Dinàmica dels Ecosistemes: Flux d'Energia i Cicle de la Matèria

Dinàmica dels Ecosistemes: Energia i Matèria

Equilibri i Canvis en Ecosistemes

En un ecosistema poc alterat, cal esperar que les espècies siguin sempre més o menys les mateixes i que el nombre d’individus de cada població fluctuï entre uns límits poc llunyans. A la natura, sovint aquest equilibri es trenca i es produeixen grans canvis.

Interaccions Depredador-Presa i Adaptacions

En una gràfica, el nombre de depredadors regula el nombre de preses; per tant, el nombre més elevat en una gràfica són les preses. La supervivència d’un depredador depèn de les preses que es mengi i la supervivència de les preses depèn de la seva capacitat de no ser menjades pels depredadors, és a dir, no ser detectades. Per això, els organismes han desenvolupat per selecció natural una sèrie d’estratègies i adaptacions:

• La capacitat de confondre’s amb el medi (camuflatge).
• El mimetisme: imitació de formes i colors.
• Les coloracions vistoses o l’advertiment (senyals d'alerta) són també adaptacions.

La Colonització d'Ecosistemes

La colonització és l'arribada i establiment d’una població en un ecosistema. Si un o diversos individus d’una espècie, o les seves estructures reproductives, arriben a un hàbitat determinat i les condicions ambientals els permeten la supervivència, pot arribar a establir-s’hi i desenvolupar-hi una població. Aleshores es diu que s’ha produït una colonització del medi per part d’aquesta espècie.

Flux d'Energia i Cicle de la Matèria

Per mantenir les funcions vitals, tots els organismes necessiten energia i matèria. El Sol subministra prou energia en forma de llum per fer funcionar a gairebé tots els ecosistemes de la Terra. Aquesta energia és captada pels organismes fotosintètics.

La fotosíntesi és el procés imprescindible que permet l’entrada d’energia solar als ecosistemes. Gràcies a l’energia solar, els organismes fotosintètics incorporen el carboni del CO2 atmosfèric a la matèria orgànica. Però d’aquest procés, només s'aprofita el 0,2% del total d’energia solar que arriba a la Terra.

Als cloroplasts, l’energia de la llum es transforma en energia química. Els organismes quimiòtrofs no poden utilitzar l’energia solar; han de fer servir energia continguda als compostos químics. L’energia passa d’uns éssers als altres mitjançant les cadenes tròfiques: uns organismes (depredadors) es mengen als altres (preses).

Entrada d'Energia: Fotosíntesi i Respiració

Per construir la matèria viva, els éssers vius incorporem la matèria del nostre entorn. Els organismes fotosintetitzadors, com les plantes, són autòtrofs: produeixen matèria orgànica a partir d’inorgànica i energia lluminosa. La fotosíntesi és la porta d’entrada que manté activa la biosfera. Les plantes, algues i bacteris fotosintetitzadors fan servir H2O, CO2 i algunes sals minerals com a matèries primeres per obtenir matèria orgànica (glucosa) que acumula energia química en els seus enllaços. A partir de la matèria orgànica, s’obtindrà energia pel procés de la respiració cel·lular. La respiració requereix oxigen, un subproducte de la fotosíntesi.

L’energia química produïda pels fotosintetitzadors passa als altres organismes per l’alimentació, ja que uns es mengen els altres. Per això, als fotosintetitzadors se’ls considera productors. La resta d’organismes són consumidors i descomponedors.

Classificació d'Organismes per Font d'Energia

Segons la font d’energia i matèria, els organismes es classifiquen en:

• Fotòtrofs: organismes que poden utilitzar la llum a partir de la fotosíntesi.
• Quimiòtrofs: organismes que utilitzen l’energia continguda als compostos químics.
• Autòtrofs: organismes que fixen el carboni mitjançant la fotosíntesi o quimiosíntesi.
• Heteròtrofs: organismes que han d’ingerir la matèria orgànica per obtenir el carboni.

Quimiosíntesi: Font d'Energia Alternativa

La quimiosíntesi és una altra porta d’entrada d’energia. Tot i que el Sol és la principal font d’energia de la biosfera, alguns bacteris poden utilitzar energia continguda en enllaços químics per sintetitzar matèria orgànica (bacteris del ferro, quimiosintetitzadors).