TEMA 1:

La biosfera.

La biosfera

Biosfera com la coberta viva de la terra, és el conjunt de la matèria viva i la petita capa que hi ha al voltant de la superfície de la Terra on és possible la vida.

Ecologia com la ciència que s’encarrega de l’estudi de la biosfera.

La majoria dels éssers vius es concentren en els primers 3000 o 4000 metres d’altitud, ja que més amunt comencen a haver dificultats per la vida. La vegetació té un límit superior de 6200 metres, però encara així poden trobar insectes que s’alimenten de pol·len portat pel vent o altres insectes.

A les grans masses oceàniques la vida es concentra a les costes i zona il·luminada, fins una profunditat de 100 o 200 metres, on arriba la llum i hi han plantes. Pot hi haver vida a les grans profunditats abissals però viuen del que cau de sobre d’ells en la zona il·luminada.

L’atmosfera pot arrossegar amb el vent plantes i animals i portar-los a llargues distàncies, inclús a grans alçades podem trobar bacteris amb un límit de 15000 metres d’alçada, la estratosfera, al límit inferior de la capa d’ozó.

L’origen de la vida al nostre planeta és una matèria molt controvertida, l’observació de fòssils i la gran quantitat de noves eines experimentals per observar el passat de la vida al planeta terra aporten constantment noves perspectives, establint sempre com a fonament la teoria de l’evolució de Charles Darwin (1859).

La diversitat.

A la biosfera hi ha milions d’espècies d’éssers vius, nosaltres sols hem descrits unes poques (1’5 milions d’espècies descrites de 5 a 30 milions d’espècies diferents que calculem que hi ha).

El concepte de biodiversitat fa referència a la diversitat de la vida, a la variabilitat d’éssers vius i a la variabilitat dels complexos ecològics dels quals formen part.

De manera senzilla utilitzem biodiversitat per referir-nos a la diversitat d’espècies que viuen en un indret, on l’element definidor d’aquesta diversitat és la riquesa genètica, fruit de milers d’anys d’evolució.

La biodiversitat és un patrimoni de la humanitat, a nivell econòmic té un valor de consum directe, un valor recreatiu i un valor productiu, però al no ser inesgotable deu tenir un valor d’existència i un valor ecològic.

Factors ambientals i adaptació

L’adaptació és l’adequació dels organismes a l’ambient on viuen. Adequació fruit de la selecció natural, generada per la supervivència dels organismes, traduïda en característiques anatòmiques, fisiològiques i etològiques (exemples peix i talp).

L’adaptació és un procés dinàmic, ja que si l’ambient canvia en el temps, els organismes es van adaptant.

No tots els caràcters són adaptatius, molts són indiferents a l’ambient on viu l’organisme.

ECOSISTEMA

El terme ecosistema va ser proposat per primera vegada pel naturalista Arthur G. Tansley l’any 1935.

El ecosistema és un concepte ecològic que compren el biòtop, conjunt d’elements físics, i la biocenosi, conjunt d’elements biològics, és un nivell d’organització superior a la comunitat.

Ramon Margalef definia ecosistema com “qualsevol unitat que incloeix la totalitat dels organismes d’un area determinada, que actuen amb reciprocitat amb el medi físic, formant una corrent d’energia que condueix a una estructura tròfica generada per la diversitat biòtica, i on tenen lloc els cicles de la matèria clarament definits dins el sistema”. On també afegia que el ecosistema”és un canal que projecta informació cap el futur”.

El ecosistema és la unitat de treball d’estudi e investigació en ecologia. És un sistema complex on interactuen els éssers vius entre sí, i amb els factors físics que formen l’ambient.

Factors abiòtics.

Determinaran les funcions vitals dels organismes, ja s’hauran d’adaptar a les condicions específiques del medi. En els diferents tipus de medis es localitzaran unes condicions fisicoquímiques concretes de gran importància pels éssers vius.

En els diferents tipus de medis existeixen una sèrie de factors quew limiten la vida:

• Medi líquid:

ü La necessitat d’unes estratègies d’osmoregulació, diferents en aigua dolça (tendència dilució medi intern) i aigua salada (tendència deshidratació medi intern).

ü Baixa concentració oxigen dissolt, 20 vegades inferior al de l’aire, i encara menys en aigües marines.

ü Propietats mecàniques particulars com la pressió hidrostàtica (1 atmosfera cada 10 metres profunditat) i viscositat (força que s’oposa al moviment, 100 superior a les del aire).

• Medi terrestre:

ü Substracte sòlid o edafón.

ü Atmosfera on s’intenta compensar les entrades e eixides d’humitat en els éssers vius.

Altres factors concrets imprescindibles per la vida com:

• La radiació llumínica que determina caràcters i adaptacions com la coloració o quantitat de pigments, la funció de la visió, fotoperíode, tropismes i nàsties.
• Temperatura amb una resistència al fred i la calor per part dels éssers vius, determinant un rang de temperatures de màxima a mínima, amb una zona de termopreferendum. S’estableixen diferents estratègies de regulació tèrmica amb un control o no de la temperatura del cos respecte la temperatura externa, denominats homeoterms i poiquiloterms respectivament, sent els primers molt més evolucionats.

Per tant els éssers vius presenten unes adaptacions organo-funcionals al medi ambient per un procés adaptatiu, amb adaptacions comunes al medi concret en molts éssers vius. La adaptació d’un organisme al medi presenta unes condicions particulars:

• Adaptació genètica: organismes genèticament adaptats que poseeixen uns caràcters que els permet viure favorablement en unes condicions més probables on viu la seua espècie.
• Adaptació fisiològica: organismes fisiològicament adaptats que poden variar alguna de les seues característiques front un canvi ambiental sobtat (base genètica).
• Adaptació morfològica concreta: per part d’un organisme a un medi concret en el que creix i s’adapta dins d’una variació fenotípica que li permet la seua genètica a aquest medi ambient condicionat. Persones dels Andes.

Les diferents estratègies adaptatives permeten als organismes assolir una determinada variabilitat ambiental, amb espècies amb diferents rangs de tolerància als factors ambientals:

Euròiques espècies amb rang de tolerància alt.

Estenòiques espècies amb rang de tolerància baix.

Espècies que vindran limitades per un factor limitant, un factor ambiental clau que determina els límits de tolerància de l’espècie.

Per tant una espècie presentarà una zona de rang funcional, on es donaran uns valors intermitjos dels diferents factors ambientals, que serà el nixol fonamental de la espècie, on ella es trobarà més còmoda, però sabent que pot viure en valors més limitants dels factors ambientals, definim el nixol efectiu.

Estratègies que eviten l’època de l’any desfavorable com l’hivern, poden ser letargia (reduir el metabolisme a límits molt baixos entrant en una fase de repós fins que arribi el bon temps) o la migració (s’evita l’època desfavorable de l’any fugint del lloc, sovint llargues distàncies a zones més benignes, i tornant al bon temps).

Catàdroms peixos que viuen als rius i es reprodueixen al mar (anguiles).

Anàdroms peixos que viuen al mar i es reprodueixen als rius (salmons).

Plantes xeròfites adaptades a climes secs, amb fulles petites, coberta dura i molts estomes, arrels profundes (alzina, olivera i plantes típiques mediterrànies.

LA BIOGEOGRAFIA

La biogeografia estudia les àrees de distribució dels éssers vius, considerant sobretot, el clima i la topografia. Per tant, cada espècie tindrà un àrea de distribució amb els seus límits biogeogràfics.

Les espècies cosmopolites són aquells éssers vius que tenen unes àrees de distribució molt extenses, gairebé tot el món (concepte diferent d’abundància o densitat de les seves poblacions).

Les àrees de distribució no cosmopolites poden classificar-se en contínues i  disjuntes.

• Àrees contínues s’entenen a través d’una regió de forma continuada, sense salts ni discontinuïtats.
• Àrees disjuntives són aquelles constituïdes per dues o més regions separades per altres regions, que inclús sent adequades per la espècie, aquesta no hi habita.

Un exemple són les disjuncions boreoalpines, disseminades pels cims de les principals muntanyes europees i nord-americanes, que troben la seva explicació en els canvis climàtics esdevinguts durant les glaciacions del quaternari, on espècies amb amplies distribucions adaptades al fred, van sobreviure a l’escalfament del planeta refugiant-se en les zones d’alta muntanya, testimonis de distribucions passades.

http://es.wikipedia.org/wiki/Parnassius_apollo

Espècies endèmiques, estenòiques o endemismes són aquelles espècies amb un àrea de distribució molt petita, que sols viuen en un àrea molt restringida.

http://www.faunaiberica.org/?page=sapillo-balear-ferreret

Espècies molt vulnerables que necessiten un grau de protecció especial, ja que corren un greu perill d’extinció.

La reduïda àrea de distribució d’una espècie es pot traduir com el començament o el final evolutiu d’aquesta espècie, el inici de la seva expansió o la seva regressió fins la extinció.

Sovint en aquestes espècies d’àrea de distribució reduïda trobem espècies relictes o fòssils vivents, testimonis de flora i fauna del passat.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ginkgo_biloba

Sovint els factors ambientals canvien gradualment al llarg de la geografia, gradients també presents en els caràcters dels organismes que s’adapten a aquestos determinats ambients, gradients en els caràcters dels organismes que s’anomenen clines. Variacions graduals d’un caràcter que es correlaciona amb l’intensitat d’un paràmetre climàtic.

http://es.wikipedia.org/wiki/Clina

Aquestes regularitats en les clines reben el nom de lleis biogeogràfiques, considerades amb certa relativitat, ajuden a entendre la adaptació i evolució dels organismes a l’ambient.

Algunes d’aquestes lleis climàtiques són:

• La regla de Bergman on les espècies pròximes de sang calenta, quan es diferencien en la seva grandària, les més corpulentes habiten les zones més fredes. Explicat per la relació volum-superficie.
• La regla d’Allen on les espècies pròximes de sang calenta, les dimensions dels apèndixs corporals són, amb relació amb les del cos, més grosses amb les espècies que habiten zones càlides que les que viuen en regions fredes. Apèndix llargs que permeten dissipar calor i refrigerar el cos eficaçment, cosa contraproduent en indrets freds. Relacionada amb la regla anterior.

 

MECANISMES DE DISPERSIÓ

S’anomenen mecanismes de dispersió als mitjans pels quals les espècies biològiques poden desplaçar-se i eixamplar-se les seves àrees de distribució. Són bàsicament quatre:

• Anemocòria dispersió pel vent. Quan més petit l’organisme, més susceptible per ser transportat pel vent. Plantes amb petites llavors són dispersades a llargues distàncies, on sovint les llavors es modifiquen amb formes aerodinàmiques per flotar en l’aire i millorar el seu transport. Estepicursors plantes rodolant del desert.
• Hidrocòria dispersió per mitjà dels moviments de l’aigua, especialment per corrents marines. Llavor, fragments de vegetals, animals terrestres a sobre de troncs o icebergs, animals aquàtics …
• Zoocòria dispersió per mitjà dels animals. Quan fruits o llavors es queden enganxats al cos  de l’animal, especialment al bec, o entre el fang de les potes (exozoocòria). Animals que acumulen reserves alimentàries, llavors, que no consumeixen. Transport de paràsits pels hostes. Plantes que tenen fruits carnosos que són menjats pels animals i transportats al seu interior fins que defequen les llavors (endozoocòria), relació entre la planta i l’animal que menja el fruit carnós pot ser molt estreta, on sovint el pas de la llavor pel tub digestiu de l’animal es fa imprescindible per la germinació de la llavor per poder trencar les cobertures protectores de la llavor.
• Dispersió per l’acció humana.