Anem a estudiar els mecanismes mitjançant els quals, una comunitat és capaç d'autoregular-se, tant de forma espacial, com al llarg del temps, per donar lloc a l'enorme diversitat d'éssers vius que existeixen a la Terra. Estudiarem un ecosistema model aquàtic: imaginem un aquari amb aigua, amb els nutrients necessaris i exposat a la llum solar. Escollirem les relacions tròfiques existents en una cadena senzilla constituïda per productors (algues), herbívors (caragols) i carnívors (peixos). A més hi existeixen bacteris reductors (transformadors) que reciclen els nutrients.
El nostre ecosistema model és tancat per a la matèria i obert per a l'energia, i és capaç d'autorregular-se i romandre en equilibri dinàmic al llarg del temps
Fig. 2-27: Relacions d'autoregulació en un ecosistema model senzill.
Els diferents nivells tròfics que formen la cadena és troben ellaçats mitjançant bucles de retroalimentació negatius que proporcionen estabilitat al sistema. Si únicament hi hagués algues a l'aquari, aquestes creixerien en forma exponencial fins que algú dels nutrients començara a escassejar (factor limitant) i provocant, finalment la seua extinció. Els herbívors eviten aquesta situació, perquè regulen el creixement exponencial de les algues (ja que s'alimenten d'elles), i al mateix temps, enriqueixen amb nutrients el medi (excrements, cadàvers) realimentant positivament la població de l'alga a través d'un bucle d'alimentació positiva establert a través dels reductors (transformadors). Resulta fàcil deduir què passaria en afegir el nivell tròfic dels carnívors. La conclusió és que el nostre sistema es regula tot sol. Generalment, els sistemes es regulen millor quan hi ha una àmplia gamma de relacions entre els components de la biocenosi (predació, parasitisme, simbiosi, competència, etc)
4.1. Mecanismes d'autorregulació de les poblacions
En els ecosistemes, totes les espècies existeixen com a població.
Per a que els ecosistemes es mantinguen estables ha d'haver un equilibri poblacional.
Hi ha factors que provoquen l'augment de les poblacions. El principal és
el potencial biològic o nombre
de descendents potencials que cada espècie produeix en condicions ideals.
Es diu que una població augmenta amb un ritme exponencial quan el nombre
d'individus augmenta a un ritme constant. La seua representació, en
funció del temps és una corba exponencial. Aquest creixement
exponencial solament és propi de microorganismes creixent en les condicions
òptimes d'un laboratori. Però les poblacions no pateixen normalment
increments exponencials dels seus components ja que en els ecosostemes existeixen
tota una sèrie de factors biològics i abiòtics que tendeixen
a aminorar les poblacions i que reben en conjunt el nom de resistència
ambiental
Fig. 2-28: Forces que participen en la regulació de les poblacions
La dimensió d'una població ve determinat pel nombre d'individus que conté. Hi ha una sèrie de factors que tendeixen a afavorir l'augment de la població (index de natalitat o d'immigració) mentre que altres factors afavoreixen la seua disminució (index de mortalitat, d'emigració). Cal tenir en compte la superfície on habita la població, així que parlarem millor de densitat de població
Aquests factors es poden estudiar en la gràfica següent: Fig. 2-29
Dos conceptes bàsics en l’estudi de les poblacions són les taxa de natalitat (b) i taxa de mortalitat (m), és a dir, el nombre d’individus que naixen o moren dins la població en un període de temps determinat. Anomenem taxa de creixement (r) a la diferència entre la taxa de natalitat i de mortalitat (sense tenir en compte els altres factors com l’inmigració i l’emigració
r=b-m |
Quan els naixements superen les morts (b>m), r
és positiva, mentre que si m>b, el valor
d’r és negatiu
Increment
N / increment t = r .N |
on N és el nombre d’individus de la població
i t el temps transcorregut
El valor de r varia per a una mateixa població
en funció de les circumstàncies del moment. Quan les condicions
són òptimes i no hi ha cap limitació d’espai, aliment
o no hi ha malalties i depredadors, s’assoleix el valor màxim
de r (rmax)
o potencial biòtic (fig.2.26-esquerra)
En la natura, qualsevol població no creix indefinidament, ja que depén
dels recursos disponibles, els quals solen exaurir-se i també de les
relacions de competència existents entre els membres de la població.
El nombre d’individus d’una població determinada que pot
mantenir-se en l’ambient on viu sota unes determinades condicions ambientals,
rep el nom de límit de càrrega
(k)
La corba de creixement d’una població passa per una sèrie
de fases que poden observar-se en la figura 2-26 (dreta):
1- fase inicial, caracteritzada per un creixement lent (pocs individus inicials)
2 i 3- fase de creixement ràpid, gairebé exponencial
4- creixemt més lent ja que la població s'aproxima al límit de càrrega
5- fluctuacions al voltant del límit de càrrega (equilibri dinàmic)
Les fluctuacions poden de dos tipus:
* Regulars o cícliques, si es repeteixen de forma periòdica. Com el cas dels lehmings o les migracions
* Irregulars, si les variacions sorgeixen de forma esporàdica: anys de sequera, incendis, plagues, etcLes dimensions d'una població ve condicionat pels factors limitants i les estratègies reproductores de la mateixa espècie
4.1.1.Factors limitants
Es consideren factors limitants aquells factors ambientals que
condicionen el creixement d'una població, afectant les tases de naixement
i/o mortalitat. Podem distingir:
Factors ambientals abiòtics, com la temperatura, humitat, pressió, salinitat, pH, etc, és a dir, factors que no depenen de la densitat de la població existent. Cada espècie presenta uns valors màxim i mímin de cadascun d'aquests factors ambientals (límits de tolerància o valència ecològica). El factor que sobrepassa l'amplitud d'aquests límits es considera un factor limitant, ja que impideix el normal desenvolupament de l'organisme. Si atenem al marge de tolerància d'una espècie respecte als factors ambientals, podem distingir dos grups d'espècies:
* Espècies estenoiques: Presenten un estret marge de tolerància per a un factor determina (valència ecològica molt estreta). Per exemple, els organismes higròfils necessiten un grau d'humitat alt per poder viure (amfibis, molses); determinats peixos tropicals solament poden viure en aigües amb unes temperatures molt concretes, etc
* Espècies eurioiques: Presenten un marge de tolerància ample (valència ecològica de gran amplitud). La majoria de les espècies vegetals mediterrànies presenten unes necessitats d'aigüa moderades, soportant l'alternança d'estacions humides i eixutes; les espècies que habiten les maresmes i estuaris són eurihalines, ja que estan adaptades a soportar canvis de salinitat grans i ràpids
Fig. 2-31: (a) València ecològica. (b) espècies eurioiques i estenoiques
4.1.2. Estratègies reproductores. Estratègies de la r i de la K
En moltes ocassions les espècies han que competir entre elles per ocupar un lloc en l'ecosistema. Les diferents espècies han anat adquirint, al llarg de la seua evolució, una sèrie de característiques que els faciliten la competició. Però aquestes "habilitats" que els ha convingut adquirir són molt diferents segons siga l'ambient on han de viure. Són molt diferents les característiques que cal tenir un ésser viu per adaptar-se a un ambient canviant que a un altre relativament estable.
Per això es distingeixen dos grans tipus d'estratègies de supervivència: la de la r i la de la K. Aquestes lletres fan esment a la importància relativa que tinguen els paràmetres K (densitat de saturació o límit de càrrega) i r (tasa d'increment en els seus cicles vitals )* Les espècies que segueixen l'estratègia de la r (generalistes) solen ser microscòpiques o de mida petita, com bacteris, protozous, plantes anuals, animals petits, etc. Posseixen alt potencial biòtic i presenten elevades taxes de natalitat i mortalitat. La seua població manté un creixement exponencial fins desaparèixer sobtadament en canviar les condicions. Les espècies amb estratègia de la r són típiques de lloc efímers: tolls de pluja, acumulacions de terra al costat de caus , roques nues, zones polars, deserts, terrenys llaurats, etc. Són oportunistes o pioneres, ocupen àreas noves amb facilitat i s’hi extenen amb rapidesa. Poques exigències davant els factors ambientals. El paper que compleixen en els ecosistemes és colonitzar-los en les primeres etapes del seu desenvolupament (veure successió ecològica) . Tenen molts descendent dels que no tenen cura . Pero no poden tenir èxit si la competència és forta, front a organismes amb estratègia de la K.
* Les espècies amb estratègia de la K (especialistes) solen ser els animals i plantes grans i de llarga durada. La seua població es manté amb altibaixos, però prop de la densitat màxima (K). És lo que succeeix, per exemple, amb els roures d’un bosc, les gavines o els linxs. Els organismes amb estratègies de la K tenen gran capacitat de competència, gran longevitat i un reduït nombre de descendents. Els trobarem en medis que romanen estables un llarg període de temps (selva, boscos, etc.).
Fig. 2-32: Corbes de creixement d'espècies amb estratègia de la r i la k
Un aspecte relacionat amb la mortalitat és el concepte de supervivència, és a dir, el percentatge de la població que es manté viva en cada etapa de la vida de l’organisme. S’han descrit tres tipus de corbes de supervivència que són les ques es reflecteixen en la figura que ve a continuació
El tipus I correspondria a espècies amb estratègia de la k, on la mortalitat és prou baixa fins que s’arriba a la maduresa. Exemple : grans mamífers.
El tipus III correspondria a espècies amb estratègia de la r, amb mortalitat larvària o juvenil molt alta (peixos, invertebrats marins, etc)
El tipus II no és massa abundant a la natura. La mortalitat es manté constant. Podrien assenyalar com a exemple, els ocells.
Tipus de corbes de supervivència
Quan dues espècies d'un ecosistema tenen activitats o necessitats en comú, és freqüent que interactuen entre sí. Potser que se'n beneficien (+), es perjudiquen (-) o que la relació siga neutra (0). Els tipus principals de relacions interespecífiques es veuen representats a la taula següent:
Relació
interespecífica |
Espècie 1 |
Espècie 2 |
Neutra |
0 |
0 |
Competència |
(-) |
(-) |
Depredació |
Depredador (+) |
Presa (-) |
Parasitisme |
Paràsit (+) |
Hoste (-) |
Mutualisme
i simbiosi |
(+) |
(+) |
El símbol - representa la competència entre espècies (zebra i antílop. lleó i hiena) mentre que el signe + representa el benefici que obtenen els predadors
Competència
Es diu que dos espècies competeixen quan utilitzen un mateix nínxol
ecològic, de forma que qualsevol tipus d'avantatge que assolisca
una de les dues espècies en l'explotació del recurs suposa una
disminució o la desaparició de l'altra espècie. Hi ha
diferents tipus de competència : per l'aliment, per l'espai per posar
el niu, per insectes pol·linitadors, etc.També hi ha una important
competència intraespecífica.
| S'anomena
nínxol ecològic el conjunt
de circumstàncies, relacions amb l'ambient, connexions tròfiques
i funcions ecològiques que defineixen el paper exercit per una
espècie dins l'ecosistema. Vegeu
aquest exemple on cada espècie de sargantana s'ha especialitzat
en la caça d'insectes de diferents mides. No deu confondre's nixol amb hàbitat, ja que aquest últim terme drescriu els llocs on viu una espècie |
Depredació
Consisteix en l'activitat de captura i mort que sofreixen els individus
anomentats preses, per part d'uns altre
(depredadors o predadors).
Aquests termes són molt relatius, ja que una espècie pot ser
depredadora d'unes espècies i presa d'altres. En el funcionament de
la natura resulta beneficiosa per al conjunt de la població depredada
ja que suprimeixen els individus no adaptats o malalts i/o prevenen la superpoblació.
Al procés de depredació té lloc un flux unidireccional
d'energia en el sentit presa-depredador. Els depredadors controlen les poblacions
de les espècie presa, però al mateix temps aquestes controlen
el nombre d'individus depredadors. La depredació suposa un mecanisme
de regulació anomenat feed-back negatiu:
qualsevol variació en el nombre d'organismes d'un d'aquests dos grups
repercuteix en l'altre (amb un lleuger retard): així un aument de preses
suposa un augment de depredadors. L'entrada d'un nou depredador alteraria
l'equilibri.
Fig. 2-30: Relacions causals que apareixen en la predació
i que regulen la biocenosi
TNP (taxa natalitat presa) TMP (taxa mortalitat presa) TND (taxa natalitat
depredador) TMD (taxa mortalitat depredador)
Nombrosos estudis de laboratori i observacions en sistemes naturals mostren que les poblacions de depredadors i les de les preses oscil·len cíclicament com a conseqüència de la seua interacció, la qual regula la biocenosi. Un exemple clàssic fou el de la relació entre els linx de Canadà i les llebres, estudiat per Lotka i Volterra. Aquest model, a partir de les dades que podeu veure en la gràfica, prediu un comportament oscil·latori d’ambdues poblacions, amb un cert retard dels predadors respecte a les preses, de tal manera que les seues poblacions es regules mitjançant un mecanisme de retroalimentació negativa (feed-back). D’aquesta manera s’assoleix un equilibri dinàmic depredador presa que pot trencar-se per determinades circumstàncies naturals i, molt més sovint, per la intervenció humana.
Fig. 2.31: Esquerra: Poblacions de depredador-presa al larg del temps. Dreta: Interaccions depredador-presa que autoregulen el sistema
Parasitisme
El parasitisme és un tipus de relació en la qual un dels
individus (paràsit) viu
a costa de l'altre (hoste) i li produeix un dany o perjudici, la qual
cosa no vol dir que li cause la mort a curt termini, ja que la supervivència
del paràsit va lligada a la de l'hostatjador. Els paràsits poden
ser:
*
ectoparàsits, quan viuen fora de l'hostatjador
i n'extrauen l'aliment a través de la pell o l'escorça. Ex:
mosquits, la procesionària
del pi, polls, el vesc, etc.
* endoparàsits, que viuen a l'interior de l'hostatjador.
Obtenen l'aliment ja digerit. moltes vegades perden gran part de les seues
estructures per innecessàries. Ex: bacteris patògens, tènia,
etc.
Existeixen paràsits obligats, quan necessàriament han de dur permanentment una vida paràsita i paràsits facultatius que poden viure per si mateixos en el cas de no parasitar.
Mutualisme
i simbiosi
El és una asociació interespecífica on els organismes
associats surten beneficiats. Ex: ocells netetjadors com l'agró i els
bòvids, on els primers s'alimenten dels paràsits dels segons.
Quan el mutualisme és obligat es parla de simbiosi, ja que ara
els individus no poden viure l' un sense l'altre . Un exemple el tenim als
líquens: aquests organismes són
el resultat de l'associació d'un alga i un fong. Això
comporta la formació d'una estructura vegetal especial de morfologia
definida. El fong és qui determina la forma del líquen. L'alga
fa la fotosíntesi i algun dels seus nutrients orgànics que obté
passen al fong; en contrapartida, el fong subministra un substrat protegit
i, a més, actua de vector dels nutrients inorgànics cap a l'alga.
Els líquens colonitzen hàbitats terrestres i són molt
resistents a l'aridesa i als canvis de temperatura.
Comensalisme
i inquilinisme
Es tracta de relacions en les quals una espècie surt beneficiada i
l’altra roman indiferent. En el cas del comensalisme, l’espècie
comensal se n’aprofita de les restes del menjar de l’altra espècie,
mentre que en el cas de l’inquilinisme, el benefici radica en que una
de les espècie viu damunt d’una altra o aprofitat restes d’aquesta
Altres relacions interespecífiques les teniu en aquesta pàgina
Tornar
a l'inici del Tema
