Característiques dels ecosistemes

Com són els ecosistemes?

Què és un ecosistema?

Un sistema ecològic o ecosistema és una unitat bàsica de l’ecologia. Es defineix com un conjunt de relacions entre un conjunt d’éssers vius dins d’un medi físic en el qual habiten.

Parts dels ecosistemes

Per tant, un ecosistema està format per elements inanimats o abiòtics (aigua, minerals, llum solar, clima, etc.) i un conjunt d’elements animats o biòtics (plantes, animals, bacteris, algues…).

Un ecosistema ve determinat per la manera com es relacionen aquests elements, com flueix l’energia i els materials en el seu sí.

Elements de l’ecosistema

El medi físic d’un ecosistema es coneix com a biòtop, i el conjunt d’éssers vius que hi viuen es diu biocenosi.

La Biosfera, el conjunt d’ecosistemes

Qualsevol ecosistema és una unitat amb sentit propi, però que està oberta a altres ecosistemes més amplis, amb els quals es relaciona. Tots els ecosistemes del món estarien integrats dins d’un ecosistema comú anomenat Biosfera que comprèn a tot el Planeta Terra.

Així, per exemple, podem considerar un ecosistema format pels elements animats que es troben en un llac, integrat dins d’un ecosistema més gran format per un bosc d’alzines, al seu torn integrat dins d’un bosc mediterrani que constitueix un ecosistema parcial de tot l’ecosistema de la Terra, la Biosfera.

Tipus d’ecosistemes

Hi fonamentalment tres tipus d’ecosistemes:

• Ecosistemes aquàtics: Són aquells que es donen a l’aigua. El principal avantatge dels ecosistemes aquàtics és la seva menor dependència respecte a la temperatura. En un ecosistema terrestre, la temperatura és un factor limitant, mentre que l’aigua la temperatura té un valor més uniforme i no limita tant la supervivència dels individus. Els principals inconvenients dels ecosistemes aquàtics són la manca de nutrients, la manca d’oxigen i la falta de llum a mesura que augmenta la profunditat.
• Ecosistemes aeris: Els ecosistemes aeris són considerats com a ecosistemes de transició, atès que els individus que l’integren no poden estar-hi d’una manera permanent. Han de baixar a terra per buscar nutrients, descansar, procrear, etc. Per aquest motiu, alguns especialistes els integren dins dels ecosistemes terrestres.
• Ecosistemes terrestres: Els ecosistemes terrestres presenten una varietat més gran que la resta d’ecosistemes ja que són molts els factors que limiten les espècies que hi habiten. Entre els principals factors condicionants tenim el clima, la geografia, la composició de terra, etc. Tots aquests factors han produït una gran varietat d’ecozones o regions biogeogràfiques on els elements animats i inanimats presenten les seves característiques peculiars.

Adaptacions dels éssers vius als ecosistemes

Les espècies s’han adaptat als ecosistemes desenvolupant unes característiques que els hi permeten viure.

Així, per exemple, entre les adaptacions dels animals podríem esmentar el desenvolupament d’unes extremitats adequades que els permeten el moviment. Per exemple, el guepard ha desenvolupat extremitats llargues i potents per caçar les preses, fins convertir-se en l’animal més veloç dels ecosistemes terrestres, que pot arribar a uns 110 km/h.

Les plantes no necessiten moure’s, o millor dit, no es mouen de la mateixa manera que els animals. No obstant això, han desenvolupat tiges que els permeten sostenir-se en el medi.

En el cas dels arbres, aquests tiges es diuen troncs i poden proporcionar a aquestes plantes un dimensions enormes.

Dinamisme de l’ecosistema

Els ecosistemes són unitats dinàmiques, sotmeses a canvis continuats que afecten tant els elements biòtics com als abiòtics. Quan es produeix algun canvi en un factor ambiental o biològic, l’ecosistema en conjunt tendeix a equilibrar-mitjançant una tornada al seu estat natural o una situació equivalent.

Què és l’hàbitat d’un organisme?

Es considera hàbitat el medi físic en el qual un organisme pot trobar les condicions adequades per viure i reproduir-se. Es diu que l’organisme està adaptat a aquest determinat hàbitat.

Hi organismes molt especialitzats a viure en un tipus hàbitat, que no són capaços de viure sense les mateixes condicions. Altres individus no estan tan especialitzats i són capaços de viure en hàbitats més variats.

Per exemple, el neret (Rhododendron ferrugineum) és una planta que necessita viure sobre sòls àcids i en clima fred, mentre que el pi roig (Pinus sylvestris) és indiferent al substrat i suporta un rang major de temperatures. Fet pel qual l’hàbitat del pi és més extens que el del neret. Per trobar la primera espècie, haurem de pujar per sobre dels 1.600 metres i sobre sòls àcids en hàbitats tan concrets com avetoses, pinedes de pi roig o pi negre o matolls de ericàcies.

En canvi, el pi roig és capaç de viure entre els 500 i els 2.400 metres d’altitud, encara que també poden trobar-se exemplars a partir d’uns 200 metres d’altitud sobre el nivell del mar. El trobarem a l’alta muntanya juntament amb avets, pins negres, brucs, boixeroles o rododendres, etc, però també el podem veure en terres menys elevats al costat de diferents espècies de roures, pi blanc i arbusts com el boix o la mare-selva. Si ens anem a el nord d’Europa, veurem pins silvestres des del nivell de la mar.

Què és el nínxol ecològic?

Si l’hàbitat expressa el lloc on una espècie podria viure, el nínxol ecològic indica l’espai de l’hàbitat que l’espècie ocupa realment. Es tracta de la funció que cadascuna de les espècies exerceix dins d’un hàbitat concret. Per exemple, un mussol presenta el nínxol ecològic de les aus que viuen en un bosc i s’alimenta a la nit. El seu nínxol ecològic és diferent al de l’àguila, que viu al mateix hàbitat però s’alimenta de dia.

L’existència de diferents nínxols dins d’un mateix hàbitat possibilita la convivència entre les diferents espècies que comparteixen hàbitat. No obstant això, els nínxols individuals poden mantenir una competència entre ells per l’ús dels recursos.

Especialització vegetal

A primera vista, es podria pensar que algunes plantes semblants són espècies molt competents que lluiten per la recerca d’aigua i nutrients. No obstant això, un estudi en detall, comparant espècies que viuen al mateix hàbitat, ens demostrarà que viuen en zones diferents, és a dir en nínxols diferents.

(1) (2)

(1) Foto de menta d’aigua (Mentha aquatica) a un rierol. (2) Dibuix de menta d’ase (Mentha rotundifolia)

Les dues mentes de les fotos superiors poden trobar-se en hàbitats semblants: espais humits de les zones mediterrànies, submediterrànies o atlàntiques. Tot això podria arribar a fer-nos pensar que són espècies competents. No obstant això, la seva competència és mínima en la majoria dels casos, atès que no solen trobar-se en llocs idèntics.

El nínxol de la menta d’aigua (Mentha aquatica) són els espais terrestres situats al costat dels rius, corrents d’aigua, estanys, prats humits, zones pantanoses… que encara mantenen les aigües netes.

La menta d’ase (Mentha rotundifolia) també necessita humitat, encara que menys que l’anterior i, sobretot, acostuma a créixer sobre sòls més rics en nitrogen. Per això, pot trobar-se lluny de l’aigua en terres amb una humitat menor o apareix habitualment en aigües amb alt contingut en matèries fecals o restes humanes (zones amb una major eutrofització).

Com que cada vegada és menys freqüent trobar corrents d’aigua amb poques aportacions humanes, la menta d’ase s’està estenent al costat d’ambients aquàtics més que l’autèntica menta d’aigua, la qual és cada vegada és més difícil de trobar en estat natural.

Fluxos d’energia en l’ecosistema

Perquè un ecosistema funcioni, necessita la presència d’una energia. La majoria de l’energia de la Biosfera ve donada per les ones electromagnètiques de la llum solar. Utilitzant aquesta energia, els éssers vius autòtrofs, és a dir aquells que poden alimentar-se per si mateixos, són capaços de transformar el diòxid de carboni que prenen de l’aire i l’aigua i els minerals de terra en carbohidrats amb els quals construeixen els seus propis organismes. Aquest procés, anomenat fotosíntesi, està reservat només a les plantes, les algues verdes i alguns bacteris. Tots aquests organismes capaços de produir aliment per sí mateixos es coneixen com a organismes productors.

La resta d’organismes d’un ecosistema (animals, fongs i la majoria dels bacteris) són consumidors, és a dir s’alimenten d’una manera directa o indirectament, de la matèria orgànica produïda pels productors.

D’aquesta manera s’estableix dins d’un ecosistema la cadena tròfica o cadena alimentària que defineix la manera com s’estructura la matèria dins d’aquest ecosistema.

Característiques d’una cadena tròfica

Una cadena tròfica està formada per diferents nivells tròfics. A la base de la cadena es situen els productors. Sobre ells, els consumidors primaris que s’alimenten dels productors. Els consumidors secundaris s’alimenten dels consumidors primaris i els consumidors terciaris que s’alimenten dels anteriors. Finalment hi ha els descomponedors que es nodreixen de tots els anteriors quan aquests moren. Als consumidors primaris se’ls coneix també com herbívors. Als consumidors secundaris, com carnívors. Els consumidors terciaris són anomenats supercarnívors. Els descomponedors són els fongs o els bacteris.

Per exemple l’herba (productor) és menjar pel conill (consumidor primari). El conill és menjat per la guineu (consumidor secundari) i al guineu se la menja el gos (consumidor terciari) Qualsevol d’aquests animals, quan mori, és descompost per fongs o bacteris.

En els ecosistemes aquàtics, els productors primaris estan constituïts pel fitoplàncton.

La funció dels descomponedors és vital, ja que són capaços de transformar la matèria orgànica en matèria inorgànica que és utilitzada pels productors primaris per començar el cicle de la matèria.

D’on procedeix l’energia dels ecosistemes?

L’energia dels ecosistemes procedeix del Sol. No obstant això, cal precisar que només una proporció molt petita de l’energia solar és aprofitada pels productors primaris. La major part d’ella – un 99% – és reflectida cap a l’exterior per l’atmosfera, pels núvols i per la pròpia Terra. Només ⅓ part del que queda arriba als productors primaris.

L’aprofitament de l’energia solar depèn de tres factors:

• La intensitat de la llum: Com més gran sigui la seva intensitat, més gran serà el seu aprofitament. La intensitat de la llum depèn de factors com l’època de l’any, el moment del dia, la latitud i l’altitud.
• La qualitat de la llum: Aquesta depèn de la longitud d’ona, sent l’espectre de la llum blanca el més aprofitable. Aquesta és la raó perquè els ecosistemes aquàtics aprofiten menys l’energia solar ja que aquesta queda absorbida per l’aigua.
• El fotoperíode: Són els períodes de llum i de foscor. Els ecosistemes que disposen de poca llum solar tal com passa durant l’hivern al Nord són menys productius que aquells on la llum i la foscor no ofereixen aquestes variacions.

Cicles d’energia dels ecosistemes

El flux o cicle de l’energia es considera un cicle obert atès que, un cop utilitzada pels diferents éssers vius d’un ecosistema, es degrada i desapareix en forma de calor.

Durant aquest flux, l’energia va passant en un sentit únic d’uns nivells a uns altres. Dels productors passa als consumidors i finalment als descomponedors). Per això es diu que el flux d’energia és unidireccional.

Flux de la matèria

S’anomena flux o cicle de la matèria als canvis que experimenta la matèria des que és produïda pels productors primaris fins que, utilitzada pels consumidors i descomposta pels descomponedors, està en condicions de tornar a ser utilitzada pels productors.

Per tant, el flux o cicle de la matèria dins d’una ecosistema es produeix d’una manera cíclica, de manera que qualsevol aportació del medi al sistema acaba tornant a aquest. Per això, a diferència del cicle de l’energia que és obert, es diu que el cicle de l’energia és tancat.

Tipus de cicles de l’ecosistema

Entre els cicles més importants hem de destacar els següents:

• Cicle de l’aigua o cicle hidrològic: És el moviment cíclic constant que experimenta l’aigua des de l’atmosfera als oceans o les terres i la seva tornada de nou a l’atmosfera, després d’haver estat utilitzada pels organismes vius en els seus processos metabòlics.
• Cicle del carboni: És el cicle que experimenta el carboni des que, procedent de l’atmosfera i de les aigües en forma de diòxid de carboni, és incorporat per la plantes a través de la fotosíntesi i, després de ser utilitzat pels diferents éssers vius, torna una altra vegada a incorporar-se a l’atmosfera o les aigües en forma de diòxid de carboni.
• Cicle de l’oxigen: És el cicle que experimenta l’oxigen entre l’atmosfera o l’aigua i els éssers vius. És un cicle que està relacionat amb el cicle del carboni. L’oxigen existent en la Biosfera es produeix com un producte de rebuig del metabolisme de les plantes. Les plantes absorbeixen diòxid de carboni de l’atmosfera i, mitjançant la fotosíntesi, el converteixen en matèria orgànica i expulsen oxigen.

Els éssers vius, tant animals com plantes, necessiten respirar. La respiració és un procés metabòlic que es produeix en cadascuna de les cèl·lules de l’organisme per obtenir energia En el procés de la respiració dels organismes cremen oxigen i desprenen diòxid de carbono.

Les plantes poden generar dos tipus de residus metabòlics. L’oxigen com a residu de la fotosíntesi i l’oxigen com a residu de la respiració. Com que el volum d’oxigen generat és molt més gran, el balanç final compensa amb una major aportació d’oxigen a la Biosfera. Això permet mantenir la reserva d’oxigen atmosfèric que permet respirar a la majoria d’éssers vius.

• El cicle del nitrogen: És el cicle que experimenta el nitrogen entre el nitrogen que es troba a terra, procedent del nitrogen atmosfèric que fixen els bacteris nitrificants, fins a la seva tornada a terra i l’atmosfera.
• El cicle del fòsfor: És el cicle que experimenti entre el fòsfor que es troba a terra i és absorbit per les plantes, posteriorment pels animals que mengen aquestes plantes i finalment torna a terra quan animals o plantes moren.

Principals ecosistemes del món

En sentit ampli, poden existir multitud d’ecosistemes, ja que es pot considerar ecosistema tant a un bosc sencer com a una bassa o un tronc. No obstant això, s’ha aprofitat el concepte d’ecosistema per descriure els grans hàbitats de la planeta.

Entre els principals ecosistemes terrestres del món tenim:

• La taigà
• La tundra i el bosc boreal
• El bosc temperat
• Les praderies i estepes
• El bosc mediterrani
• El bosc temperat caducifoli
• La selva plujosa tropical
• La sabana
• La devesa
• El desert

Més informació sobre ecologia.

Escrit per Editorial Equip de Botanical-online encarregat de la redacció de continguts

12 Març, 2021