportació exígua dels meteòrits).Aquests elements estan disponibles a la biosfera, en més o menys quantitat, i poden formar part de la matèria viva o de la matèria inerta (roques, gasos de l'atmosfera, substàncies dissoltes en aigua, etc), segons la forma química sota la qual es presenten.

El cicle descrit a l'esquema, el mostra sense els efectes de les transformacions produïdes per l'home per donar una idea de què aquest és un cicle on els organismes tenen un paper central des de l'inici de la vida.

A la biosfera el fòsfor es comporta com un element preciós, un nutrient que les plantes (i també els animals) procuren no perdre, utilitzar-lo molt eficientment; un veritable tresor que amb les seves incomptables voltes és un element clau per mantenir la vida a la Terra, per fer funcionar la biosfera.

CICLE DEL NITROGEN

Webs d’interèsWeb CTMAEcologia UB