UNITAT 3 EL CICLE DE LA MATÈRIA I EL FLUX D'ENERGIA • Matèria i 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 • Cicles biogeoquímics La vida del organismes depèn, fonamentalment, de dos factor: Subministrament d'energia 1

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. • Cicle del Carboni 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. • Cicle del Nitrogen 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. • Cicle del fòsfor 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 2

aquest queda fora l'abast dels éssers autòtrofs. El fòsfor és sovint un factor limitant de la productivitat en els medis aquàtics. • Cicle del sofre 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. • Cicle de l'aigua 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. • Energia endo/exosomàtica 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. • Ecologia tròfica 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):

3

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. • Biomassa. Productivitat de l'ecosistema 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.

4