els Éssers vius - xtec.cat · ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn...

34
1 ELS ÉSSERS VIUS La Biologia és la ciència que estudia la vida. La vida és el conjunt de qualitats pròpies dels ésser vius. L’espècie es un concepte bàsic grup d’individus que es reprodueixen entre ells i que originen éssers fèrtils i similars als seus progenitors Característiques dels éssers vius La nutrició és la capacitat que té l'ésser viu de captar matèria de l'exterior i utilitzarla en profit propi, per créixer i desenvoluparse. La relació és la capacitat de percebre estímuls de l'exterior i emetrehi respostes adequades. La reproducció és la capacitat d'originar individus nous, iguals o molts semblants als progenitors. El metabolisme és el conjunt de reaccions químiques dels éssers vius. Classificació dels éssers vius Aristòtil: Primera classificació dels éssers vius (s. IV aC). Va classificar els éssers vius en: Animals i Vegetals. Després va fer subdivisions pels animals (corren, neden, volen). Linneo (1740): es considera el pare de la taxonomia i la sistemàtica. La classificació de Linneo es manté actualment. Linneo va classificar als éssers vius en tàxons. El nom d’una espècie sempre es compon de dues paraules en llatí. Es un sistema de nomenclatura binomial 1ª paraula es el nom de gènere o nom genèric 2ª paraula es la assignada a una espècie dins del seu gènere es l’epítet específic la primera lletra s’escriu sempre en minúscula El nom genèric te sentit per ell mateix, identifica conjunt d’espècies de característiques similars reunides.

Upload: phamcong

Post on 15-Oct-2018

222 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

1

ELS ÉSSERS VIUS

La Biologia és la ciència que estudia la vida.

La vida és el conjunt de qualitats pròpies dels ésser vius.

L’espècie es un concepte bàsic grup d’individus que es reprodueixen entre ells i que

originen éssers fèrtils i similars als seus progenitors

Característiques dels éssers vius

• La nutrició és la capacitat que té l'ésser viu de captar matèria de l'exterior i

utilitzar­la en profit propi, per créixer i desenvolupar­se.

• La relació és la capacitat de percebre estímuls de l'exterior i emetre­hi respostes

adequades.

• La reproducció és la capacitat d'originar individus nous, iguals o molts

semblants als progenitors.

• El metabolisme és el conjunt de reaccions químiques dels éssers vius.

Classificació dels éssers vius

Aristòtil: Primera classificació dels éssers vius (s. IV aC). Va classificar els

éssers vius en: Animals i Vegetals. Després va fer subdivisions pels animals

(corren, neden, volen).

Linneo (1740): es considera el pare de la taxonomia i la sistemàtica. La

classificació de Linneo es manté actualment. Linneo va classificar als éssers vius

en tàxons.

El nom d’una espècie sempre es compon de dues paraules en llatí. Es un sistema de

nomenclatura binomial

1ª paraula es el nom de gènere o nom genèric

2ª paraula es la assignada a una espècie dins del seu gènere es l’epítet específic

la primera lletra s’escriu sempre en minúscula

El nom genèric te sentit per ell mateix, identifica conjunt d’espècies de característiques

similars reunides.

Page 2: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

2

L’epítet específic que concreta l’espècie, no te sentit per ella mateixa. De vegades

només diu el color (Cigonya nigra, Pinus nigra)

ESPECIE= NOM GENERIC + EPÍTET ESPECÍFIC

El conjunt d’espècies­­­­­­­ per formar gèneres

El conjunt de gèneres­­­­­­­­­ per formar famílies

LA TAXONOMIA

es la ciència encarregada d’estructurar i organitzar en grups als éssers vius.

Cada grup d’organització rep el nom de tàxon.

El tàxons es creen atenent a les semblances i diferències existents entre els individus.

Actualment a més , intenta reflectir la historia natural i les relacions evolutives entre

éssers vius de distints grups mitjançant un sistema jeràrquic de tàxons.

La jerarquia s’estableix de manera que un tàxon inferior ( específic) serà englobat per

altre superior (genèric)

Espècie Gènere Família Ordre Classe Filum (divisió) Regne Domini

Tàxon: és un grup d'éssers vius que tenen unes característiques semblants.

ELS CINC REGNES

REGNES Cèl∙lules Nutrició Organitzacio Paret Cadena tròfica

Monera Procariotes Autòtrofa

Heteròtrofa

Unicel∙lular Mureïna Descomponedors

Productors

Protoctists Eucariota Autòtrofa

Heteròtrofa

Unicel∙lular Si

No

Consumidors

Productors

Fongs Eucariota Heteròtrofo Unicel∙lular

Pluricel∙lular

De quitina Descomponedors

Plantes Eucariota Autòtrofa Pluricel∙lular De cel∙lulosa Productors

Animals Eucariota Heteròtrofa Pluricel∙lular No en tenen Consumidors

Page 3: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

3

CARACTERISTIQUES DEL CINC REGNES

Característiques del cinc regnes

Regnes Moneres Protoctists Fongs Plantes Animals

Tips de

cèl∙lules

Procariota Eucariota Eucariota Eucariota Eucariota

ADN Circular Lineal Lineal Lineal Lineal

Nº de cèl∙lules Unicel∙lular Unicel∙lular

Pluricel∙lular

Unicel∙lular

Pluricel∙lular

Pluricel∙lular Pluricel∙lular

Nutrició Autòtrofs

Heteròtrofs

Autòtrofs

Heteròtrofs

Heteròtrofs Autòtrofs Heteròtrofs

Energia que

utilitzen

Química

Lluminosa

Química

Lluminosa

Química Lluminosa Química

Reproducció Asexual/

Sexual

Asexual

Sexual

Asexual

Sexual

Asexual

Sexual

Sexual

Teixits

Diferenciats

No existent No existent No existent Existent Existent

Existència de

Paret cel∙lular

Existent Existent

No Existent Existent Existent No Existent

Mobilitat Si / No Sí / No No No Sí

Page 4: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

4

MÓNERA:

Són organismes unicel∙lulars Procariota

El regne de les Moneres inclou els éssers Procariota, amb grandàries que van d’una

a quinze micres.

Les característiques més representatives son les següents :

• Manca de Nucli

• ADN circular

• Citoplasma no compartimentat

• Generalment apareix una paret protectora.

El principals grups dintre del regne son:

Bacteris

Algues cianòfiles

PROTOCTISTA:

Page 5: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

5

Són organismes unicel∙lulars heteròtrofs, unicel∙lulars autòtrofs o pluricel∙lulars

autòtrofs i talòfits, però tots formats per cel∙lules Eucariota.

Els protoctists pluricel∙lulars tenen les seves cèl∙lules associades sense formar

teixits; per això, son cèl∙lules sense especialitzar i poden realitzar qualsevol funció

Es divideix en dos subregnes:

• protozous: heteròtrofs de digestió interna i unicel∙lulars.

• algues: unicel∙lulars autòtrofs o pluricel∙lular autòtrofs i talòfits.

FUNGI :

Es caracteritzen per tenir cèl∙lules eucariotes i ser heteròtrofs de digestió externa.

Aquestes cèl∙lules tenen una paret vegetal de quitina.

Fongs: són organismes eucariotes unicel∙lulars o pluricel∙lulars que estan mancats

de pigments fotosintètics.

En aquest regne trobem organismes unicel∙lulars o pluricel∙lulars, heteròtrofs.

Utilitzen matèria aliena per a formar la seva pròpia matèria orgànica.

Organitzen les seves cel∙lules en filaments llargs anoments hifes

Els fongs poden tenir diferents estils de vida:

• Saprofits: viuen sobre matèria orgànica en descomposició. La seva importància

és clau per al funcionaments dels ecosistemes, ja que reciclen la matèria orgànica

transformant­la en inorgànica. D’aquesta manera pot ser utilitzada per les plantes

• Paràsits Viuen a costa d’altres individus, tan animals com plantes eix.(Candida)

• Simbiòtics: Viuen associats a altres organismes. Poden associar­se a les arrels

d’arbres, cedint­los sals i aigua a canvi de prendre mataria orgànica. Eix. Els

líquens que es la associació de fongs i algues, on el fong aporta aigua o humitat

captada de l’aire i obté matèria orgànica.

Page 6: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

6

REGNE PLANTES

METAFITAS

En aquest regne s'inclouen éssers eucariotas, pluricel∙lulars, fotosintètics , que han

colonitzat el medi terrestre gràcies a I'aparició d'un teixit, la epidermis, que aïlla de

la dessecació a l’ individu. També han desenvolupat estructures par a fixar­se al

substrat i absorbir aigua i sals minerals.

La reproducció pot ser asexual o sexual.

La reproducció sexual es realitza mitjançant la unió de cel∙lues gaméticas de distinta

grandària.

El gametmasculí es denomina genericament anterozoide

El gamet femení, oòcit o ovocit

El zigot, formal al unir­se els gàmets, origina un embrió pluricel∙lar. Totes les plantes

tenen un cicle biològic diplohaplonte, amb alternança d'una fase haploide,

denominada gametofito i que produeix gàmetes masculins i femenins. La fase

diploide es produeix quan, par la fecundació dels gàmetes, es forma el cigot que

origina el esporofito.

En el esporofito es produeix la meiosi, originant esporas que generen de nou el

gametofito.

. metafitas: Són organismes pluriceHulars, eucariotes i autótrofs. Distingim gis

grans grups:

REGNE ANIMALS

Els animals són éssers eucariotas, pluricel∙lulars, heteròtrofs, les cèl∙lules dels

quals no posseeixen paret i s'agrupen formant teixits. Generalment, els animals es

formen per la unió de gametes. La fecundació de I'ovul par I'espermatou origina el

Page 7: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

7

zigot que, mitjançant un desenvolupament embrionari i postembrionari, origina I

'indi vidu adult. Par a classificar els animals s'empren característiques basades en

el seu desenvolupament embriológic i en la seva anatomía.

METODE CIENTÍFIC

Francesco Redi: científic italià que va qüestionar la generació espontània al

començament del segle XVII.

Needham: científic del segle XVIII que va dir que la generació espontània

solament

existía en els microorganismes.

Spallanzani: científic que va dir que tampoc creia en la generació espontània en

els microorganismes.

Pasteur

Gracies als seus experiments es va posar punt final a les hipòtesis de la

generació espontània: els éssers vius procedeixen d'altres éssers vius.

Hipótesis sobre I'origen de la vida

Evolució abiotica

. 1a Etapa. Miller

. 2a Etapa. Evolució protobiologica

. Hipótesis de Coacervats de Oparin

. Hipótesis de les microsferes de Fox

. Hipotesis del primer gen

Evolució Biotica

. 1 a Hjpotesi. AutogEmica

. 2a Hipotesi. Endosimbiosi de Margulis

Page 8: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

8

ECOLOGIA

Ecologia: és la ciència que estudia les relacions entre els éssers vius i el lloc on viuen,

és a dir, el seu medi ambient.

Ecosistema: conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les

funcions de les quals es complementen en un grau variable.

Població: conjunt d'individus de la mateixa espècie que viuen en un determinat lloc.

Macrosistema: ecosistema gran

Microsistema: ecosistema petit

Biòtop: les interaccions que s'estableixen entre els individus i les condicions

fisicoquímiques del lloc on viuen.

Medi: conjunt de substàncies fluides que envolten als éssers vius de l'ecosistema.

Substrat: són el conjunt de substàncies o éssers vius sobre els quals es desplacen o

es fixen els organismes.

• Sòl: Està format per diverses capes, que s'anomenen horitzons.

• Aigua

• Éssers vius

Factors ambientals: són les variables fisicoquímiques que influeixen en la vida dels

organismes.

Límits de tolerància: els límits màxims i mínims dels factors ambientals que toleren els

organismes.

• Eurioic: organismes que tenen el marge de tolerància molt ampli

• Estenoic: organismes que tenen el marge de tolerància molt estret

Factors limitadors

És qualsevol factor ambiental que sobrepassa l'amplitud de tolerància.

Hi distingim diferents factor ambientals:

Page 9: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

9

Temperatura

• Homeoterms: són els organismes que poden regular la seva temperatura

interna.

• Poiquiloterms: són els organismes que no poden regular la seva temperatura

interna, per tant, depenen de la temperatura ambient.

Llum

Plantes:

• heliòfiles: plantes que necessiten molta quantitat de llum.

• esciòfiles: plantes que viuen a l'ombra

Fototropismes: moviments que presenten moltes plantes d'orientació cap a la llum.

La llum provoca una estratificació dels organismes fotosintètics aquàtics. Al mar es

distingeix una zona superficial il∙luminada fins als 100 o 200 metres de profunditat,

anomenada zona fòtica. En aquesta zona hi ha els organismes que formen el

fitoplàncton. Per sota de la zona fòtica es troba la zona afòtica, que quasi no té llum i

els éssers fotosintètics.

Adaptacions del animals a la llum:

• Coloració críptica: canvien de color segons el medi on es trobin.

• Coloració aposemàtica: animals amb coloracions molt vistoses per tal d'avisar

del perill.

• Coloració mimètica: animals que tenen coloracions vistoses però que no tenen

perill.

• Bioluminescència: és la capacitat que tenen alguns éssers vius per emetre llum i

generar llum.

• Fotoperíode: realització de determinats processos segons la durada del dia i la

nit.

Humitat

• de l'aire: és el vapor d'aigua que hi ha a l'aire atmosfèric.

• absoluta: és la quantitat total de vapor d'aigua que hi ha a l'aire, i s'expressa en g/m³.

• relativa: és la relació entre la humitat absoluta i la màxima humitat possible en les mateixes condicions de pressió i temperatura.

En els animals les adaptacions més importants per evitar la deshidratació són:

Page 10: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

10

• Tenir un tegument impermeable

• Tenir estructures que retenen l'aire i mantenen una microatmosfera humida.

• Produir secrecions mucoses que mantenen la pell humida.

• Tenir l'aparell respiratori a l'interior del cos

• Fecundació interna i desenvolupament embrionari

• Hàbits especials

• Adaptació del cicle biològic a l'estació seca

• Capacitat de beure aigua del mar En els vegetals les adaptacions més importants per evitar la deshidratació són:

• Tenir arrels molt llargues

• Posseir fulles amb epidermis molt cutinitzades i amb pocs estomes

• Tenir una abundant pilositat capaç de retenir aire i mantenir una microatmosfera

humida

• Posseir tiges i fulles suculentes on s'emmagatzema una gran quantitat d'aigua

de reserva

• Fer la fecundació a través del pol∙len

• Formació de llavors

Segons les necessitats hídriques es distingeixen els tipus de plantes següents:

• Hidròfits: són les plantes aquàtiques

• Higròfits: són les plantes de zones molt humides.

• Xeròfits: són les plantes de zones seques

• Mesòfits: són les plantes que poden viure a humitats molt diferents

Pressió

• atmosfèrica: és la força per unitat de superfície que exerceix el pes de l'aire.

• hidrostàtica: és la força per unitat de superfície que exerceix l'aigua.

Factors no climàtics: factors que no influeixen en el clima

Salinitat

• Salinitat: és la concentració de sals minerals dissoltes

Page 11: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

11

• Osmosis: és un fenomen físic que es produeix quan dos dissolucions de diferent concentració estan separats per una membrana semipermeable.

• Poiquilosmòtics: organismes que no poden evitar la osmosis

• Homeosmòtics: organismes que presenten adaptacions per evitar la osmosis.

BIOCENSIS:

les relacions entre els individus de les diferents espècies que conviuen.

Les relacions biòtiques es classifiques en:

Relacions intraespecífiques: són les relacions biòtiques que s'estableixen entre els

organismes de la mateixa espècie. Classificació segons la durada

• Temporals

• Perennes Classificació segons el resultat de la relació

• Benefici efecte grup: quan en una relació de molts individus es produeix un benefici

• Perjudici Efecte massa: quan en una relació de molts individus es produeix un

perjudici

Tipus de relacions intraespecífiques:

• Territorialitat

• Associacions familiars

• Família parental

• Família matriarcal

• Família filial

• Associacions colonials

• Associacions gregàries

• Associacions estatals

Page 12: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

12

RELACIONS INTERESPECÍFIQUES:

són les relacions biòtiques que s'estableixen en una comunitat entre individus

d'espècies diferents.

Tipus de relacions interespecífiques:

• Competència interespecífica (­,­)

• per interferència

• per explotació

• Depredació ( Depredador: +; presa: ­ )

• Parasitisme ( Paràsit: +; hoste: ­ )

• Explotació ( +, ­ )

• Comensalisme ( comensal: +; hoste: 0 )

• Inquilinisme ( Inquilí: +; hoste: 0 )

• Tanatocresi ( +, 0 )

• Foresi ( +, 0 )

• Mutualisme ( +, + )

• Simbiosis ( +, + )

• Antibiosi ( 0, ­ )

PARÀMETRES PER A L'ESTUDI DE LA BIOCENOSI

Mostra: individus recollits en l'ecosistema

Mida mínima de la mostra: és la mida que si és superada no aporta gaire més

informació sobre les poblacions de la biocenosis.

Distingim els següents paràmetres:

• Freqüència: percentatge de mostres recol∙lectada.

• Densitat: nombre d'individus d'una espècie que hi ha per unitat de superfície o

de volum.

• Dominància: proporció entre el nombre de d'individus recol∙lectats d'aquesta

espècie i el nombre total d'individus recol∙lectats.

Page 13: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

13

• Diversitat: la probabilitat que, en prendre una mostra a l'atzar d'una comunitat,

cada individu sigui d'una espècie diferent.

• Estratificació: distribució en capes superposades de les poblacions que formen

la comunitat.

Medi terrestre:

• Estrat arbori

• Estrat arbustiu

• Estrat herbaci

• Estrat muscínic

• Estrat edàfic

Medi aquàtic:

• Estrat fòtic

• Estrat afòtic

LA POBLACIÓ I LA DINÀMICA DE POBLACIONS

La natalitat i la mortalitat

• Natalitat: és la relació entre el nombre de naixements i el col∙lectiu inicial

• Mortalitat: és la relació entre els individus morts i el col∙lectiu inicial.

• Corbes de supervivència. Les espècies mostren diferents comportaments

respecte de la mortalitat. En unes, la taxa de mortalitat es manté constant al llarg

de la vida de l'individu, mentre que en d'altres va variant.

• Distribució per edats en la població: és la representació gràfica per mitjà d'una

piràmide en la que es representen els individus per grups d'edats.

Immigració i l'emigració

• Immigració: és la relació entre l nombre d'individus procedents d'altres

poblacions i el col∙lectiu inicial.

• Emigració: és la relació entre el nombre d'individus que abandonen la població

inicial i aquest col∙lectiu

Page 14: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

14

CREIXEMENT D'UNA POBLACIÓ:

Creixement d'una població: és la relació entre l'augment o la disminució del nombre d'individus i el col∙lectiu inicial. Es pot expressar en percentatge, però és més pràctic

utilitzar la taxa de creixement instantània ( r ), que és la relació entre el nombre

d'individus en què augmenta o disminueix la població per unitat de temps i el col∙lectiu

inicial.

• Creixement exponencial: sorgeix quan no hi ha factors que limitin el creixement. Hi apareixen les espècies pioneres. La seva representació gràfica fa una corba

exponencial, també anomenada en J. En aquest tipus de creixement, les

poblacions continuen augmentant geomètricament si r és manté constant i si

l'ambient és il∙limitat, és a dir, si no hi ha falta d'aliment ni d'espai.

• Creixement logístic: el creixement logístic sorgeix quan sí que hi ha limitacions al creixement. La seva representació gràfica fa una corba logística, també

anomenada corba en S.

Tots els ecosistemes són limitats i, per tant, presenten una capacitat poblacional

limitada. La màxima poblacional que pot contenir s'anomena K. A mesura que el

nombre d'individus ( N ) es va apropant a K , augmenta la resistència ambiental al

creixement, atès que cada cop l'espai vital està més disputat. Aquesta resistència

ambiental s'expressa com un factor que multiplicaria r, i es calcula de la manera

següent: ( K­N )/ K. Aquest factor presenta valors propers a 1 quan la població ( N ) és

petita, i propers a 0 quan la població ( N ) ha arribat al seu límit màxim, és a dir, quan N

= K.

ESTRATÈGIES DE CREIXEMENT:

Estrategs de la K

• Pocs descendents però que viuen molt de temps

• Cicle vital llarg

• Creixement lent

• Produeixen sistemes per protegir­se

• Mida gran

• Tenen cura dels seus fills

Page 15: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

15

Estrategs de la R

• Molts descendents

• Cicle vital curt

• Creixement ràpid

• No utilitzen energia per produir esquelet

• Mida petita

• No tenen cura dels seus fills

FLUCTUACIONS. CANVIS D'INDIVIDUS D'UNA POBLACIÓ

Tipus de fluctuacions

• Cícliques: són les fluctuacions que es produeixen cada cert temps

• Irregulars: són atribuïbles a l'aleatorietat de les variacions dels factors ambientals

( temperatura, humitat...)

Les fluctuacions s'expliquen per una:

• Autoregulació de l'espècie

• Sistema de depredador­presa

La distribució dels individus

La distribució espacial dels individus de la població pot ser a l'atzar , uniforme o en

agregats.

LA DINÀMICA DE l'ECOSISTEMA

Nínxol ecològic:

És la funció, l'ofici, que fa una espècie a l'ecosistema. Es diu que dues espècies pertanyen al mateix nínxol ecològic si s'alimenten de la mateixa manera, poden ser

atacades pels mateixos depredadors i són afectades de manera semblant per les

mateixes variables ambientals. Les espècies que pertanyen al mateix nínxol ecològic

estableixen competència entre si. Hàbitat: llocs on, a causa de les condicions fisicoquímiques ambientals, pot viure una

espècies, és a dir, els llocs on la podem trobar.

Page 16: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

16

Espècies vicàries: són les espècies que pertanyen a un mateix grup taxonòmic, viuen

en un hàbitats semblants i pertanyen al mateix nínxol ecològic, però ocupen àrees

biogogràfiques diferents.

Espècies equivalents: són dos espècies molt pròximes taxonòmicament que

comparteixen el mateix hàbitat però ocupen nínxols diferents.

Formes de nutrició

Segons el tipus d'obtenció de matèria i d'energia.

Font de matèria

• Autròtof: són els éssers vius que es nodreixen de matèria inorgànica.

• Heteròtrof: són els éssers vius que s'alimenten de matèria orgànica, és a dir, de

plantes i d'animals.

Font d'energia

• Química: són els éssers vius que utilitzen la energia química que es desprèn

d'una reacció química, per tal de fabricar matèria orgànica.

• Lumínica: són els éssers vius que utilitzen la energia lumínica per crear la seva

matèria orgànica

Tipus de digestió

• Externa: secreten els enzims digestius i després absorbeixen els productes de la

digestió.

• Interna: ingereixen l'aliment i després el digereixen.

Els nivells tròfics i les cadenes alimentàries

Nivells tròfics: són els nivells d'alimentació entre els quals s'estableixen relacions de

dependència. Hi ha cinc nivells tròfics:

• Productors: són els autròtrofs fotosintètics, és a dir, els organismes que

produeixen matèria orgànica a partir de matèria inorgànica. A la pràctica són les

plantes i les algues.

• Consumidors primaris: són els heteròtrofs herbívors o fitòfags, els organismes

que s'alimenten de productors, és a dir, que en consumeixen. Són els animals

terrestres herbívors i els animals aquàtics fitòfags, com ara el zooplàncton.

Page 17: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

17

• Consumidors secundaris: són els heteròtrofs carnívors, és a dir, els

organismes que s'alimenten dels consumidors primaris. Són els animals

carnívors o depredadors.

• Descomponedors o desistegradors: són els heteròtrofs que s'alimenten de la

matèria orgànica de les restes d'altres organismes ( cadàvers, defecacions,

excrecions, mudes, etc. )

• Transformadors: són els organismes que converteixen els compostos

inorgànics en compostos aprofitables pels productors.

A més d'aquests nivells tròfics, hi pode haver:

• superdepredadors o depredadors de carnívors

• necròfags o carronyaires, que s'alimenten dels cadàvers d'altres animals.

Digestió interna.

• detritívors s'alimenten de fragments, cada cop més petits, de les restes

d'animals i plantes. Digestió externa.

CADENA ALIMENTÀRIA

És la seqüència d'organismes d'un ecosistema, cadascun en un nivell tròfic diferent,

que s'alimenten els uns dels altres.

XARXA TRÒFICA O ALIMENTÀRIA:

és el sistema format per dues o més cadenes alimentàries que estan interconnectades

perquè tenen una o més baules comunes.

La matèria i l'ecosistema

En un ecosistema, per definició, no entra ni surt matèria, per això l'únic ecosistema real

que coneixem és tot el planeta Terra. La matèria descriu un cicle passant d'un nivell

tròfic a un altre. Els cicles no es mantenen a velocitat uniforme, sinó que hi ha etapes

que requereixen períodes més llargs que d'altres.

l'energia i l'ecosistema

Page 18: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

18

A diferència de la matèria, l'energia no descriu un cicle en l'ecosistema, sinó que hi

entra, el fa funcionar, i després en surt la mateixa quantitat que havia entrat. És a dir,

l'energia segueix un Flux Unidireccional.

Les plantes transformen l'energia lluminosa en energia química, també anomenada

energia interna, que és l'energia emmagatzemada en els enllaços químics que uneixen

els àtoms de les molècules orgàniques sintetitzades.

Després, aquestes es combinen amb l'oxigen a l'interior dels mitocondris, en un procés

anomenat respiració, o es trenquen per efectes de determinats enzims anomenats

ferments, secretats pels descomponedors ­ el procés anomenat fermentació. En tots

dos casos, l'energia alliberada passa, en part, a formar ATP, la molècula que

emmagatzema momentàniament l'energia, i, en part, s'allibera en forma de calor, és a

dir, d'energia calorífica.

Quan l'ATP es descompon, allibera l'energia necessària per dur a terme altres

reaccions encaminades al creixement i a la reproducció, en cadascuna de les quals

es produeix una pèrdua d'energia en forma de calor. Al final, tota l'energia química

passa a energia calorífica, la qual passa a l'atmosfera, que s'escalfa, i després passa a

l'espai interplanetari. És a dir, l'energia solar que arriba a la Terra i que aprofiten les

plantes manté manté l'ecosistema en funcionament i finalment escapa en forma de

calor.

Paràmetres per a l'estudi de la dinàmica dels ecosistemes

• Biomassa: és la massa total dels organismes. Se sol expressar en grams de

pes sec per unitat de superfície o de volum, per exemple, en g/m² o en g/l.

• Producció: és l'augment de biomassa per unitat de temps. Es pot expressar en

g/m². dia.

• Producció neta: és la diferència entre tot el que s'ha produït i la part

consumida mitjançant la respiració o la fermentació

• Producció bruta: és tot el que ha produït

• Productivitat: és la relació entre la producció i la biomassa.

• Temps de renovació: és el temps que ha de transcórrer perquè es renovi la

biomassa, és a dir, perquè la pruducció iguali la biomassa. s'obté dividint la

biomassa entre la producció, per tant, és el valor invers de la productivitat.

• Eficiència: és la relació entre el que s'ha produït i el que ha entrat

Page 19: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

19

Ecosistemes equilibrats: Els ecosistemes estables varien molt poc amb el temps, i

les biomasses de cadascuna de les espècies que contenen es mantenen constants.

Perquè això es compleixi, la producció d'un nivell tròfic ha de ser aproximadament

igual a l'explotació, és a dir, al consum d'aquest que exerceix el nivell tròfic següent.

En aquesta situació, els ecosistemes s'anomenen ecosistemes equilibrats.

La producció i l'equilibri: l'equilibri d'un ecosistema depèn de les produccions dels

diferents nivells tròfics, i no pas de les seves biomasses. l'equilibri es dóna quan a cada

parella de nivells tròfics la producció d'una és aproximadament igual al consum del

següent. Per terme mitjà, en el pas d'un nivell a un altre només es transfereix el 10% de

la producció.

Fluctuacions de la població: En realitat, en els ecosistemes equilibrats la producció

de cada nivell tròfic no es manté estable del tot, sinó que fluctua al voltant d'un

determinat valor. Si en un any hi ha condicions molt favorables per a un nivell tròfic,

aquest creixerà més del que és normal.

La sobreexplotació: Si un nivell tròfic d'un ecosistema, per sobreexplotació, posa fi al

nivell inferior, el que hi ha sota d'aquest, com que queda sense explotadors, creix tant

que pot fer desaparèixer el que hi ha més a sota, i així succesivament fins que s'arriba

a destruir tot l'ecosistema.

LES PIRÀMIDES DE PRODUCCIÓ, DE BIOMASSA I DE NOMBRES

Les piràmides de producció.

Si es representa la producció dels diferents nivells tròfics en forma d'esglaons

superposats, l'ambient dels quals és proporcional a la seva producció, i es situen a

la base els autòtrofs fotosintètics, s'obtè una piràmide.

Les piràmides de biomassa

Si es representa la biomassa. El resultat pot no ser una piràmide

.

Les piràmides de nombres.

Si es representa el nombre d'individus de cada nivell tròfic. La figura que es forma

no és necessàriament una piràmide, o fins i tot pot ser una piràmide invertida.

Page 20: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

20

El flux de l'energia

A les capes altes de l'atmosfera arriba, procedent del Sol, una quantitat constant

d'energia, l'anomenada constant solar ( 2 cal/m². minut ). Aquestes radiacions estan

constituïdes per radiacions X, radiacions gamma i radiacions ultraviolades.

Les radiacions la longitud d'ona de les quals oscil∙la entre els 360 i els 760 nm són

perceptibles per l'ull humà, i per això s'anomenen radiacions lluminoses; les que són

de menys longitud d'ona són les radiacions ultraviolades, i les que són de més

longitud d'ona són les radiacions infraroges.

Freqüència: nombre d'oscil∙lacions que fa la ona per unitat de longitud.

De la constant solar ( 2 cal/m². minut ), es produeix la diversificació següent:

• El 10% es dispersa i es reflecteix a les capes altes de l'atmosfera.

• El 2%, constituït bàsicament per radiacions UV i de menys longitud d'ona, és

absorbit per l'oxigen, que es converteix en ozó.

• El 8% és absorbit per les gotetes d'aigua i el vapor d'aigua, en gran part com a

calor latent de canvi d'estat, és a dir, sense que a penes es produeixi un

augment de temperatura.

• Del 30% al 60% és reflectit pels núvols i la pols propers a la superfície terrestre.

• Del 5% al 20% és absorbit pels núvols

• Tan sols el 45% restant, en la millor de les condicions (dies molt clars i secs ),

arriba a la superfície terrestre.

L'energia i els productors:

Del 45% d'energia solar que arriba a la superfície dels oceans i dels continents, fins i tot

en zones amb vegetació abundant i en les millors condicions, tan sols se n'aconsegueix

aprofitar el 5% a l'hora de fer la fotosíntesi.

L'energia i els consumidors: En la naturalesa, els productors primaris acaparen el

99% de tota la biomassa, mentre que tots els heteròtrofs junts només representen l'1%

de la biomassa.

L'energia i els descomponedors

En la baixa eficiència de la cadena alimentària productors ­ herbívors ­ carnívors, hi

influeixen els aspectes següents:

Page 21: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

21

• No tota la producció dels organismes fotosintètics la mengen els herbívors, ni

tota la d'aquests la mengen els carnívors.

• No totes les estructures produïdes són assimilables pel nivell tròfic següent.

• No tot el que s'ha assimilat s'inverteix en producció, sinó que una gran part

s'inverteix en respiració.

• No tota la producció perdura en l'individu, ja que una part s'inverteix a produir

estructures que es van canviant.

La producció primària i la producció secundària

Producció primària: és la producció dels productors, és a dir, dels organisme

fotosintètics.

Producció primària neta: és la diferència entra la producció primària bruta, és a dir, tot

el que s'ha produït, i la part consumida mitjançant la respiració del autòtrofs

fotosintètics.

Producció primària bruta: tot el que s'ha produït.

Producció secundària: és la producció dels consumidors, descomponedors i

transformadors.

Producció neta de l'ecosistema: és la diferència entre la producció primària bruta i les

parts consumides en la respiració pels autòtrofs fotosintètics i pels heteròtrofs.

Quan el valor de la producció primària bruta és superior al de la respiració dels

organismes, la producció neta de l'ecosistema és positiva i, per tant, l'ecosistema creix i

va evolucionant, és a dir, va augmentant en diversitat i complexitat. Això passa en els

ecosistemes joves. Quan el valor de la producció primària bruta és inferior al de la

respiració dels organismes, la producció neta de l'ecosistema és negativa i, per tant,

l'ecosistema disminueix i va evolucionant cap a menys diversitat i menys complexitat.

Diferències entre ecosistemes terrestres i aquàtics

Característiques dels ecosistemes aquàtics

• Hi ha una part superficial, la zona fòtica, que està ben il∙luminada i escalfada pel

sol i que constantment és enriquida d'oxigen per l'atmosfera. També hi ha una

part inferior, la zona afòtica, a la qual aquests recursos no arriben o arriben en

molt poca quantitat.

Page 22: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

22

• La producció primària es frena per:

• La ràpida disminució que experimenta la llum a mesura que

augmenta la profunditat.

• La gran distància que hi pot haver entre la zona fòtica i el fons.

• La manca d'oxigen a les zones profundes.

CARACTERÍSTIQUES DELS ECOSISTEMES TERRESTRES

• Presenten dos components; l'aeri i l'edàfic ( sòl )

• El productors obtenen diòxid de carboni i oxigen i la humitat de l'aire i del sòl

obtenen l'aigua i els nutrients minerals.

• Al sòl, els productors i els descomponedors hi viuen junts

• Les plantes inverteixen molta energia a posseir estructures perdurables, que els

permetin competir per la llum.

• Els ecosistemes terrestres estan molt més organitzats verticalment que els

aquàtics.

Diferències amb els ecosistemes aquàtics

• En els ecosistemes terrestres la major part de la producció primària no passa als

herbívors, sinó als detritívors.

• En els ecosistemes terrestres, la major part de la producció s'inverteix en

creixement, és a dir, en estructures perdurables amb arrels i tiges, mentre que

en els aquàtics s'inverteix en reproducció del fitoplàncton. Això fa que el

coeficient biomassa animal / biomassa vegetal sigui 0,001 en els ecosistemes

terrestres i 1 en els aquàtics.

• La mitjana de producció dels ecosistemes terrestres ( 300 g C/m² . any ) és el

triple que la dels aquàtics ( 100 g C/m² . any ), atès que la gran distància entre

productors i descomponedors en els ecosistemes aquàtics alenteix molt el

reciclatge de la matèria.

• En els ecosistemes terrestres també hi ha causes d'alentiment.

Page 23: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

23

CICLES BIOGEOQUÍMICS

Cicle del carboni

Els productors capten el carboni en forma de diòxid de carboni i l'incorporen a la seva

biomassa com a matèria orgànica, generalment com a glúcid, per mitjà de la

fotosíntesis. Els consumidors incorporen el carboni quan s'alimenten dels productors, i

els descomponedors l'incorporen quan metabolitzen les restes vegetals, els cadàvers i

els productes de rebuig dels animals.

Cicle del nitrogen

L'acció dels descomponedors sobre les restes de vegetals i animals, sobre les

defecacions i sobre els productes d'excreció, transforma els grups amino de les

proteïnes en amoníac, i amb aquest s'enriqueix el sòl. Aquest procés s'anomena

amonificació.

• Nitrificació: l'amoníac que arriba al sòl passa ràpidament a ió nitrat per l'acció

quimiosintètica d'alguns bacteris.

• Desnitrificació: és la transformació del nitrat en nitrit, i d'aquest en nitrogen, que

passa a l'aire.

Cicle del fòsfor

El fòsfor es troba a l'escorça terrestre, principalment en forma del mineral apatita, que,

juntament amb altres minerals, constitueix la roca fosforita. Per l'efecte de la

motorització química es transforma en ió fosfat, que és transportat en dissolució per

l'aigua. Una part precipita al sòl, en forma de fosfat càlcic; una altra part és absorbida

per les arrels de les plantes.

Cicle del sofre

El sobre es troba com a sulfat al sòl; com a àcid sulfhídric a les aigües pantanoses d'alt

contingut orgànic, i com a diòxid de sofre a l'atmosfera. Les plantes absorbeixen el

sofre en forma de ió sulfat.

Page 24: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

24

SUCCESSIÓ ECOLÒGICA

És el procés de substitució gradual d'unes poblacions per d'altres en una mateixa àrea.

El procés acaba quan s'arriba a una comunitat equilibrada i, per tant, estable, que ja no

varia, l'anomenada comunitat clímax.

Successió primària: és la que es produeix en una àrea en la qual prèviament no

existien éssers vius.

Successió secundària: és la que té lloc en una zona en la qual abans existia una

comunitat que, per causa d'un incendi, d'una inundació, etc., ha perdut la major part de

les seves espècies.

Característiques de les successions

• Les primeres espècies a aparèixer són les espècies oportunistes.

• Les espècies oportunistes van sent substituïdes per espècies de l'estratègia de

la K.

• La productivitat, és a dir, el quocient producció / biomassa, es va reduint.

• La diversitat va augmentant

• El grau d'organització interna de l'ecosistema va augmentant

• L'ecosistema es fa més estable

Biomes

Biomes: són comunitats ecològiques importants que s'estenen per àmplies regions.

Se'n distingeixen tres grans tipus: els terrestres, els marins i els d'aigua dolça.

Page 25: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

25

ACTIVITATS HUMANES I PROBLEMES MEDIAMBIENTALS

Efecte hivernacle

El terme efecte hivernacle fa referència al fenomen natural pel qual la Terra es manté

calenta gràcies a la presència a l'atmosfera d'uns gasos (vapor d'aigua i CO2,

principalment ) que absorbeixen i retenen la radiació solar, i també a l'escalfament

general del planeta com a conseqüència de la contaminació de l'atmosfera.

Les combustions i emissions humanes aboquen a l'atmosfera algunes molècules o

compostos que tenen una vida mitjana molt llarga, és a dir, que es mantenen molt de

temps a l'atmosfera sense canviar. Aquests compostos s'emeten en un lloc però en

barrejar­se amb l'aire poden ésser transportats a qualsevol altre lloc del planeta i restar

molt de temps produint efectes a l'atmosfera. Un dels compostos que s'emet de forma

més abundant a les combustions degudes a l'activitat de l'home és l'anhídrid carbònic

(CO2), i per això la seva concentració està augmentant de forma constant a l'atmosfera

des que es mesura de forma precisa.

Per diverses metodologies s'ha mesurat la concentració de CO2 a l'atmosfera en temps

passats i s'ha vist que aquest ha anat canviant, corresponent les èpoques de molt CO2

a l'atmosfera a èpoques de temperatura mitjana elevada a la Terra i climes àrids i

viceversa. D'aquí la importància d'aquest creixement del CO2, ja que això permet

preveure un canvi climàtic a la Terra a curt termini. Una altra vegada la nostra espècie

està originant un canvi en el funcionament de l'ecosfera, canvi que en el passat trigava

Page 26: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

26

centenar de milers o milions d'anys i que ara sembla que es produirà en unes poques

desenes d'any.

Recordem el cicle del carboni sense l'alteració humana.

I aquí presentem el mateix cicle modificat per l'acció de l'home.

Page 27: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

27

La relació entre CO2 i temperatura té a veure amb el que coneixem com a efecte

hivernacle. Tot i que l'absorció i emissió d'energia de la Terra és similar, l'atmosfera pot

retenir més o menys temps part de la radiació en funció de la seva composició. Quant

més radiació es retingui, més elevada serà la seva temperatura . És per això que la

temperatura mitjana de la Terra ha anat augmentant en les darrers cent cinquanta

anys.

L'efecte hivernacle que fa la relativament reduïda quantitat de CO2 que té la Terra (el

0,03% en volum de tot l'aire és CO2) és en gran part el responsable de la seva

temperatura mitjana. De manera simplificada podríem comparar el CO2 a l'efecte d'un

vidre en una habitació on hi toca el sol. La radiació solar que penetra a l'habitació

(radiació d'ona curta) un cop transformada en infraroig (longitud d'ona llarga) no és

capaç de travessar el vidre, per això la temperatura de l'habitació puja.

Si l'habitació està mal aïllada, part de la radiació es perd, si en canvi el vidre es doble

se'n perdrà poca. En el segon cas la temperatura serà superior al primer cas. Les

nostres emissions de CO2 contribueixen a fer el vidre més gruixut i, a curt termini, es perd menys radiació i la temperatura mitjana de la Terra augmenta.

Page 28: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

28

Aquest efecte hivernacle el produeixen, a més del CO2, altres gasos que també emet

l'home com els òxids de nitrogen emesos pels cotxes, el metà o altres. La llista és molt

llarga i és la que fa el fenomen complex i difícil de solucionar.

Fonts antropogèniques d'emissió de gasos d'efecte hivernacle COx NOx CH4 CFC HC Partícules SO

Biomassa Cremar fusta +++ + + ­ + + ­ 14 %

Producció d'aliments Llaurar ++ + ­ ­ ­ ­ ­ Cultius d'arròs ­ ­ ++ ­ ­ ­ ­ Fertilitzants ­ ++ ­ ­ ­ ­ ­ Animals domèstics Rumiants ­ ­ ++ ­ ­ ­ ­ Excrements ­ NH4 ­ ­ ­ ­ SH2

24 %

Explotació de carbó Extracció ­ ­ ++ ­ ­ ­ ­ Ús ++ + + ­ + ++ + Petroli ++ + ­ ­ + + ­ Gas natural ++ Abocadors + ­ ++ ­ + + ­

50­60 %

Indústr ia ++ ciment + ­ ++ ++ ++ + 13 %

Els gasos d'efecte hivernacle no tenen tots la mateixa importància ni el seu efecte és

similar. D'alguns (CFC) hi ha poques emissions, però en canvi cada molècula emesa té

una gran capacitat d'absorció de radiació, pel que el seu efecte relatiu pot ésser

important. D'aquesta manera les petites concentracions de CFC's a l'atmosfera són

responsables d'una cinquena part de l'efecte hivernacle, com es pot observar a la

següent taula. També és important l'efecte del metà o dels òxids de nitrogen i, fins i tot,

de l'ozó troposfèric, tot i la seva inestabilitat, encara que més de la meitat de la

responsabilitat de l'efecte hivernacle és produïda pel CO2.

L'efecte hivernacle que produeix el CO2 i els altres gasos hivernacles tendeix a

incrementar la temperatura mitjana de la Terra, però el clima és quelcom més complex i

aquest augment pot ser compensat per altres efectes o factors que produeixen el

contrari. Així l'home, en les seves múltiples activitats (per exemple canteres, obres,

etc.) emet a l'atmosfera moltes partícules. Alhora, transforma gran part de la superfície

de la Terra en àrees urbanes, vies de comunicació o zones de conreu. Aquestes zones,

Page 29: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

29

així com les partícules, poden afavorir la reflexió directa i, per tant, la pèrdua d'energia

per part de la Terra i, conseqüentment, una disminució de la temperatura.

El balanç actual es decanta per un guany clar de radiació a l'atmosfera i, per tant, d'un

augment de les temperatures, els efectes futurs de la qual no són fàcilment predictibles

però si permeten dibuixar un escenari diferent de l'actual, amb un clima més àrid en

algunes zones i més humit en d'altres, i amb una pujada del nivell del mar de fins a 1

metre en cent anys. Tanmateix els efectes sobre la civilització poden ser terribles (gran

part de la civilització humana es concentra a la vora del mar)

LA CAPA D'OZÓ

A l'augmentar la mida del forat de la capa d'ozó, la Terra rep una major quantitat de

energia, en forma de rajos ultra­violeta (UVA, UVB), que al transformar­se a l'ingrés a la

atmosfera, augmenta la càrrega de calor que el planeta pot digerir. Per aquest motiu és

convenient adoptar una sèrie de mesures de protecció dels efectes dels rajos UVA

sobre l'organisme.

Productes que destrueixen la capa d'ozó

El CFC.

El CFC és el clorofluorocarbó que trobem en certs aparells refrigerants i esprais i que

cal controlar.

Els CFC són, entre els gasos hivernacle reconeguts, els que es troben en més baixa

proporció a l'atmosfera: fins a tres parts per mil milions. Però són també els de més alta

activitat i els de més temps de residència, que és de l'ordre de centenars d'anys. Hi ha

una bona polèmica científica respecte a l'efecte net d'aquests compostos sobre la

temperatura global, ja que la seva potencialitat com a destructors de l'ozó de

l'estratosfera els atorga, respecte al balanç tèrmic, un paper oposat al dels gasos

hivernacle

Page 30: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

30

Per evitar que la capa d'ozó es destrueixi hem d'evitar comprar els productes que portin

CFC, comprovant que el producte que compris estigui marcat amb una etiqueta que

indiqui que no destrueix la capa d'ozó. Procurar substituir esprais per vaporitzadors o

altres. Mirar que els electrodomèstics com les neveres, els congeladors... no continguin

CFC .

Hom creu que els primers bacteris vivien en la foscor més absoluta (al fons dels oceans

o molts metres per sota de la superfície dels continents). Altrament, la radiació

ultraviolada hauria destruït les seves estructures orgàniques. La vida només va ser

possible sota la llum solar quan a les capes altes de l’atmosfera va començar a

aparèixer l'ozó.

L’ozó, forma al∙lotròpica de l’oxigen (O3), és un gas molt escàs a l’atmosfera: el seu

volum es mesura en parts per mil milions. Això no ha impedit que assolís una gran

reputació acadèmica, d’una banda com a agent contaminant de les àrees urbanes, de

l'altra com a reactor fotoquímic que intercepta a l’estratosfera un 97% de la radiació

ultraviolada que arriba a la Terra.

L’ozó estratosfèric, sota l’acció de la radiació ultraviolada, es dissocia en dues

fraccions: oxigen atòmic i oxigen molecular. Immediatament reverteix la reacció,

produint calor, de manera que l’estratosfera actua com una màquina de conversió de

radiació ultraviolada en calor.

O3 + radiació ultraviolada ® O + O2

O + O2 ® O3 + calor

Sense aquest filtre (que podem comparar amb una espècie d’ulleres de sol

planetàries), les cèl∙lules vives serien destruïdes per la radiació. Així i tot, la petita

fracció de radiació ultraviolada que arriba a la superfície té efectes notables sobre la

biosfera i l’espècie humana:

• Les cèl∙lules exposades a radiació ultraviolada poden veure alterats els

processos de replicació de l'ADN. La majoria de les mutacions així produïdes

són puntuals, i el més probable és que no és manifestin o bé que tinguin un

efecte advers. Però a vegades aquestes mutacions provoquen, per atzar,

Page 31: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

31

l’aparició de varietats més ben adaptades al medi. La radiació ultraviolada, tot i

ser destructiva, a llarg termini tendeix a crear diversitat entre els organismes i

afavoreix el procés d’evolució.

• En l’espècie humana la radiació ultraviolada facilita la síntesi de vitamina D a la

pell, tot i que també pot induir a l’aparició de càncer de pell. Els antropòlegs

reconeixen que l’equilibri entre la necessitat d’obtenció d’aquesta vitamina i la

protecció davant la radiació ultraviolada és el factor de selecció natural que fa

que els habitants de latituds altes tinguin la pell més clara (per tal d’afavorir la

síntesi de vitamina D) i que els que viuen a les zones tropicals tinguin la pell

pigmentada (com a mètode de protecció contra l'excés de radiació).

EL FORAT DE LA CAPA D'OZÓ

De cada milió de molècules que trobem a l’estratosfera, només deu són d’ozó (10

ppm). Aquesta és una quantitat ínfima, però cent vegades major que la que trobem a la

troposfera. Pes aquesta raó hom parla de “capa” d’ozó.

En 1985, els científics britànics van determinar que els nivells d’ozó per damunt de

l’Antàrtida es reduïen molt a la sortida dela primavera austral, i que aquesta reducció

havia anat augmentant durant una dècada. Es va inventar l’expressió “forat de la capa

d’ozó" per fer referència al que es veia als mapes que representaven aquesta situació.

Més tard, la hipòtesi de la reducció de l’ozó s’ha anat confirmant: les reduccions han

estat majors i fins i tot s’han detectat a l’hemisferi nord.

Hi ha hagut un intens debat científic sobre si aquesta reducció es devia a causes

naturals o era provocada per les activitats humanes. Només hi ha unanimitat en el fet

que la destrucció de l’ozó estigui lligada a la presència a l’estratosfera de radicals

halògens: clorur (Cl ­ ) i bromur (Br ­ ). L’acció d’aquests reactius és catalítica (o sigui, no

són consumits en les reaccions, per la qual cosa n’hi ha prou amb petites

concentracions perquè el procés tingui lloc).

Page 32: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

32

Netament, en presència de clor o brom, dues molècules d’ozó poden convertir­se, de

manera irreversible, en tres molècules d’oxigen, tal com resta descrit en les següents

reaccions (en les quals s’haurien de considerar passos intermedis amb la intervenció

del clor en forma iònica):

Cl2 + 2O3 ® 2ClO ­ + 2O2

2ClO ­ ® Cl2 + O2

Com que el clor ha estat recuperat al final, la reacció neta del procés de destrucció de

l’ozó es pot representar així:

2O3 ® 3O2

Una altra qüestió és com ha arribat el clor o el brom a l’estratosfera. Atès que hom creu

que aquest era un problema inexistent en el passat, les investigacions s’han central

sobre productes industrials nous.

Avui totes les sospites apunten cap els halons i els freons (CFC), per més que no

manquin punts de vista alternatius.

ELS CFCs

L’aparició dels CFC durant la dècada dels anys trenta va ser saludada com una fita

tecnològica. L’home havia sintetitzat per primer cop una substància volàtil i no reactiva.

Abans de la Segona Guerra Mundial la indústria de la refrigeració utilitzava diòxid de

sofre i amoníac, substàncies tòxiques i molestes, inadequades a les aplicacions

domèstiques (eren els temps daurats per als repartidors de gel!), mentre que els

propel∙lents dels aerosols, d’ús molt limitat, eren hidrocarburs de baix pes molecular ­

gasos­ amb el consegüent perill de detonació o incendi. Va ser durant la guerra quan

Page 33: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

33

l’exèrcit americà va començar a utilitzar aerosols insecticides en els quals s’utilitzava

CFC per a la propulsió del líquid actiu.

Els CFC van trobar aviat un lloc d’honor a la indústria i a la societat de consum. Com a

refrigerants (freons), propel∙lents d’aerosols (halons) i com a agents d’expansió en

materials destinats a l’aïllament tèrmic i mecànic. Esprais, recipients barats i

resistents, planxes aïllants, refrigeradors, climatitzadors, són avui elements comuns de

la nostra vida quotidiana, gràcies en gran manera als descobridors dels CFC.

La pluja àcida

La majoria de contaminants secundaris produïts en l'smog fotoquímic manifesten els

seus efectes a escala local i no es transporten a distàncies grans. Molts dels

contaminants primaris (sobretot els que s'emeten en més quantitat) poden ser

transportats a distàncies considerables, especialment si són poc reactius amb altres

elements o s'emeten en grans quantitats. Aquest és el cas de dos grups de molècules

que són abundants a l'atmosfera i que es produeixen a les combustions resultat de

l'activitat de l'home: els òxids de sofre i de nitrogen (SOx, NOx).

Els òxids de sofre es produeixen sobretot en les emissions industrials i molt

especialment quan es crema carbó (lignit) o petroli.

Els òxids de nitrogen es produeixen en totes les combustions però especialment en els

motors de combustió dels vehicles.

Aquests dos compostos poden ser traslladats a centenars de quilòmetres pels

moviments de les masses d'aire i, de vegades, segueixen trajectòries ben determinades

que fan que les emissions en un punt provoquin contaminacions en un altre.

Els seus efectes es poden produir tant com als compostos emesos originalment o per la

seva combinació amb el vapor d'aigua, i per això parlem respectivament de deposició

seca o deposició humida.

La deposició seca, sobretot vehiculada per micropartícules riques en òxids de sofre,

produeix efectes molt importants en la vegetació que, sotmesa a concentracions

Page 34: ELS ÉSSERS VIUS - xtec.cat · Ecosistema : conjunt de diferents espècies que viuen en un entorn físic comú, les funcions de les quals es complementen en un grau variable. Població

34

mitjanes d'aquests compostos en intervals de temps llarg, pot patir defoliació, ja que les

fulles es moren. Un exemple el tenim en els efectes que produia la central tèrmica

d'Andorra (Terol) a la vegetació dels Ports de Beseit, contaminació que es detectava

fins a Itàlia, i també a la central de Cercs (Berguedà) es va detectar aquest efecte

Els efectes de la deposició humida dels òxids de sofre i nitrogen són els coneguts com

a pluja àcida. Els òxids de sofre i nitrogen, en combinar­se amb l'aigua atmosfèrica,

formen petites gotes d'aigua riques en àcid nítric o àcid sulfúric. Aquestes gotes són

traslladades pels moviments de les masses d'aigua atmosfèriques a zones allunyades

on l'aigua forma gotes més grans i acaba com a gotes de pluja sobre un territori ben

diferent al d'origen de les emissions.

La pluja, rica en àcid sulfúric, té un pH molt baix, inferior a 4,5, i per això parlem de

pluja àcida.

La pluja àcida té efectes directes sobre la vegetació i també efectes indirectes sobre

aquesta i els ecosistemes aquàtics associats. De forma directa la pluja àcida crema les fulles dels arbres provocant la seva defoliació i, en casos extrems, la seva mort. De

forma indirecta, aquesta pluja àcida fa que l'aigua del sòl augmenti la seva acidesa; i

això repercuteix en la funció de les arrels, que pot fer disminuir l'assimilació per part de

l'arbre i també la seva mort. A més, aquesta aigua àcida del sòl s'escola cap als medis

aquàtics propers, rius, llacs i aiguamolls reben aquesta aigua àcida i això provoca la

mort de molts organismes que no poden suportar la disminució del pH a l'aigua. En

casos extrems, i quan els sòls ja són àcids de naturalesa (sòls sobre pissarres, granits

o esquists) l'extrema acidesa de l'aigua del sòl pot provocar la mobilització de l'alumini

(Al) dels silicats i passar a l'aigua que així pot arribar als ecosistemes aquàtics. Com

que l'alumini és un metall tòxic, l'efecte combinat de pH baix i alumini alt pot provocar

mortaldats importants de peixos i altres organismes.