UNITAT 3

EL CICLE DE LA MATÈRIA I EL FLUX D'ENERGIA

L' energia necessària per a que qualsevol ecosistema pugui funcionar prové del sol, aquesta es va passant de uns éssers al altres i així doncs parlarem de fluix d'energia.

L'energia que entra a la terra pot ser de diferents tipus:

• Raigs gamma

• Raigs X

• Raigs ultraviolats

• Raig visible

• Raigs infrarojos

• Ones radio

L'energia es transforma per la seva interacció amb l'atmosfera, la hidrosfera, la litosfera i també la biosfera.

Tan sols l'1% de l'energia provinent del sol és usada directament per la vida.

Els organismes són etapes transitòries del cicle de nutrients i del flux d'energia.

Els éssers fotosintètics són els únics capaços de captar la energia lluminosa a través de la fotosíntesi que els permet sintetitzar matèria orgànica a partir de matèria inorgànica, com a font de C utilitzen CO2 i desprenen O2.

Els organismes quimiosintètics utilitzen com a font d'energia la que procedeix de la oxidació de substàncies inorgàniques reduïdes.

Els éssers heteròtrofs són els que obtenen l'energia i el carboni de la matèria orgànica que prèviament han fabricat els productors (autòtrofs).

Respiració: procés de degradació de la matèria orgànica durant el qual s'allibera energia, te lloc en les cèl·lules i es produeix a tots els éssers vius.

Respiració aeròbica: s'elimina l'H, s'allibera energia que combinada

amb O donarà H2O

Resp. Anaeròbica: l'acceptador final d'H no es O i no es desprèn H2O

Fermentació: L'acceptador final de l'H és una molècula orgànica

La vida del organismes depèn, fonamentalment, de dos factor:

Subministrament d'energia

Disponibilitat de bioelements que son necessaris per a la síntesi de la

matèria orgànica

Els bioelements circulen de manera cíclica per la biosfera des del medi cap als éssers vius i des d'aquests cap al medi.

En el cicle del carboni intervenen diferents elements o organismes:

• Els org. descomponedors transformen la matèria orgànica desprenen Co2.

• Les restes orgàniques procedents de la descomposició s'incorporen al sòl en forma de carbons minerals o petrolis, amb el temps el C s'incorpora al medi a través de la combustió en forma de Co2

• A través de la meteorització, les oques carbonatades procedents dels esquelets poden incorporar-se al cicle del C.

• Les erupcions volcàniques també alliberen Co2

• Els éssers fotosintètics respiren i tornen part del Co2 a l'atmosfera o a l'aigua, a través de la fotosíntesi capten Co2 i el transformen en O2.

El N forma part dels éssers vius i es troba principalment en les proteïnes i ens els àcids nucleics.

• La majoria dels éssers autòtrofs han d'aconseguir nitrogen en forma de nitrar que troben al sòl, aquest incorporat a la matèria orgànica passa d'uns éssers a altres a través de la alimentació dels heteròtrofs. Per l'excreció una bona part del nitrogen torna al sòl en forma d'urea o amoníac.

• Els microorganismes responsables de la putrefacció degraden la matèria nitrogenada dels cadàvers i la femta i la converteixen en NH3

• Els bacteris nitrificants son capaços de convertir aquest NH3 en nitrats, aquest procés anomenat nitrificació te lloc en dues etapes:

En la 1º els bacteris transformen NH3 en ió nitrit

En la 2º els bacteris transformen el ió nitrit en ió nitrat

En els mars i oceans els cossos dels organismes morts es descomponen en arribar al fons i les capes superiors (on es fa la fotosíntesi) són més pobres en nitrogen que el fons marí, al revés que a la sup. terrestre.

La major part del fòsfor es troba en forma de roques que en meteoritzar-se l'alliberen.

• En els ecosistemes terrestres el fòsfor és més abundant que ens aquàtics, lo qual s'explica per dos raons:

No passa des del sòl fins a l'atmosfera

Hi ha força fosfats poc solubles en aigua

• En el medi aquàtic, el fòsfor té tendència a desaparèixer de la zona il·luminada per no ser consumit pels organismes, quan aquests moren els seus cossos sedimenten cap al fons arrossegant el fòsfor i aquest queda fora l'abast dels éssers autòtrofs.

El fòsfor és sovint un factor limitant de la productivitat en els medis aquàtics.

Les plantes absorbeixen el sofre del sol i el redueixen a H2S, també trobem H2S a les aigües pantanoses i SO2 a l'atmosfera.

Quan els vegetals i els animals moren els bacteris de la putrefacció actuen sobre les restes alliberant H2S(causant de la mala olor).

Els sulfobacteris oxiden àcid sulfhídric transformant-lo en sulfats i d'aquesta manera es tanca el cicle.

La calor que genera la radiació solar fa que l'aigua de la hidrosfera s'escalfi, s'evapori i es formen els núvols, quan es produeix un refredament, aquesta vapor d'aigua es condensa i baixa de nou a la superfície en forma de precipitacions.

Els éssers vius capten part de l'aigua per mitja de aliment o ingerint-la directament, aquesta tornarà al medi a traves de la respiració, la transpiració, l'excreció, defecació o descomposició de cadàvers.

Hi ha dos tipus d'energia:

Endosomàtica: És la que aprofiten els org. mitjançant el metabolisme.

• Producció 1º bruta: síntesi dels seus materials orgànics que realitzen les plantes.

• Producció 1º neta: És la diferencia entre la prod. 1º bruta i la respiració i representa l'aliment disponible per als heteròtrofs.

Exosomàtica: És la no utilitzada en la producció primària, escalfa la terra

i posa en moviment les capes fluides, lo que afavoreix la

circulació dels nutrients.

• Producció 2º neta: la que queda emmagatzemada en els teixits dels

éssers heteròtrofs.

L'energia que conté la matèria orgànica passa d'un estrat a un altre de superior en un sentit únic, cadascun d'ells s'anomena nivell tròfic.

Se'n distingeixen quatre nivells:

Productors (éssers autòtrofs):

Ocupen el primer nivell tròfic, representen el 99% de la matèria

orgànica de la biosfera i es divideixen en fotosintetitzadors i

quimiosintetitzadors.

Consumidors 1º (herbívors):

Éssers heteròtrofs que aprofiten l'energia emmagatzemada en la

mat. Orgànica pels productors.

Consumidors 2º (carnívors):

Organismes que s'alimenten de consumidors 1º.

Descomponedors/transformadors (bacteris i fongs):

Organismes heteròtrofs que converteixen substàncies orgàniques

procedents de cadàvers, excrements, mudes, etc en productes

orgànics (humus) per a que puguin ser consumides de nou pels

productors.

Les cadenes tròfiques:

Entre els organismes d'un ecosistema s'estableix una relació de dependència alimentaria que anomenem cadena tròfica.

Els nivells tròfics inferiors sostenen als superiors, cada nivell representa només el 10% del anterior.

Definim Biomassa com la massa total dels organismes que constitueixen la biocenosi.

• La producció d'un ecosistema és la biomassa que subministren/temps

Distingim entre:

• Producció neta: biomassa a disposició pel nivell tròfic següent

• Producció bruta: biomassa que assimilen les plantes

• Rendiment o eficiència: producció neta/bruta

• Productivitat bruta: producció bruta/biomassa.