T7 dinàmica dels ecosistemes
62
BIOLOGIA II DINÀMICA DELS COSISTEMES
-
Upload
montsejaen -
Category
Education
-
view
778 -
download
6
Transcript of T7 dinàmica dels ecosistemes
BIOLOGIA II
DINÀMICA DELS
COSISTEMES
1. Estructura i dinàmica dels ecosistemes.
2. Interpretació i relació dels conceptes d’ecosistema, biòtop, biocenosi i població.
3. Interpretació de la selecció natural i l’adaptació com a resultat del procés de relació
entre biòtops i biocenosi (concepte general).
4. Relacions intraespecífiquers i interespecífiques (depredació, parasitisme,
competència, mutualisme i simbiosi).
5. Cicle de matèria i del flux d’energia com a motor dels ecosistemes.
6. Anàlisi de la producció primària i secundària. Importància de
la producció primària en el manteniment dels ecosistemes.
7. Representació i discussió de xarxes tròfiques en el context d’ecosistemes
8. terrestres i aquàtics.
9. Interpretació i relació dels conceptes de nínxol ecològic, nivell tròfic i biomassa.
Identificació i explicació de les relacions tròfiques que s'estableixen entre els seus
components.
9. Anàlisi i valoració del rol dels bacteris i fongs en el cicle de la matèria.
10. Reconeixement del caràcter de la biosfera com macroecosistema.
L’ESTRUCTURA DELS ECOSISTEMES
ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES
L’Ecologia
Relacions abiòtiques
BIOTOP
Medi
Substrat
Factors fq.
Relacions biòtiques
BIOCENOSI
Poblacions
Comunitat
L’ECOLOGIA és la ciència que estudia les relacions entre els
èssers vius i el lloc on viuen.
ECOSISTEMA ( oikos (lloc) sistema (organització): Conjunt de
diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions
de les quals es complementen en un grau variable
LA BIOSFERA
Tots els ecosistemes terrestres
intercanvien matèria i energia, així
doncs en últim terme:
L’Ecosistema més gran de la Terra és
la biosfera: Capa terrestre intengrada
per tots els éssers vius i les seves
relacions entre ells i amb el seu medi.
Ocupa la parte superficial de la litosfera, la hidrosfera i la partei inferior de
l’Atmosfera
La biosfera modifica el seu entorn per
fer-lo adequat a si mateixa
“Lovelock afirmaba la existencia de un sistema de control de la
temperatura, composición atmosférica y salinidad
oceánica debido a que la temperatura global de la Tierra ha
permanecido constante a pesar de la energía proporcionada por el
Sol; la composición atmosférica se mantiene constante, al igual que
la salinidad de los océanos. Para él, la amenaza real consiste en que
se alteren las zonas donde residen los circuitos primarios del control
planetario, es decir, el cinturón de las selvas tropicales y las
plataformas continentales.”
Concepte de nínxol ecològic i hàbitat
NÍNXOL
ECOLÒGIC
Conjunt d’estratègies que realitza per
nodrir-se, reproduir-se i relacionar-se, i els
límits de tolerància per tots els factors
d’una èspecie: és l’ofici que realitz<a
l’espècie a l’ecosistema
Mateix ninxol: COMPETÈNCIA
Conjunt de llocs on a causa de
les condicions fisicoquímiques
ambientals viu o pot viure una
espècie
Concepte de nínxol ecològic i hàbitat
HÀBITAT
Hàbitat del Tigre
Espècies vicàries o vicariants
Viuen en hàbitats semblants, pertanyen al mateix nínxol, però estan
separades geogràficament
En los islotes de la Reserva Natural (Pitiuses) hay unas
densidades de lagartijas «extraordinarias» si se comparan
con las del resto del Mediterráneo
Nivell tròfic
El nivell tròfic està marcat pel tipus de nutrició i d’alimentació d’una espècie
PRODUCTORS Plantes, protoctistes i bacteris quimio i
fotosintètics. Transformen la MI en MO
CONSUMIDORS Organismes heteròtrofs ( primaris, secundàris
superdepredadors).
Organismes sapròfits que s’alimenten de
restes i cadàvers i transformen la MO en MO
més senzilla. Bacteris, fongs
TRANSFORMADORSOrganismes que transformen la MO senzilla en
MI.
DESCOMPONEDORS
CICLE DE LA MATÈRIA
Cadena tròfica o alimentària
Seqüència d’organismes d’un ecosistema, cadascun d’un nivell
tròfic diferent, que s’alimenten els uns dels altres
Xarxa tròfica o alimentària
Sistema format per 2 o més cadenes tròfiques interconnectades.
La xarxa tròfica següent mostra les principals
relacions alimentàries que es donen en una
llacuna europea
1. Completeu la taula següent, indicant els
nivells tròfics presents en la xarxa i els noms
dels organismes de cada nivell.
2. Suposeu que una epidèmia elimina la
població de crancs de riu de la llacuna. [1
punt]
a) Com espereu que variï, a curt termini, la
població d’algues de la llacuna? I la de
bernats pescaires? Justifiqueu la resposta.
b) A llarg termini no és possible saber si la
població de carpes augmentarà o disminuirà
com a conseqüència d’aquesta epidèmia.
Expliqueu per què.
3. Com s'anomenen els organismes que tanquen el cicle de la matèria en qualsevol
ecosistema? A quins regnes pertanyen?
Cicle de la matèria i flux de
l’energia
E. LLuminosaE.Química
E.
Calorífica
En un Ecosistema no entra ni surt matèria, pero entra i surt l’energia
Paràmetres per l’estudi de la
dinàmica dels ecosistemes
Paràmetres que s’utilitzen per quantificar com és el cicle de la matèria i
el flux d’energia en un ecosistema.
BIOMASSA
PRODUCCIÓ
Massa total d’organismes, a nivell
d’ecosistema, de nivell tròfic… g(pes
sec)/unitat de S o V. ( també gC o Cal /S oV)
Augment de la Biomassa per un itat de T
(g/m2.dia, Kg/ha.any)
Els organismes tenen una producció bruta i
una producció neta després del que s’ha
gastat amb la respiració o fermentació. És el
que queda disponible pel següent nivell tròfic.
Paràmetres per l’estudi de la
dinàmica dels ecosistemes
Paràmetres que s’utilitzen per quantificar com és el cicle de la matèria i
el flux d’energia en un ecosistema.
PRODUCTIVITAT O
TAXA DE
RENOVACIÓ
TEMPS DE
RENOVACIÓ
Relació entre la producció i la biomassa. És el valor de la
velocitat de renovació de la biomassa (taxa de
renovació) o sigui, la proporció de biomassa que es
renova per unitat de temps. Permet saber la proporció de
biomassa que es pot retirar sense perill per l’ecosistema (
grau d’explotació)
Producció=Producció
Biomassa
Temps necessari per que es renovi la BM, per que la
producció iguali la BM.
Temps de renovació=Producció
Biomassa
Paràmetres per l’estudi de la
dinàmica dels ecosistemes
Paràmetres que s’utilitzen per quantificar com és el cicle de la matèria i
el flux d’energia en un ecosistema.
EFICIÈNCIA
Relació entre el que ha produït un organisme i el que hi
ha entrat. S’expressa en %
Eficiència en animals=Δ de BM corporal
BM d’aliment ingeritx 100
Ecosistemes equilibratsPRODUCCIÓ = EXPLOTACIÓ o COMSUM del nivell tròfic següent
L’equilibri d’un ecosistema depèn de les produccions dels diferents nivells
tròfics, l’equilibri es dóna quan a cada parella de nivells tròfics la
producció d’un és
aproximadament igual al
consum de la següent.
Per norma general la
producció d’un nivell tròfic és
del 10% de la producció del
nivell anterior, que li
serveix d’aliment.
REGLA del 10%
Observeu la següent figura, que
mostra el 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.
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.
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.
2) Justifiqueu, amb l'ajut de la informació de l'esquema, el fet que el nombre
de nivells tròfics de qualsevol ecosistema sigui limitat.
Les importants pèrdues que es produeixen 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) Comenteu quin camí seguirà a l'ecosistema la biomassa vegetal i la
matèria continguda als excrements dels herbívors. Quins oganismes hi
participen?
Aquesta matèria orgànica serà transformada en
diversos compostos inorgànics per l'acció dels
organismes descomponedors (principalment bacteris i
fongs,( copròfags, necròfags, detritívors)) de forma que
podran ser aprofitats pels productors i retornar a les
xarxes tròfiques.
.
Les fluctuacions de la producció
La producció i la Biomassa
Diferència entre la producció de dos nivells consecutius 10%
La biomassa d’un nivell tròfic no depèn de la BM del nivell
inferior, sinó de la producció del nivell inferior.
La biomassa de cada b¡nivell pot ser diferent, ja que depèn de la
velocitat a la que es renova
Piràmides de producció,
biomassa i nombres
Piràmide de producció
Representació gràfica de la producció dels diferents nivells
tròfics. La dels quals és proporcional a la producció. Es
esglaons es situen ordenadament
Piràmide de biomassa
Representació gràfica de la biomassa dels diferents nivells
tròfics. La forma pot no ser d’una piràmide
Piràmide de nombres
Representació gràfica en forma de piràmide en la que es
representen el nombre d’individus de cada nivell tròfic.
En l'ecosistema de l'esquema (modificat de la "Història dels Països Catalans")
està representada una cadena tròfica marina.
a) Indiqueu quin nivell tròfic correspon a
cada un dels grups d'organismes que es
representen en aquesta cadena.
GRUP
D'ORGANISMES
NIVELL TRÒFIC
fitoplàncton
zooplàncton
nècton
humans (pesca)
bacterisb) Indiqueu la importància dels
bacteris en el cicle de la matèria.
c) Aquesta gràfica representa la piràmide de biomassa d'aquest ecosistema. Indiqueu
a la mateixa, les xifres de biomassa que corresponguin a cada nivell. Expliqueu com
és possible la sostenibilitat d'aquest ecosistema.
Producció primària i secundària
PP Producció dels organismes
Productors Autòtrofs.
PPN = PPB – Ra ( respiració )
PPN queda disponible pel
següent esglaó.
Producció primària i secundària
PS Producció dels organismes
Consumidors, (descomponedors i
transformadors)
Augment de BM/temps dels nivells
superiors.
Producció neta de l’ecosistema.
PNE Diferència entre la PPB i el consum en respiració de productors Ra i
Consumidors, (descomponedors i transformadors), Rh
PNE = PPB – (Ra + Rh)
PNE = 0 Ecosistema estable, és el que passa en els ecosistemes madurs.
PNE > 0 Ecosistema que està creixent, augmenta la biodiversitat i la
complexitat. Típic en ecosistemes joves.
PNE < 0 Ecosistema que disminueix cap a menys diversitat i menys
complexitat, Les espècies van desapareixent per manca d’aliment.
Uns estudiants fan una recerca sobre una bassa d’aigua que ha aparegut fa unes
setmanes en un gran sot d’una pedrera abandonada. Han estudiat mostres de l’aigua i
han observat que abunda una alga unicel·lular.
1. La biomassa de l’alga representa 0,2 g /m2 (pes sec). Sabent que la població
sencera es renova per terme mig cada 5 dies (l’alga es reprodueix ràpidament), trobeu
quina seria la producció neta anual
El problema es basa en conèixer i saber aplicar el concepte de producció i taxa
de renovació a partir de les dades:
365 dies any/ 5 dies = 73 vegades es renova la població en un any.
Aleshores 73 · 0,2 g /m2 = 14,6 g/m2/any.
Flux de l’energiaConstant Solar: quantitat constant de radiació que arriba a les capes
altes de l’atmosfera: 2Cal/cm2.minut
42%9% 49%
Refexió 10% de les capes altes de
l’atmosfera
Absorció 2% a la capa d’ozó
Absorció 8% pel vapor d’aigua
Reflexió 30-40% pel s núvols
Absorció 5-20% pels núvols
100%
Als mars i oceans
escalfa l’aigua,
l’evapora i alimenta
el cicle de l’aigua
Als continents
augmenta la
temperatura de les
roques i retorna a
l’atmosfera en forma
de RIR. ( efecte
hivernacle)
L’energia dels Productors
0,1% transformat en energia química per la fotosíntesi
Producció mitjana dels
Ecosistemes terrestres
és d’uns 300gC/m2.any
50gC/m2.any deserts
1.500gC/m2.any boscos
100gC/m2.any
als oceans i
varia entre 50 i
300gC/m2.any
Constitueixen el
99% de la BM
L’energia dels Consumidors
Constitueixen 1% de tota la
biomassa
L’energia es tramet d’un
nivell tròfic a l’altre complint
la regla del 19%
100%
d’aliment
ingerit70%
gastat en
respiració
20%
producció
d’excrements
10% PP (creixement i
reproducció)
L’energia dels Consumidors
No tota la producció dels
productors se la mengen els
consumidors primaris
No totes les estructures
consumides són assimilables pel
nivells tròfic següent
No tot el que s’assimila s’inverteix
en producció (creixement i
reproducció) una gran part es
gasta en mantenir les estructures,
creca d’aliment, manteniment de
la temperatura....
No totes les estructures perduren
durant la vida dels organismes (
mudes, canvi de plomes, pel...
L’energia dels Descomponedors
Tota la BM que no ha estat menjada o assimilada
DESCOMPONEDORS
Necròfags o
carronyairesdetritívors
Els biomesSón grans comunitats ecològiques que s’estenen per àmplies zones
Biomes Terrestres Hipervincle
Els biomes
Biomes aquàtics
Aigua saladaAigua dolça
Lenítics ( aigues
quietes)
Lòtics ( aigues
corrents)
Zona fòtica
Zona afòtica
Fenòmen climàtic cíclic que provoca desastres a nivell mundial sobre
tot a les costes de sud amèrica Indonesia i Australia.
Aques fenòmen passa per Nadal al Pacífic
El Niño
Cicles BiogeoquímicsLa matèria descriu un cicle que passa d’un nivell a un altre
Cicle del Nitrogen
El Nitrogen és un dels factors limitants més importants dels ecosistemes perquè és un dels
bioelements essencials de la matèria viva (un dels quatre macrocomponents que representen
aproximadament el 99 % de la massa de la majoria de les cèl·lules), però que a la natura es troba
generalment en menys proporció que als ésser vius i de vegades en formes difícils d’utilitzar.
Cicle del Fòsfor
Cicle del Sofre
Les successions ecològiques
Una successió ecològica és un procès de substitució gradual d’unes
poblacions per unes altres en el transcurs del temps
Successió primària i secundària
FASE MEDI FÍSIC ÉSSERS VIUS
1 Escàs sòl, molta roca nua. Instal·lació de plantes herbàcies, molses, líquens
crustacis, gramínies i lleguminoses anuals.
2 Es va enriquint el sòl Existeix cada vegada més capa de
matèria orgànica.
Entre la pastura apareixen els primers matolls de petit
port i baixa talla.
3 El sòl té una potent capa de humus. Amb el pas dels anys, la diversitat va en augment.
S’instal·len ja matolls de gran port i s’inicia una
colonització d’espècies arbòries.
4 La riquesa de matèria orgànica és màxima. També és màxima la diversitat. S’instal·len arbres de fulla
caduca de diferents espècies, depenent del sòl. En els
clars del bosc existeix una gran riquesa florística i
abundant fauna. És la comunitat Clímax.
S.Primària
Estratègies de creixement
Successió primària i secundària
S.Primària
Successió primària i secundària
S.Secundària
Regularitats d’una successió
Augment de la biomassa total i molt principalment de les porcions menys
actives. Aquells organismes o parts d’organismes que tenen una taxa de
renovació molt lenta i un metabolisme molt baix augmenten relativament més que
uns altres. L’exemple més conspicu es troba en la vegetació, on la fracció
representada per la fusta augmenta progressivament en el transcurs de la
successió.
Augment de la producció primària. Dintre de la piràmide de tràfic d’energia, els
productors primaris són els quals més proliferen.
Regularitats d’una successió
Disminució de la relació producció primària/biomassa total, o sigui, retard
en la taxa de renovació del conjunt de l’ecosistema. L’estratègia de la k, a
llarg termini , resulta sempre superior a la de la r, sempre que l’ambient sigui
suficientment previsible o controlable.
Estructura més complicada de les comunitats i major segregació entre
espècies pròximes. Existeix un augment de diversitat. En el curs d’una
successió desapareixen algunes espècies, però noves espècies s’afegeixen en
major nombre.
Desenvolupament de tota classe de mecanismes d’homeòstasis. Els
sistemes més madurs ofereixen sempre una major constància de tots els seus
paràmetres globals o macroscòpics a través del temps. Probablement tal
qualitat es relacioni amb la seva capacitat d’organitzar l’espai. Els canvis de
temperatura, d’humitat, etc., queden molt esmorteïts dintre d’un bosc. La
concentració de nutrients en el mitjà fora dels organismes és molt baixa i
regular en els ecosistemes madurs.
Webs i vídeos d’interés
http://biologiaprofegustavo.blogspot.com.e
s/2011/04/ecosistema.html
https://www.youtube.com/watch?v=1foD34
28hsY#t=27
https://www.youtube.com/watch?v=CjsQ8v
wuLOw
